Compensation of MZ-IQ-modulator nonlinearity based on FPGA algorithms - Cavaco, Telmo Filipe Pedrosa (2014)
Nos últimos anos, a crescente necessidade de largura de banda e a evolução das técnicas de processamento digital de sinal renovaram o interesse pelos sistemas de comunicação ópticos coerentes. O modulador IQ assume-se como um componente chave nestes transmissores, sendo responsável pela conversão de informação do domínio eléctrico para o domínio óptico. Os moduladores Mach-Zehnder que constituem este dispositivo recebem sinais de drive com uma excursão controlada, garantindo a utilização de uma região aproximadamente linear das suas funções transferência e a geração de constelações sem distorções de fase. No entanto, existem vantagens em explorar a extensão completa da característica dos moduladores. Neste contexto, torna-se relevante efectuar um estudo acerca das técnicas de pré-distorção electrónica que permitem corrigir os efeitos das não-linearidades associadas a este método de transmissão. Esta dissertação foca-se no estudo da compensação dos impactos que a característica não-linear do modulador Mach-Zehnder tem nos sistemas de transmissão ópticos coerentes. Após a identificação e desenvolvimento de soluções matemáticas para o problema, realizaram-se vários testes utilizando um simulador integrado em ambiente MATLAB. Um sistema de transmissão coerente utilizando formatos de modulação QAM e os respectivos algoritmos de compensação foram posteriormente implementados em FPGA. Desenvolveram-se também co-simulações que permitiram garantir que o hardware concebido produzia os resultados desejados. Para além disso, realizaram-se vários testes utilizando um modulador IQ disponível no “Laboratório de Óptica” do Instituto de Telecomunicações de Aveiro. O objectivo consistiu em operar o sistema em condições laboratoriais e analisar o desempenho dos algoritmos de compensação em ambiente real.