Avaliação do Desempenho de Técnicas Fotónicas de Geração de Sinais de RF

Abstract

Actualmente o sistema de telecomunicações sem fios, encontra-se no ponto de transição da 4ª geração (4G) para 5ª geração (5G), as principais razões desta transição são: o aumento exponencial de tráfego previsto, e o aumento de serviços que necessitem de elevada largura de banda por exemplo, serviços multimédia, outra razão para esta transição é a saturação do espectro utilizado actualmente. Para dar resposta a estas razões tem se apostado na utilização da zona espectral das ondas milimétricas, que resolve os problemas enunciados acima. O problema de se utilizar esta zona espectral é a dificuldade de geração de portadoras, a utilização de osciladores electrónicos para geração de portadoras nessa zona espectral não é viável devido a sua complexidade, que se traduz equipamento muito caro, a solução passa por utilizar sistemas de rádio sobre fibra (Radio over Fiber (RoF)). Nesta dissertação é discutida a evolução do fronthaul nas redes de telecomunicações sem fios, na qual está incluído o conversor electroóptico, sendo o componente mais importante dos sistemas RoF. É estudado em detalhe o sistema RoF, os seus componentes, os processos de modulação da portadora óptica, e necessidade de utilização de MZM para o tipo de modulação escolhida. É realizado um estudo princípio de funcionamento do MZM, pois é o componente mais importante do sistema RoF em estudo. O objectivo desta dissertação é implementar um sistema RoF de modulação externa capaz de gerar sinais RF na gama das ondas milimétricas. São criados alguns modelos de simulação, para as configurações do MZM, para avaliação de desempenho das várias configurações.

Currently, the wireless telecommunications system is at the point of transition from the 4th generation (4G) to the 5th generation (5G), the main reasons for this transition are: the exponential increase in expected traffic, and the increase in services that require high bandwidth eg multimedia services, another reason for this transition is the saturation of the spectrum currently used. In order to answer these reasons, the use of the spectral zone of millimeter waves has been invested, which solves the problems mentioned above. The problem with using this spectral zone is the difficulty in generating carriers, the use of electronic oscillators to generate carriers in this spectral zone is not viable due to its complexity, which translates to very expensive equipment, the solution is to use systems of radio over fiber (Radio over Fiber (RoF)). This dissertation discusses the evolution of fronthaul in wireless telecommunications networks, which includes the electro-optical converter, being the most important component of RoF systems. It is studied in detail the RoF system, its components, the optical carrier modulation processes, and the need to use MZM for the type of modulation chosen. A study of the principle of operation of the MZM is carried out, as it is the most important component of the RoF system under study. The objective of this dissertation is to implement an external modulation RoF system capable of generating RF signals in the range of millimeter waves. Some simulation models are created, for the MZM configurations, and others to evaluate the performance of the various configurations.