Studio di un Sistema Ottico di Multiplazione Ibrida Tempo-Frequenza basato sulla Trasformata di Fourier Frazionaria Digitale

4 Introduzione La maggiore richiesta di capacità ed efficienza spettrale nelle reti ottiche spinge verso soluzioni tecnologiche rivolte alla riduzione della complessità dei sistemi, utilizzando bit-rate elevati e formati di modulazione complessi. Negli ultimi anni gran parte della ricerca scientifica si è rivolta verso sistemi basati su trasmissione multi-portante come l’Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), che permette anche l’accesso condiviso al mezzo di trasmissione. L’OFDM presenta numerosi vantaggi, tuttavia è limitata a causa di effetti non lineari e di dispersione della fibra ottica [14]. La tecnica complementare è quella della trasmissione ottica a divisione di tempo, denominata Optical Time Division Multiplexing (OTDM), dove vengono trasmessi impulsi ottici con un profilo temporale di tipo �������� (�� ) . Questa tecnica richiede minore complessità al ricevitore e soprattutto meno banda; inoltre presenta un minore Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) rispetto alla trasmissione OFDM. Il segnale può essere generato sia nel dominio ottico che elettrico (a radio frequenza). Negli ultimi anni, si stanno studiando sistemi di trasmissione ibridi che sfruttino i vantaggi di entrambe le tecniche. In questa tesi si studia l’utilizzo della tecnica OFDM in trasmissione per generare diverse sottoportanti in parallelo; sfruttando la modulazione di frequenza introdotta è possibile passare dalla multiplazione OFDM alla multiplazione OTDM in ricezione, in modo tale da compensare gli effetti della dispersione e ridurre la complessità del ricevitore. La multiplazione OFDM si basa sulla trasformata di Fourier frazionaria (FRFT), che è una generalizzazione della trasformata convenzionale. Recentemente sono stati implementati sistemi tutto-ottico basati su questo approccio [6]; lo scopo di questa tesi è quello di valutare le prestazioni di un sistema che implementi questa trasformata in forma digitale, valutando il Bit Error Rate (BER) simulando la trasmissione in fibra ottica. Il lavoro è organizzato in questo modo: nel primo capitolo viene presentata una breve descrizione della trasformata di Fourier frazionaria e delle sue proprietà; nel secondo capitolo, vengono descritte le caratteristiche principali di un sistema OFDM basato sulla trasformata frazionaria; nel terzo capitolo, vengono descritti in particolare i diversi componenti utilizzati per simulare il collegamento ottico e vengono analizzati alcuni aspetti utili per valutare le prestazioni del sistema; nel quarto capitolo, infine, viene presentata una simulazione numerica del sistema, effettuata tramite il software MATLAB, grazie alla quale è stato possibile analizzare le prestazioni del sistema proposto.