Resumen La presente Tesis Doctoral encuentra su ámbito de aplicación en redes de acceso ópticas de fibra hasta el hogar o FTTH (del inglés fibre-to-the-home). Las redes FTTH han sido ampliamente desplegadas en todo el mundo y se prevé que evolucionen hacia arquitecturas de multiplexación por división en longitud de onda o WDM (del inglés wavelength-division multiplexing). Conforme los requerimientos de capacidad y ancho de banda por usuario para servicios de comunicación de banda ancha se incrementan continuamente, tecnologías tales como tecnologías híbridas radio-fibra óptica, radio de banda ultraancha o UWB (del inglés ultra-wideband), y radio de onda milimétrica se están investigando como soluciones viables para proporcionar tasas de datos excediendo Gigabits por segundo por usuario. Las redes híbridas radio-fibra óptica pueden proporcionar backhaul más simple y se prevé que desempeñen un papel importante en redes de acceso de próxima generación que requerirán despliegue flexible, alta capacidad, habilidad de ampliación, escalable en número de usuarios y demanda, y factible económicamente. Las técnicas radio sobre fibra combinadas con sistemas inalámbricos multigigabit que proporcionen capacidades comparables a sistemas de comunicaciones de fibra óptica se ve como una solución rápidamente desplegable y efectiva en coste para proporcionar acceso transparente cableado/inalámbrico integrado a servicios de banda ancha para el usuario final. Los sistemas inalámbricos UWB y de onda milimétrica son capaces de proporcionar comunicaciones multigigabit. UWB permite un uso eficiente del espectro 3.1–10.6 GHz debido a sus características únicas de coexistencia y tiene madurez de mercado. Sin embargo, la tecnología UWB está restringida por regulación en todo el mundo. Esta restricción de regulación hace de gran interés a la radio de onda milimétrica en 60 GHz debido a los 7 GHz de ancho de banda regulado consistentemente en todo el mundo, sin restricciones de coexistencia. Esta Tesis Doctoral tiene dos principales objetivos técnicos: Primero, la propuesta, análisis y demostración experimental de técnicas para sistemas UWB radio sobre fibra flexibles y efectivos en coste. El trabajo realizado persigue extender el funcionamiento de sistemas convencionales UWB radio sobre fibra en la banda 3.1–10.6 GHz a la banda de 60 GHz de próxima generación. El funcionamiento en 60 GHz reutilizaría y extendería tecnología UWB en términos de rango y flexibilidad, y es el foco de este trabajo. Segundo, la implementación de fuentes multilongitud de onda reconfigurables para agregación flexible de ancho de banda en redes WDM futuras como una solución interesante para redes híbridas radio-fibra óptica como se desarrolla en este trabajo. Estos dos objetivos son abordados mediante técnicas de procesamiento de señal en el dominio óptico. Esta Tesis Doctoral propone y demuestra experimentalmente varias técnicas fotónicas novedosas para generación UWB radio sobre fibra para proporcionar remotamente comunicaciones inalámbricas multigigabit en diferentes bandas de frecuencia, que van desde banda base hasta onda milimétrica, para una amplia variedad de aplicaciones. Asimismo se analizan en simulación (VPItransmissionMaker™) los límites de funcionamiento de los sistemas UWB sobre fibra propuestos. Los principales logros del trabajo realizado se pueden resumir como sigue: a) Propuesta y demostración experimental prueba de concepto de dos técnicas para conformación remota de pulsos UWB: (1) basada en retardo óptico y fotodetección balanceada, y (2) basada en fotoreceptor diferencial y retardo eléctrico. Estas técnicas permiten adaptar el espectro UWB a transmisión de acceso óptico con dispersión de fibra variante mediante ajuste de retardo. b) Demostración experimental prueba de concepto de un sistema UWB radio sobre fibra en 60 GHz a 1.25 Gb/s con transmisión en 100 m de fibra monomodo estándar. Se propone y analiza mediante simulación la aplicación de este sistema a escenarios de interior sensibles a interferencias tales como aviones con un número alto de usuarios. Asimismo se realiza una comparación tecno-económica con una solución potencialmente competidora basada en distribución de datos en banda base sobre fibra y generación UWB y subida en frecuencia remotas. c) La generación UWB en frecuencias de onda milimétrica basada en desplazamiento en frecuencia en la fibra de redes de acceso ópticas se propone y demuestra experimentalmente. La técnica emplea modulación de supresión de portadora óptica en un modulador Mach-Zehnder combinada con dispersión adaptada cromática de fibra a fin de superar la limitación de ancho de banda de la subida óptica en frecuencia, con la ventaja de ser fácilmente reconfigurable generando simultáneamente diferentes bandas de radiofrecuencia. Se realiza un análisis de simulación exhaustivo con especial foco en capacidades para funcionamiento dual 24 GHz/60 GHz pareado con demostración experimental a 1.25 Gb/s. Tal técnica es adecuada para integrar aplicaciones UWB 60 GHz FTTH y 24 GHz vehicular servidas por la misma unidad central. Se trata la implementación práctica y se discuten técnicas competitivas. d) El funcionamiento de UWB en la banda de 60 GHz se propone y demuestra experimentalmente para extender capacidades UWB en redes FTTH. La generación UWB en 60 GHz con transmisión combinada sobre 40 km de fibra monomodo estándar y 5 m de distancia inalámbrica se demuestra experimentalmente a 1.44 Gb/s. Se evalúan las prestaciones de transmisión para dos implementaciones UWB importantes –dual-carrier modulation OFDM (del inglés orthogonal frequency-division multiplexing) reutilizando dispositivos disponibles en el mercado y BPSK impulse radio (del inglés binary phase-shift keying)- que modulan directamente a un diodo láser de cavidad vertical y emisión por superficie o VCSEL (del inglés vertical-cavity surface-emitting laser). Los resultados permiten, desde el punto de vista de aplicación, seleccionar una implementación UWB dada dependiendo del alcance de red y complejidad del sistema deseados. e) La generación UWB en 60 GHz, transmisión combinada sobre 6.5 km de fibra monomodo estándar o 1 km de fibra monomodo insensible a curvaturas para instalaciones de interiores y 2 m de distancia inalámbrica, y detección de envolvente de OOK impulse radio (del inglés on-off keying) UWB se propone y demuestra experimentalmente a 3.125 Gb/s. Se propone el uso de un VCSEL para subida en frecuencia basada en batido óptico y se compara con el uso de un láser convencional de cavidad externa o ECL (del inglés external-cavity laser) con ancho de línea bajo. Los resultados permiten, desde el punto de vista de la aplicación, seleccionar una tecnología láser dada dependiendo del alcance de red y complejidad del sistema deseados. f) Fuentes multilongitud de onda reconfigurables basadas en el efecto Talbot espectral se propone, analiza numéricamente y demuestra experimentalmente en esta Tesis Doctoral. Se demuestra duplicación y cuadruplicación del número de longitudes de onda y desplazamiento de longitud de onda de un láser pulsado utilizando un modulador de fase electro-óptico. Se habla de potenciales aplicaciones de la técnica de reconfiguración.