dc.creator |
FERREIRA JÚNIOR, Antonio Alves |
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dc.date.issued |
2022-12-15 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3547 |
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dc.description.abstract |
This work presents a proposal for closed analytical models for the analysis of radioover-
fiber (RoF) communication systems using microwave photonics. The influences of
the optical fiber chromatic dispersion effects and the electro-optical modulators and photodetector
nonlinearities on the received signal power were investigated. This contribution
on the subject makes it possible to analyze the transmission of radiofrequency (RF)
and microwave signals over long distances. By setting some parameters, it is possible to
evaluate different applications such as generation and conversion of high frequency signals
and photonic filters in the RF and microwave bands. Analytical solutions applicable
to modern communication systems that employ 5G and 6G resources and that use analogue
optical links were developed. For this, the Graf addition theorem was used for the
Bessel functions of first kind and the Fourier transform, showing the spectra for the different
parts of the system in the frequency domain. The results between the proposed
large signal models and the approximate models were compared, highlighting the most
significant differences. The models contemplate parameters of interest in the projects of
these systems, including signals with large amplitudes. Among the most relevant values
highlighted are the modulation RF signals frequencies, the modulation indices, the losses,
the nonlinearities and the transmission coefficients of the electro-optical modulators.
Also, the wavelength and power of the laser, the photodetector responsivity and nonlinearity,
the attenuation, the length and the chromatic dispersion of the optical fiber, are
evaluated.
To evaluate the proposed analytical models, the radio over fiber links with phase and
intensity modulations, both with direct detection, were investigated. The analog optical
modulation formats such as phase, double sideband intensity, single sideband and suppressed
carrier, were adopted. External electro-optical modulators such as phase and
Mach-Zehnder intensity with dual-drive and with single drive, were used. In addition,
applications are presented in microwave frequency generation and in OOK digital information
transmission, both using the proposed models. With a single model, it is possible
to determine the link responses with different analog optical modulations that use phase
or amplitude modulators and with direct detection. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Dispersão cromática |
pt_BR |
dc.subject |
Enlace óptico |
pt_BR |
dc.subject |
Fibra óptica |
pt_BR |
dc.subject |
Fotônica de microondas |
pt_BR |
dc.subject |
Geração de frequências |
pt_BR |
dc.subject |
Modulações ópticas analógicas |
pt_BR |
dc.subject |
Moduladores eletroópticos externos |
pt_BR |
dc.subject |
Rádio sobre fibra |
pt_BR |
dc.title |
Modelagem de efeitos da dispersão cromática na transmissão de rádio sobre fibra utilizando fotônica de microondas |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-03-21 |
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dc.date.available |
2023-03-21T11:56:44Z |
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dc.date.accessioned |
2023-03-21T11:56:44Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2574582299639450 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
SPADOTI, Danilo Henrique |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/8760117075106351 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
RIBEIRO, José Antonio Justino |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9987344139958522 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Este trabalho apresenta uma proposta de modelos analíticos fechados para análise de
sistemas de comunicação de rádio sobre fibra (RoF), utilizando a fotônica de microondas.
Foram investigadas as influências dos efeitos da dispersão cromática da fibra óptica e das
não linearidades dos moduladores eletroópticos e do fotodetector, na potência do sinal
recebido. Esta contribuição sobre o tema possibilita a análise de transmissão de sinais de
radiofrequência (RF) e microondas em longas distâncias. Com ajustes de parâmetros, é
possível avaliar diferentes aplicações como em geração e conversão de sinais de altas
frequências e em filtros fotônicos nas faixas de RF e microondas. Foram desenvolvidas
soluções analíticas aplicáveis a modernos sistemas de comunicação que empreguem os
recursos de 5G e 6G e que utilizem enlaces ópticos analógicos. Para isso, foi utilizado o
teorema da adição de Graf para as funções de Bessel de primeira espécie e a transformada
de Fourier, mostrando os espectros pelas diferentes partes do sistema no domínio da frequência.
Foram comparados os resultados entre os modelos analíticos em grandes sinais
propostos e os aproximados, destacando as diferenças mais significativas. As modelagens
contemplam parâmetros de interesse nos projetos desses sistemas, incluindo excitação
com sinais de grandes amplitudes. Entre os valores mais relevantes salientados estão as
frequências dos sinais de RF de modulação, os índices de modulação, as perdas, as não
linearidades e os coeficientes de transmissão dos moduladores eletroópticos. Ainda, são
avaliados o comprimento de onda e a potência do laser, a responsividade e a não linearidade
do fotodetector, a atenuação, o comprimento e a dispersão cromática da fibra óptica.
Para avaliação dos modelos analíticos propostos, investigaram-se enlaces ópticos de
rádio sobre fibra com modulação de fase e de intensidade, ambos com detecção direta.
Adotaram-se os formatos de modulações ópticas analógicas de fase, de intensidade com
banda lateral dupla, com banda lateral única e com portadora suprimida. Foram utilizados
moduladores eletróopticos externos de fase, de intensidade de tipo Mach-Zehnder com
dupla excitação e com excitação simples. Além disso, são apresentadas aplicações na geração
de frequências de microondas e na transmissão de informações digitais do tipo
OOK, ambas utilizando a modelagem proposta. Com um único modelo é possível determinar
as respostas para os enlaces com diferentes modulações ópticas analógicas que utilizarem
os moduladores de fase ou de amplitude e com detecção direta. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
FERREIRA JÚNIOR, Antonio Alves. Modelagem de efeitos da dispersão cromática na transmissão de rádio sobre fibra utilizando fotônica de microondas. 2022. 147 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022. |
pt_BR |