Impact of chromatic dispersion in directly modulated optical communication system in presence of legacy fiber infrastructures

The 10 Gb/s optical transmission is becoming an interesting technology to increase system transmission capacity in the access network in order to support the fuel of customer of application which delivers a relatively small number of movies or programs to a large population of users. In the case of short-distance communication, we are looking for low cost, robust, easy to be handled, flexible, and scalable solutions. In this thesis, we demonstrate a 10 Gb/s transmission over 40 km of standard single-mode optical fiber (SMF) using directly modulated – DFB (Distributed Feedback) laser working at 1270nm, 1330 nm and 1550 nm in the transmitter and direct detector at the receiver, without any amplifier employed in the link. By considering only the effect of adiabatic chirp at the transmitter, we exhibit the effect of chirp by adjusting the value of FM efficiency between the value of 0, 0.05 and 0.1 GHz/mA. Using 0 dBm of transmitted power and -15 dBm receiver sensitivity, we allow the transmission with up to +200 ps/nm of Total Chromatic Dispersion in the link under the highest adiabatic chirp effect with around 2 dB negative power penalty compare to the same system with zero effect of adiabatic chirp and improvement of +1.28 dB power in the system with -1200 ps/nm of Total Chromatic Dispersion. Here, we can see the interplay between chromatic dispersion and adiabatic chirp which result in the performance improvement in the negative chromatic dispersion region. In addition, we also investigate the performance of possible fiber combination in presence of legacy fiber infrastructures in which we limit the observation using G.652 and G.655 type of fiber specification. We can expect maximum 39 km of transmission in 1330 nm of wavelength in which we can be sure that all possible combination scenarios are work well with a minimum of 1.92e-12 BER performance and 0.18 dB of power margin.

La trasmissione ottica a 10 Gb / s sta diventando una tecnologia interessante per aumentare la capacità di trasmissione del sistema nella rete di accesso al fine di supportare il carburante del cliente dell'applicazione che fornisce un numero relativamente piccolo di film o programmi a una grande popolazione di utenti. Nel caso della comunicazione a breve distanza, stiamo cercando soluzioni a basso costo, robuste, facili da gestire, flessibili e scalabili. In questa tesi, dimostriamo una trasmissione a 10 Gb / s su oltre 40 km di fibra ottica monomodale standard (SMF) utilizzando Laser direttamente modulato DFB (Distributed Feedback) funzionante a 1270 nm, 1330 nm e 1550 nm al trasmettitore e rilevatore diretto al ricevitore, senza impiegare alcun amplificatore nel collegamento. Considerando solo l'effetto del chirp adiabatico al trasmettitore, mostriamo l'effetto del chirp regolando il valore dell'efficienza FM tra il valore di 0, 0,05 e 0,1 GHz / mA. Usando 0 dBm di potenza trasmessa e una sensibilità del ricevitore di -15 dBm, permettiamo la trasmissione di Dispersione cromatica totale nel collegamento fino a +200 ps / nm sotto il più alto effetto di chirp adiabatico con circa 2 dB di penalità di potenza negativa rispetto allo stesso sistema con effetto zero di chirp adiabatico e miglioramento della potenza di +1,28 dB nel sistema con -1200 ps / nm di Dispersione cromatica totale. Qui, possiamo vedere l'interazione tra dispersione cromatica e chirp adiabatico che determinano il miglioramento delle prestazioni nella regione di dispersione cromatica negativa. Inoltre, analizziamo anche le prestazioni di una possibile combinazione di fibre in presenza di infrastrutture in fibra gia eistenti in cui limitiamo l'osservazione utilizzando le specifiche di fibra G.652 e G.655. Possiamo aspettarci un massimo di 39 km di trasmissione in 1330 nm di lunghezza d'onda in cui possiamo essere sicuri che tutti i possibili scenari di combinazione funzionino propriamente con un minimo di prestazioni BER pari a 1.92e-12 e 0,18 dB di margine di potenza.