Interruptor fotónico de conexión cruzada basado en el efecto Stark de confinamiento cuántico autoinducido

Photonic cross-connect based on the self-induced quantum confined Stark effect

dc.contributorHORACIO SOTO ORTIZ
dc.creatorGERSON TORRES MIRANDA
dc.date2021
dc.date.accessioned2023-03-16T14:34:01Z
dc.date.available2023-03-16T14:34:01Z
dc.identifierhttp://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3533
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6231489
dc.descriptionEn las redes de telecomunicaciones de banda ancha, mientras que la información se transmite principalmente por fibra óptica, el proceso de conmutación de los paquetes de datos se efectúa en el dominio electrónico. Esto requiere de una conversión óptica-electrónica que limita la velocidad de conmutación de los paquetes, lo que genera un cuello de botella además de un alto consumo de energía. Como solución al problema, se han propuesto diversos conmutadores fotónicos de conexión cruzada (PXC), los cuales ejecutan su operación en el dominio óptico. En este trabajo de tesis se construyó un PXC completamente óptico, basado en un amplificador óptico de semiconductor de pozos cuánticos (MQWSOA). Este conmutador permite seleccionar el puerto de salida de una señal de datos, al modificar su estado de polarización mediante una señal de control de alta potencia, a través del efecto Stark de confinamiento cuántico autoinducido (SIQCSE). El PXC desarrollado no requiere de alimentación eléctrica, es transparente al formato de modulación, utiliza un solo MQWSOA, su tiempo de conmutación es de algunos picosegundos y es compatible con óptica integrada. Para poder implementar el PXC, se desarrollaron dos modelos matemáticos, uno para determinar la posición espectral de las líneas de absorción excitónicas del MQWSOA empleado, las cuales se desplazan con el SIQCSE, y otro para estimar el tiempo de respuesta del conmutador. Además, se determinaron experimentalmente los parámetros que permiten la operación óptima del PXC. A saber, las longitudes de onda y los estados de polarización de entrada de las señales de datos y de control, la potencia de la señal de control que genera el cambio de polarización adecuado en la señal de datos, y las condiciones de operación que producen la respuesta más rápida del PXC. Utilizando una señal de datos pseudoaleatoria de 10 Gb/s y una señal de control, con 17 dBm de potencia promedio, se demostró experimental la operación del PXC con tiempos de conmutación de 55.6 ps. Además, empleando diagramas de ojo y la tasa de bit erróneo, se pudo determinar que el PXC implementado permite una operación libre de error con una penalidad máxima de 6 dB.
dc.descriptionIn broadband network telecommunications, while information is transmitted mainly through optical fibers, the switching process of network packets takes place in the electronic domain. This requires an optical-electronic conversion which limits the switching speed of the packets, creating a bottleneck in addition to higher energy consumption. As a solution to this problem, various photonic cross-connect switches (PXC) have been proposed, which carry out its switching process in the optical domain. In this thesis, an all-optical PXC was built, by using a multi-quantum well semiconductor optical amplifier (MQWSOA). This switch allows selecting the output port of a data signal, by modifying its polarization state via a high-power control signal, through the self-induced quantum-confined Stark effect (SIQCSE). The built PXC doesn’t require an electrical power supply, is transparent to the modulation format, uses a single MQWSOA, its switching speed is a few picoseconds and it is compatible with integrated optics. To implement the PXC, two mathematical models were developed, one to calculate the spectral position of the excitonic absorption lines of the MQWSOA, which are shifted by the SIQCSE, and the other was used to estimate the response time of the switch. Furthermore, the parameters that allow the optical operation of the PXC were experimentally determined. Namely, the wavelengths and polarization states of both data and control signals, the optical power of the control signal required to generate the necessary change in the polarization state of the data signal, and the operating conditions that produce the fastest response of the PXC. Using a 10 Gb/s pseudo-random data signal and a control signal with an average power of 17 dBm, the operation of the PXC with a switching speed of 55.6 ps was experimentally demonstrated. Furthermore, using eye diagrams and the error bit-rate, it was determined that the implemented PXC allows for an error-free operation with a maximum power penalty of 6 dB.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherCICESE
dc.relationcitation:Torres Miranda. G. 2021. Interruptor fotónico de conexión cruzada basado en el efecto Stark de confinamiento cuántico autoinducido. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 132 pp.
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/Conmutadores fotónicos de conexión cruzada, amplificador óptico de semiconductor de pozos cuánticos, comunicaciones ópticas
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/Autor/Photonic cross-connects, multi-quantum well semiconductor optical amplifier, optical communications
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/7
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/33
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/3311
dc.subjectinfo:eu-repo/classification/cti/331111
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dc.titleInterruptor fotónico de conexión cruzada basado en el efecto Stark de confinamiento cuántico autoinducido
dc.titlePhotonic cross-connect based on the self-induced quantum confined Stark effect
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis


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