VI. Sistemes coherents Els sistemes PCM es basen en la modulació de la potència emesa pel TX, i la detecció es fa mesurant directament la intensitat de la llum que arriba: no s’aprofita plenament que la llum és una ona EM. Ona: només per dispersió Els sistemes coherents, en canvi, cerquen explotar el caràcter d’ona de la llum per a augmentar la capacitat de transmissió dels sistemes. Detecció: amb un oscil·lador local Millora de SNR en recepció, però complexitat tècnica elevada: avui en dia, en desús

D’una ona portadora en podem modular qualsevol de ses característiques de manera analògica o digital 1 Modulador extern (e. g. MZ o EA) t Amplitud, ASK Modulador extern t La potència òptica emesa pel TX no canvia en el temps, en aquests casos Fase, PSK Lasers DFB/DBR multisecció t Freqüència, FSK

1. Recepció en sistemes coherents Sobre el RX arriba la superposició del senyal i el camp de l’oscil·lador local, molt més intens Es Es + ELO RX ELO Detecció homodina: ws = wLO (ASK, PSK) Detecció heterodina si són diferents

a. Detecció homodina Suposem polaritzacions paral·leles (difícil, en món real!) i que aconseguim enganxar les fases del senyal òptic i l’oscil·lador local... Aleshores, Senyal homodí, IHO Comparat amb PCM, Gran millora (> 20 dB) en SNR, malgrat augmenti el nivell de soroll en HO (més shot noise perquè hi ha més fotons)

Suposem polaritzacions paral·leles b. Detecció heterodina Suposem polaritzacions paral·leles Senyal heterodí, IHE Perdem 3 dB de millora en SNR, però encara una gran millora comparat amb PCM. A canvi, més simplicitat al RX i menys restriccions, i vàlid per a tots els formats de modulació (ASK, PSK, FSK)

Si Ens podem apropar molt significativament al límit quàntic de detecció

2. Receptors coherents Mode síncron Mode asíncron LO PD BPF LPF CLK ASK LO PD BPF LPF ED ASK LO PD BPF LPF 1 bit delay Mode asíncron DPSK “0” BPF ED LPF PD + FSK - BPF ED LPF LO “1”

3. BER en sistemes coherents STM Modulació Tipus BER Np (teòric) Np (exper.) PCM ---- 10 > 1000 ASK Homodí 18 Heterodí 36 PSK 9 297 @ 10 Gb/s, 151 km 235 @ 2 Gb/s FSK

ATM: difícil de calcular, ED dóna soroll no gaussià STM Modulació Tipus BER Np (teòric) Np (exper.) PCM ---- 10 > 1000 ASK Heterodí 40 220@4 Gb/s, 160 km DPSK 45 @ 400 Mb/s, 0 km 209 @ 4 Gb/s, 0 km 316 @ 4 Gb/s, 160 km FSK 20 224 @ 4 Gb/s, 160 km BER = 10-9

4. Pros i contres dels sistemes coherents Els sistemes coherents són molt sensibles a: variacions de l’estat de polarització del senyal soroll d’intensitat del TX variacions de freqüència i fase del TX i LO A canvi, la dispersió gairebé no els afecta, ja que els TX són altament monocromàtics per a garantir estabilitat de fase i freqüència. per a penalty < 0.5 dB