Comunicazioni Ottiche

Presentazione sul tema: "Comunicazioni Ottiche"— Transcript della presentazione:

1 Comunicazioni Ottiche
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PALERMO FACOLTA’ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI Tesina di Comunicazioni Ottiche Solitoni Docente: Ing. Alessandro Busacca Studente: Militello Marco ANNO ACCADEMICO

2 Argomenti della Tesina
Introduzione L’equazione non lineare di Schrödinger Solitoni “Luminosi” Solitoni “Oscuri” Applicazioni dei solitoni alle comunicazioni ottiche

3 Introduzione I Solitoni sono impulsi che non subiscono distorsione durante la propagazione in fibra Scoperti nel 1973 ma utilizzati in esperimenti di comunicazioni ottiche solo nel 1988 Dal 1990 vi è una forte ricerca riguardo il loro utilizzo nei sistemi di comunicazioni ottiche Devono la loro esistenza al combinazione della GVD e della SPM

4 GVD e SPM (1) Dispersione Intramodale Self Phase Modulation
Dovuta all’effetto Kerr: cambiamento dell’indice di rifrazione di un materiale sottoposto ad un campo elettrico

5 GVD e SPM (2) - SPM produce un chirp C
Se il prodotto è negativo si può avere una compressione del segnale, in questo caso C è positivo e è negativo (regione intorno a 1,55μm) Si intuisce che variando la potenza, e variando, quindi, SPM si può raggiungere un equilibrio tra SPM stessa e GVD ed annullare la distorsione

6 L’equazione non lineare di Schrödinger(1)
- Tiene conto della GVD, della SPM e dell’attenuazione - Solitamente viene risolta numericamente, tuttavia, sotto l’ipotesi di attenuazione nulla e assenza di dispersione del terzo ordine, è possibile determinare una soluzione per via analitica

7 L’equazione non lineare di Schrödinger(2)
L’equazione differenziale può essere risolta attraverso il metodo dello scattering inverso Esistono due tipi di soluzioni in base al tipo di dispersione: anomala o normale Il primo caso è quello dei Solitoni “Luminosi” che sono di maggiore interesse per le comunicazioni ottiche Il secondo è quello dei Solitoni “Oscuri”

8 Solitoni “Luminosi” (1)
Utilizzando il metodo dello scattering inverso si dimostra che per impulsi aventi ampiezza iniziale: per N=1 l’impulso viaggia senza subire distorsione per N>1 l’impulso subisce un’evoluzione periodica con periodo pari a:

9 Solitoni “Luminosi” (2)
- N è ordine del Solitone N = 1 Solitone Fondamentale

10 Solitoni “Luminosi” (3)
- Il Solitone fondamentale è stabile nei confronti delle piccole perturbazioni Con un impulso gaussiano o con un valore N compreso tra 0,5 e 1,5 si riottiene un solitone fondamentale

11 Solitoni “Oscuri” Sono costituiti da un calo di potenza che si propaga senza distorsione lungo la fibra

12 Applicazioni alle comunicazioni ottiche(1)
Utilizzare i solitoni significa modificare il sistema di comunicazioni Gli impulsi devono essere distanziati La potenza emessa deve essere tale che N=1

13 Applicazioni alle comunicazioni ottiche(2)
Conviene diminuire la spaziatura tra gli impulsie studiare il comportamento del sistema al variare della stessa - Cambiando i parametri si ottengono cambia l’evoluzione dei solitoni

14 Applicazioni alle comunicazioni ottiche(3)
Ricavando numericamente il risultato dell’equazione differenziale si osserva che finché N rimane inferiore a 1,64 si ricostiuisce sempre il solitone fondamentale