Diseño y simulación de amplificadores ópticos en redes ópticas SDM

Abstract

En este trabajo se estudia el comportamiento de amplificadores ópticos SDM (Space Division Multiplexing) a través de implementación y simulación en computador de modelos matemáticos de amplificadores ópticos FM-EDFAs (Few-Mode Erbium Doped Fiber Amplifiers) y FM-DFRAs (Few-Mode Distributed Fiber Raman Amplifiers). Se analiza el comportamiento modal de estos amplificadores, primero individualmente, caracterizando su desempeño en términos de espectro de ganancia, ganancia dependiente del modo y figura de ruido, para parámetros de diseño característicos, y diferentes esquemas de bombeo. Para el caso del FM-EDFA, se introduce un filtro ecualizador de ganancia inter etapa, diseñado a través de un proceso de optimización, con el propósito de conseguir un espectro de ganancia plano. Seguidamente, se disponen cascadas de amplificadores de una misma clase, simulando un enlace de comunicaciones, y se analiza su comportamiento. Los resultados obtenidos muestran la importancia de la ecualización de ganancia, la dependencia modal de la ganancia y el comportamiento del ruido, para bombeo directo y reverso. Este comportamiento se acentúa al disponer estos amplificadores en una cascada, lo que obliga a un buen diseño para conseguir un comportamiento aceptable.