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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-08032016-115713
Document
Author
Full name
Fábio Renan Durand
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2002
Supervisor
Committee
Borges, Ben Hur Viana (President)
Martinez, Maria Aparecida Gonçalves
Moschim, Edson
Title in Portuguese
Projeto e modelagem de um filtro para retirada de comprimentos de onda utilizando duplo refletor de Bragg e guias ARROW em fibras tipo-D para aplicações em WDM
Keywords in Portuguese
ARROW
DBR
Fibra tipo-D
Filtro de retirada de comprimentos de onda
PON
WDM
Abstract in Portuguese
A sociedade atual está vivendo uma revolução baseada na informação. A recente explosão da popularidade da internet e desregulamentação dos setores públicos de telefonia em muitos países foram os principais responsáveis pelo aumento da demanda por largura de banda. Adicionalmente, houve um aumento no volume de tráfego em função do oferecimento de serviços multimídia de banda larga. Este cresimento rápido e global por demanda de largura de banda está acelerando o desenvolvimento e a implantação de redes de comunicações ópticas empregnando sistemas multiplexados em comprimento de onda (WDM). O emprego de fibras na transmissão de informações em alta velocidade a grandes distâncias já está consolidado, e sua utilização em redes metropolitanas MAN (Metropolitan Area Network) e redes de acesso está aumentando. Verifica-se que a tendência de evolução das redes ópticas é a aproximação das fibras até o usuário final. A forma mais viável economicamente de aproximar o usuário dos benefícios das redes ópticas com grande capacidade é o emprego de redes ópticas passivas PON (Passive Optical Network) empregando o sistema WDM. Este tipo de rede apresenta a flexibilidade de suportar tanto broadcast, onde o mesmo sinal é distribuído a todos os usuários, como serviços ponto-a-ponto. Um dos requisitos mais importantes para o aumento da capacidade destes sistemas ópticos é o aumento do número de canais (comprimentos de onda). Para viabilizar este aumento do número de canais é necessária a utilização de dispositivos com alta seletividade em comprimento de onda proposto neste trabalho. Este filtro é composto pela combinação de três estruturas distintas formando um único dispositivo: fibra tipo D, duplo refletor de Bragg (DBR), e guia multicamada em configuração ARROW ( Antiresonant Reflecting Optical Waveguide). O DBR é previamente definido na fibra tipo D e esta é então colada sobre a estrutura multicamada. ) A estrutura multicamada, por sua vez, possui a configuração ARROW em virtude de suas características de seletividade em comprimento de onda. A utilização de um fibra tipo D no dispositivo proposto permite que as perdas de inserção deste dispositivo no enlace óptico sejam drasticamente reduzidas. Este trabalho realiza um projeto criterioso de um filtro em questão, buscando valores ótimos para cada um dos parâmetros que compõem este dispositivo, tais como: espessuras de camadas, índices de refração, perda de inserção, isolação entre canais, etc. Os resultados obtidos com as simulações são discutidos e uma configuração ótima para o dispositivo é proposta.
Title in English
not available
Keywords in English
ARROW
D-fiber
DBR
Dropping filter
PON
WDM
Abstract in English
The progress in lightwave propagation based on optical fibers has provided our society with an unprecedented communication capability. The deregulation of public telephone companies together with the increasingly popularity of the internet can be pointed out as the major contributors for this huge bandwidth demand we experience today. Additionally, there was a corresponding growth in traffic volume due to wideband multimedia services. As a consequence of this fast growing demand for bandwidth in a global scale, telecom companies have accelerated the development and implementation of optical communication networks based on wavelength division multiplexing (WDM) technology. The tendency in terms of network evolution is to approximate the optical fibers as close as possible to the end user. The most economically viable way of doing so is by way of the so called Passive Optical Networks (PON) based on WDM systems. This type of network is flexible enough to support broadcast, where the same signal is distributed to all users, and point-to-point services. If more capacity is required for these systems, this can be achieved just by adding new channels (wavelengths) to it. Another important issue regarding WDM systems consists in the extraction of channels from the optical network, which can be achieved by using highly selective dropping filters such as the one proposed in this work. This filter is defined by the combination of three distinct structures defining one single device: a d-type fiber, a double Bragg reflector (DBR), and a multilayer ARROW type waveguide (Antiresonant Reflecting Optical Waveguide). The DBR is defined beforehand on the d-fiber, and then the d-fiber is literally glued on top of the multilayer waveguide. This multilayer waveguide is fabricated directly atop of a p-i-n photodetector in such a way that the three structures (d-fiber, multilayer waveguide and photodetector) now form a rigid structure. The ARROW type configuration for the multilayer waveguide and the DBR structure are chosen by virtue of their wavelength selectivity characteristics, helping to improve the device performance. The d-fiber structure, by its tum, has the great advantage of reducing drastically the insertion loss when compared to rectangular waveguide filters. In the analysis provided in this work parameters such as layer thicknesses, refractive indices, insertion loss, channel isolation, etc, and their influence on the device performance, are extensively investigated for optimization purposes. The simulated results are discussed thoroughly and an optimal structure configuration is proposed.
 
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Publishing Date
2016-03-08
 
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