EFECTOS DE LA MODULACIÓN DE FASE CRUZADA SOBRE LA PROPAGACIÓN DE ONDAS EN FIBRA ÓPTICA

Abstract

Recibido el 10 de agosto de 2005, aceptado el 26 de octubre de 2005 RESUMEN La modulación de fase cruzada (XPM) es un importante fenómeno que limita el desempeño de los sistemas ópticos de alta velocidad. En este trabajo se analizan y realizan tres modelos matemáticos diferentes que nos permiten comprobar y determinar las dependencias de XPM con respecto a la dispersión cromática de la fibra, la separación entre las longitudes de ondas, la potencia y la frecuencia de modulación. Palabras clave: No linealidad, modulación de fase cruzada, propagación de pulsos. ABSTRACT The cross-phase modulation (XPM) is an important phenomenon that limits the performance of the high speed optical systems. In this work three different mathematical models are analyzed and realiced, that they allow to verify and to determine the dependencies of XPM with respect to the chromatic dispersion of the fiber, the separation between the wavelengths, the power and the modulating frequency. INTRODUCCIÓN La transmisión de información a través de múltiples longitudes de ondas sobre la fibra óptica en sistemas WDM da origen a la aparición de efectos no lineales tales como la mezcla de cuatro ondas (FWM) y la modulación de fase cruzada (XPM) [1], [2]. El incremento en las tasas de transmisión hace que XPM sea un importante fenómeno que limita el desempeño de los sistemas ópticos, que utilizan fibra estándar, las que poseen una gran dispersión cromática en la región de los 1.55 µm [3]-[5]. Los sistemas WDM/IM-DD no son sensibles a las fluctuaciones de la fase de la señal provocadas por XPM, por lo que éstas no son una fuente directa de la degradación [7]. No obstante, debido a la existencia de la dispersión de la fibra, las fluctuaciones de fase son convertidas en fluctuaciones de intensidad y éstas pueden degradar el desempeño del sistema [7], [8]. Para determinar el comportamiento de XPM en la propagación óptica a través de la fibra, se debe estudiar cómo afectan los distintos parámetros a la eficiencia de este fenómeno. En este trabajo se analizan, estudian y realizan tres modelos matemáticos diferentes que nos permiten comprobar y determinar las dependencias de XPM con respecto a la dispersión cromática de la fibra, la separación entre las longitudes de ondas, la potencia y la frecuencia de modulación. El primer modelo contempla el estudio de XPM a través de la resolución analítica y numérica de la ecuación no lineal de Schrödinger acoplada, observando los efectos temporales y espectrales de XPM sobre la propagación de múltiples pulsos. El segundo método consiste en la obtención, a partir de la ecuación de Schrödinger acoplada, de un índice de XPM que permite analizar las dependencias de este fenómeno. Por último el tercer modelo que, aislando el efecto de XPM en las ecuaciones de propagación, permite obtener una función de transferencia que comprueba y determina