Sistemas de banda ancha sobre fibras ópticas multimodo empleando fuentes estrechas y excitación modal central

Abstract

El rápido crecimiento en la demanda de capacidad de transmisión en las redes incorporadas y de acceso al usuario ha promovido la tendencia actual a valerse de la infraestructura existente de fibra óptica multimodo (MMF) para transmitir a 10 Gb/s, tal y como establece el estándar 10-Gigabit Ethernet. El principal objetivo de esta tesis doctoral consiste en la propuesta, análisis y validación experimental de técnicas que permitan capacidades de transmisión superiores a los 10 Gb/s a través de enlaces de MMF de corto y medio alcance. La MMF presenta un ancho de banda mucho menor que la fibra monomodo (SMF) como consecuencia de la dispersión en los retardos de propagación de los diversos modos guiados. En este contexto resulta indispensable disponer de modelos que ofrezcan una descripción precisa de la propagación a través de MMF y permitan estudiar diversas soluciones orientadas a limitar la dispersión intermodal. En esta tesis se ha desarrollado el primer modelo analítico basado en la propagación de campo eléctrico que permite evaluar la respuesta en banda base y radiofrecuencia de un enlace de MMF, considerando dispersión cromática de segundo y de tercer orden. Se han evaluado distintas fuentes de degradación como son la distorsión armónica y de intermodulación y el impacto del ruido modal. La búsqueda de soluciones capaces de aumentar la capacidad de transmisión nos ha llevado a establecer teórica y experimentalmente dos condiciones necesarias para la transmisión potencial de señales de banda ancha más allá del producto ancho de banda por distancia de la MMF: la implementación de esquemas de excitación selectiva central de modos y el empleo de fuentes ópticas con una anchura de línea estrecha. La combinación de ambas soluciones con la aplicación de técnicas SCM y WDM ha resultado en la transmisión de señales de banda ancha, tanto radio sobre fibra como digitales en banda base, a través de enlaces de MMF de sílice de hasta 5 km de longitud. Cabe destacar que se ha l