Investigation on Nyquist Modulation for Fiber-Optic Communications

Abstract

In a society where the need for communication is increasing every day, an improvement in spectral efficiency and faster data transmission methods are needed. This thesis analyses a new modulation, the Nyquist modulation, which consists in using Nyquist pulses conveniently spaced in time (TDM: Time Division Multiplexing) such that they are orthogonal (OTDM: Orthogonal Time Division Multiplexing) in order to be able to perfectly allocate all the channels in a finite frequency band B. The main aim of the thesis is to implement a simulation tool of such modulation. The commercial software VPI TransmissionMaker (by Virtual Photonics Inc.) has been used for this purpose. It is a very powerful package widely used by the research community in this field. A second objective was to evaluate the advantages and drawbacks of the Nyquist modulation in comparison to OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) which is a strong candidate to become the standard modulation used in the future optical networks.

En una sociedad donde la necesidad de comunicación está aumentando día a día, es necesaria una mejora en la eficiencia espectral y métodos de transmisión de datos más rápidos. En este trabajo se estudia una nueva modulación, la modulación de Nyquist, que consiste en el uso de pulsos de Nyquist convenientemente espaciados en el tiempo (TDM: Multiplexación por división en tiempo) de tal manera que sean ortogonales (OTDM: Multiplexación ortogonal por división en frecuencia) con la finalidad de ser capaz de distribuir perfectamente todos los canales en una banda de frecuencia finita B. El objetivo principal del trabajo es la implementación de una herramienta de simulación de dicha modulación. El software comercial VPI TransmissionMaker (por Virtual Photonics S.A.) se ha utilizado para este propósito. El software es una herramienta muy potente, ampliamente utilizada por la comunidad científica en este campo. Un segundo objetivo ha sido el de evaluar las ventajas e inconvenientes de la modulación Nyquist en comparación con el OFDM (Multiplexación ortogonal por división en frecuencia) que es un firme candidato para convertirse en el estándar de modulación utilizado en las futuras redes ópticas.

En una societat on la necessitat de comunicar-se augmenta dia a dia, està clar que existeix una necessitat de millorar tant en eficiència espectral com en mètodes de transmissió de dades més ràpids. En aquest treball s’analitza una nova modulació, la modulació Nyquist, la qual consisteix en que utilitzant polsos de Nyquist convenientment espaiats en el temps (TDM: Multiplexació per divisió temporal) de manera que siguin ortogonals (OTDM: Multiplexació ortogonal per divisió temporal) amb la finalitat de poder distribuir perfectament tots els canals en una banda finita de freqüència B. L’objectiu principal del treball es la implementació de una eina de simulació d’aquesta modulació. El software comercial VPI TransmissionMaker (per Virtual Photonics S.A.) ha sigut utilitzat amb aquest propòsit. El software és una eina molt potent, àmpliament utilitzada per la comunitat científica en aquest camp. Un segon objectiu has sigut el d’avaluar les avantatges i inconvenients de la modulació Nyquist en comparació amb l’OFDM(Multiplexació ortogonal per divisió en freqüència) que es una ferm candidat en acabar sent l’estàndard de modulació utilitzat en les futures xarxes òptiques.