Diseño de una técnica de modulación óptica basada en OFDM que permita la migración a redes de tipo NG-PON2

Abstract

Actualmente, con la creciente demanda de tráfico de Internet, debida a la diversidad y la alta calidad de servicios, el aumento de usuarios y dispositivos con opción de conectividad; las redes de telecomunicaciones se están viendo limitadas ante las exigencias del mercado. Para tratar de solventar estas exigencias cada vez mayores, se ha propuesto implementar diferentes métodos y técnicas en todas las etapas con las que cuenta el proceso de una telecomunicación, con un enfoque en la red transporte y en el uso eficiente del espectro, se ha intentado implementar desde altos niveles en los formatos de modulación, combinación de modulaciones, nuevas propuestas de modulación, mejoras a las técnicas de multiplexación, entre otras. Y aunque se logre llegar a mejoras en la capacidad de transmisión, no se ha logrado cumplir al mismo tiempo con los parámetros de calidad exigidos para una señal en la recepción. Una propuesta prometedora al reto previamente mencionado, es la que plantea la aplicación de la técnica de transmisión OFDM para entornos de comunicación por fibra óptica, la cual consiste en la Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales, por sus siglas en inglés (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), basándose en la división del espectro disponible en varios sub-canales donde la información está modulada en múltiples portadoras ortogonales entre sí. Que sean ortogonales hace posible que las portadoras estén distanciadas con muy poco espacio entre ellas o que incluso estén ligeramente traslapadas, haciendo un uso más eficiente del espectro al no necesitar porción de espectro para bandas de guarda, y añadiendo un prefijo cíclico mitiga la interferencia intersimbólica (ISI). El largo periodo en los símbolos debido a las bajas tasas de transferencia de las portadoras implica una reducción importante de la interferencia interportadora (ICI). Debido a las ventajas que presenta OFDM como formato de modulación, el presente trabajo de grado plantea la posibilidad de implementar una técnica de modulación óptica basada en el mismo, que permita hacer un uso eficiente del espectro, a la vez que se logra aumentar la capacidad de transmisión de datos en la red de transporte, con el fin de migrar a la segunda generación de arquitecturas de Redes Ópticas Pasivas de Nueva Generación(NG-PON2), logrando suplir la demanda actual y futura para las redes de telecomunicaciones.

Currently, with the growing demand of Internet traffic, due to the diversity and high quality of services, the increase of users and devices with connectivity options; telecommunications networks are being limited by the demands of the market. In order to try to solve these increasing demands, it has been proposed to implement different methods and techniques in all the stages of the process of a telecommunication, with a focus on the transport network and the efficient use of the spectrum, it has been tried to implement from high levels in the formats of modulation, combination of modulations, new proposals of modulation, improvements to the techniques of multiplication, among others. And although improvements in transmission capacity have been achieved, the quality parameters required for a signal to be received have not been met at the same time. A promising proposal to the previously mentioned challenge, is the one that raises the application of the OFDM transmission technique for environments of communication by optical fiber, which consists of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing, based on the division of the available spectrum in several sub-channels where the information is modulated in multiple orthogonal carriers. The orthogonal division makes it possible for the carriers to be spaced with very little space between them or even to be slightly overlapped, making more efficient use of the spectrum by not needing a portion of the spectrum for guard bands, and adding a cyclic prefix mitigates intersymbolic interference (ISI). The long symbol period due to low carrier transfer rates means that inter-carrier interference (ICI) is significantly reduced. Due to the advantages of OFDM as a modulation format, this paper raises the possibility of implementing an optical modulation technique based on it, which allows an efficient use of the spectrum, while achieving an increase in data transmission capacity in the transport network, in order to migrate to the second generation of architectures of New Generation Passive Optical Networks (NG-PON2), managing to meet current and future demand for telecommunications networks.