Optoelectronic devices for next generation optical fiber communications

Abstract

To meet the high demand on data traffic, it is essential the optimization of optical communication systems, specially, in terms of spectral efficiency as well as transmission rate In this thesis, the study carried out two optoelectronic devices, which through different ways, allow reaching the goals. Initially, the operation of a clock and data recovery chip is checked, firstly by varying the signal bit rate, and later, degrading the quality of this signal. On the other hand, it is studied theoretically, through simulations with different tools, a chip that works as Nyquist filter, which consists on an 8-arm AWG (Arrayed Waveguide Grating) with an SOA (Semiconductor Optical Amplifier) and a phase shifter on each arms, and which its main goal is to avoid inter-symbol interference and therefore be able to use more efficiently the available bandwidth.

Es evidente que cada vez más, la necesidad de comunicarse va en aumento. Esto exige la mejora de los sistemas de comunicación, tanto en términos de eficiencia espectral como en la velocidad de transmisión. A lo largo de esta tesis se realiza el estudio de dos dispositivos optoelectrónicos los cuales, de maneras distintas, facilitan acercarse a estos objetivos. En primer lugar, se comprueba el funcionamiento de un recuperador de datos y reloj, primeramente haciendo variar la velocidad de bit de la señal y más tarde, degradando la calidad de esta misma señal. Por otro lado, se estudia teóricamente, mediante simulaciones con distintas herramientas, un chip que actúa como filtro de Nyquist, el cual consiste en un AWG (Arrayed Waveguide Grating) de 8 brazos con un amplificador SOA (Semiconductor Optical Amplifier) y un desplazador de fase en cada uno de los brazos, el cual tiene la finalidad de evitar la interferencia intersimbólica y por tanto, poder utilizar de manera más eficiente el ancho de banda disponible.

És evident que cada cop més la necessitat de comunicar-se va en augment. Aquest fet exigeix la millora dels sistemes de comunicació, en termes tant d?eficiència espectral com de velocitat en la transmissió. Durant aquesta tesi es realitza l'estudi de dos dispositius optoelectrònics els quals, de maneres diferents, faciliten apropar-se als objectius. En primer lloc, es comprova el funcionament d'un xip recuperador de dades i rellotge, primerament fent variar la velocitat de bit del senyal, i més tard, degradant la qualitat d'aquest mateix senyal. Per una altra banda, s'estudien mitjançant diferents eines de simulació, un xip que actua com a filtre de Nyquist, el qual consisteix en un AWG (Arrayed Waveguide Grating) de 8 braços amb un SOA(Semiconductor Optical Amplifier) i un desplaçador de fase a cada un dels braços, el qual té la finalitat d'evitar la interferència intersimbòlica (ISI) i per tant, poder utilitzar de manera més eficient l'amplada de banda disponible.