Modulazione diretta - InfoCom

Principali blocchi si un sistema di
trasmissione in fibra ottica

Outline
In questa sezione si affronteranno:
La struttura complessiva
Il trasmettitore ottico
Il ricevitore ottico.

Schema a blocchi

Il trasmettitore ottico

Il trasmettitore
La sorgente più usata per i sistemi ad alte capacità è il laser a semiconduttore
Si tratta di un dispositivo in grado di generare un segnale ottico in uscita stabile
(in lunghezza d’onda e potenza);
La potenza ottica generata è, in prima approssimazione, proporzionale alla
corrente iniettata nel dispositivo.
( )
P () t = k i() t −i
out th
Una alternativa al laser per i sistemi a basso costo è il LED Vedremo più avanti che
lo spettro di emissione risultate è molto più ampio rispetto ai Laser

Architettura del trasmettitore (1/2)
Esistono due diversi tipi di trasmettitori:
Modulazione diretta (su Laser o LED)

Architettura del trasmettitore (1/2)
Modulazione esterna

Modulazione diretta (1/4)
Nella modulazione diretta digitale binaria, il
Laser è pilotato su due diversi livelli di corrente
per “0” e “1”.

Modulazione diretta (2/4)
Per ragioni che vedremo nei capitoli successivi,
una variazione della corrente di iniezione crea nel
laser anche una variazione della frequenza/fase
di uscita.
In ottica, questa variazione di fase e frequenza
viene denominata “chirp”.

Modulazione diretta (3/4)
Significato del “chirp” per un segnale ottico.
In figura sono rappresentati i campi relativi a
due segnali con la stessa potenza istantanea,
ma con e senza chirp.

Modulazione diretta (4/4)
Si ha dunque una banda occupata dal segnale
modulato abbastanza larga -> effetti di
dispersione cromatica.

Modulazione esterna (1/2)
Il laser è utilizzato solo come sorgente:
È mantenuto a corrente (e temperatura) costante, dando luogo ad una potenza di
uscita molto stabile, e ad una riga spettrale stretta.
Per la modulazione si usa un “modulatore esterno” che modula in ampiezza la sua
potenza di uscita.
Esistono modulatori esterni che agiscono in modo da non creare modulazione di
fase/frequenza Lo spettro di uscita è dunque stretto (modulazione di ampiezza
ideale).

Modulazione esterna (2/2)

Modulazione diretta ed esterna (1/2)
Rispetto alla modulazione diretta, la modulazione esterna:
Genera un segnale con banda stretta (dell’ordine del bit rate)
Ha prestazioni nettamente migliori in presenza di dispersione cromatica
È più costosa (richiede componenti più sofisticati).

Modulazione diretta ed esterna (2/2)
Nelle applicazioni:
La modulazione diretta è solitamente utilizzata
per:
- Bassi prodotti bit rate per distanza
- Trasmissioni sotto 2.5 Gbit/s e 40-50 Km
- Trasmissioni singolo canale o al più CWDM.
La modulazione esterna è utilizzata per
- Trasmissioni a lunga distanza
-DWDM.

Il ricevitore ottico

Ricevitore ottico (1/2)
Il ricevitore ottico si base sul fotodiodo, dispositivo che converte la potenza ottica
in ingresso in una corrente in uscita.
Terminologia: si parla di ricevitore a “rivelazione diretta”.

Ricevitore ottico (2/2)

Amplificatore ottico
Il ricevitore ottico può anche includere un amplificatore ottico, che
permette di amplificare il livello del segnale ottico.