PT105360B - Método de geração de diagramas de olho paramétricos em modo assíncrono - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO À ÁREA DAS TELECOMUNICAÇÕES, MAIS CONCRETAMENTE À ÁREA DOS SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO DIGITAIS, DESCREVENDO-SE UM NOVO MÉTODO DE GERAÇÃO DE DIAGRAMAS DE OLHO EM MODO ASSÍNCRONO. ESTE PROCEDIMENTO PERMITE QUE, SEM O USO DE TÉCNICAS DE RECUPERAÇÃO E SINCRONIZAÇÃO COM O SINAL DE RELÓGIO QUE NORMALMENTE REQUEREM ELECTRÓNICA DE ALTA VELOCIDADE E COMPLEXOS MECANISMOS DE SINCRONISMO, FAZER A MONITORIA DA QUALIDADE DO SINAL (RELACIONADA COM AS MEDIÇÕES DO FACTOR DE QUALIDADE Q) OU DO DESEMPENHO (RELACIONADO COM O GRAU DE IMPACTO QUE OS IMPEDIMENTOS À TRANSMISSÃO DE SINAL, COMO A DIAFONIA ENTRE CANAIS, A DISPERSÃO E OUTROS, TÊM NO SISTEMA DE COMUNICAÇÃO) DO CANAL DE COMUNICAÇÃO, INDEPENDENTEMENTE DO RITMO DE TRANSMISSÃO OU DO FORMATO DE MODULAÇÃO E SEM O CONHECIMENTO PRÉVIO DE NENHUM DOS DOIS PARÂMETROS REFERIDOS. ESTE MÉTODO EMPREGA UM DIVISOR DE POTÊNCIA QUE DIVIDE A POTÊNCIA DO SINAL DE DADOS EM DUAS PARTES, ENVIANDO CADA UMA DAS DUAS PARTES PARA DUAS RAMIFICAÇÕES, ESTANDO A PRIMEIRA LIGADA A UM DISPOSITIVO DE AMOSTRAGEM E REPRESENTAÇÃO NO ECRÃ (EXEMPLO OSCILOSCÓPIO) E A SEGUNDA A UM DIFERENCIADOR QUE DIFERENCIA O SINAL NO TEMPO E O ENVIA TAMBÉM PARA O DISPOSITIVO DE AMOSTRAGEM E REPRESENTAÇÃO NO ECRÃ. AS AMOSTRAS CAPTURADAS DA PRIMEIRA SÃO REPRESENTADAS, PREFERENCIALMENTE, EM FUNÇÃO DAS AMOSTRAS RETIRADAS DA SEGUNDA RAMIFICAÇÃO, SENDO A PRIMEIRA A ORDENADA E A SEGUNDA A ABCISSA DE UM PONTO REPRESENTADO NUM SISTEMA DE DOIS EIXOS.

Description

MÉTODO DE GERAÇÃO DE DIAGRAMAS DE OLHO PARAMÉTRICOS EM MODO ASSÍNCRONO

Domínio técnico da invenção

A presente invenção diz respeito à área das telecomunicações, descrevendo-se um novo método de gerar diagramas de olho em modo assíncrono.

Descrição do estado da técnica

Um diagrama de olho é uma imagem, construída a partir da sobreposição de vários bits, de onde se retira informação sobre a qualidade do sinal e da performance do canal de comunicações. Usualmente esta imagem é apresentada em osciloscópios.

A Figura 1 apresenta um diagrama de olho com modulação não retorno a zero (NRZ) , para um sinal de 40 Gbit/s, obtido em modo síncrono, em que, no eixo vertical, é representada a amplitude do sinal e no eixo horizontal é representado o tempo em segundos. O eixo horizontal está centrado no centro do bit com duração de 25 pico segundos, precisamente o período temporal de um sinal com o ritmo de transmissão de 40 Gbit/s.

A um diagrama de olho normalmente está associada, entre outras caracteristicas, a altura do olho (1) a largura do olho (2) e a variação da amplitude do bit (3). Esta ultima característica, a variação da amplitude do bit está associada ao ruído do sinal, ou outras formas de distorção do mesmo sinal. Quando o sinal está muito corrompido com ruído ou com outras formas de distorção, o olho tende a fechar. Não tem grande valor informativo a área circunscrita por (4) e (5). Só a área (6) respeitante ao olho, tem valor informativo significativo quando se pretende avaliar, o desempenho do canal ou a qualidade do sinal.

sincronismo ou assincronismo numa amostragem de um sinal, seja este óptico ou outro, é definido como a característica em que as amostras do sinal são retiradas a uma frequência de amostragem, que é ou não, respectivamente, directamente proporcional à frequência do relógio e em que a transição ascendente do relógio do sinal de dados e do relógio do amostrador, ocorrem ou não, respectivamente, simultaneamente. A frequência de relógio do sinal de dados está relacionada ao ritmo de transmissão.

conceito de transparência é também uma característica técnica muito importante para avaliar a robustez de um dispositivo de monitoria.

Um dispositivo diz-se transparente a uma determinada característica do sinal, como o ritmo de transmissão, ou o formato de modulação, se puderem ser feitas medidas e/ou observações, neste sinal, sem ser necessário proceder a alterações físicas ou algorítmicas no dispositivo, devido a mudanças dessas mesmas características.

Normalmente associado à geração de um diagrama de olho síncrono, está um circuito de recuperação de relógio, que normalmente é constituído por um phase-locked loop (PLL), ou por um filtro externo de elevado factor de qualidade Q [George Georgiou et al.: Clock and Data Recovery IC for 40-Gb/s Fiber-Optic Receiver, IEEE Journal Of Solid-State Circuits, Vol. 37, No. 9, September 2002; Tan Kok-Siang et al., Design of high-speed clock and data recovery circuits, Springer Analog Integrated Circuits and Signal Processing, Vol. 52, No. 1-2, August 2007] .

Na Figura 2 está representado um diagrama com um circuito de recuperação de relógio baseado em PLL. A forma de funcionamento deste circuito é a seguinte: um Oscilador Controlado por Tensão (OCT) (22) é executado, inicialmente, perto do ritmo de transmissão de interesse. Uma parcela do sinal do OCT forma uma entrada (14) para um detector de fase (20). A outra entrada (10) para o detector de fase são os dados de entrada. O detector de fase compara as fases das duas entradas e produz uma tensão de saída (11) relacionada com a diferença de fase (o erro do sinal (11)) . Normalmente este sinal é filtrado (21) de alguma forma, tornando-se a tensão de controle de frequência do OCT (12) .

As PLLs, utilizam electrónica com elevada exigência ao nível da velocidade de processamento de sinal, quando se tratam de taxas de fluxo de bits também elevadas. 0 custo também pode ser elevado [Ruben S. Luís et ai.: Optical Signal-to-Noise Ratio Estimation Using Reference Asynchronous Histograms, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 27, No. 6, March 15, 2009] nestas condições. O uso de recuperação de relógio para geração de diagramas de olho síncronos cria dificuldades ao nível da transparência com o ritmo de transmissão, quando múltiplos sinais com diferentes ritmos de transmissão, operam no sistema de comunicação [R. Luís et ai.: Performance Monitoring in Optical Networks Using Asynchronously Acquired Samples With Nonideal Sampling Systems and Intersymbol Interference, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 11, November 2004]. Isto pode ser verificado pela necessidade de usar um OCT que é executado perto do ritmo de transmissão de interesse.

Outras abordagens constroem um diagrama de olho amostrando o sinal assincronamente, calculando o periodograma do sinal, sem ser necessário proceder a alguma alteração física devido a alterações do ritmo de transmissão, sendo por isso transparente a este [L. Noirie et ai.: New transparent optical monitoring of the eye and BER using asynchronous under-sampling of the signal, in

Proc. ECOC2002. PD 2.2.] . 0 sinal é sincronizado com a componente do espectro, de maior amplitude, obtida a partir do cálculo do periodograma.

Desta forma não se pode dizer que este método seja totalmente assíncrono, dado que alguma espécie de sincronismo é necessário. Esta abordagem é ainda conhecida por usar operações de processamento de sinal complicadas [Ippei Shake et al.: Simple Measurement of Eye Diagram and BER Using High-Speed Asynchronous Sampling, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 5, May 2004] e por ainda não ter sido demonstrada a sua transparência ao formato de modulação.

Uma técnica baseada em medição de histogramas em diagramas de olho assíncronos foi também desenvolvida. Um exemplo dessa mesma técnica pode ser vista em [Ruben S. Luís et al.: Optical Signal-to-Noise Ratio Estimation Using Reference Asynchronous Histograms, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 27, No. 6, March 15, 2009] . Esta técnica tem a vantagem de ser transparente ao ritmo de transmissão e ao formato de modulação, no entanto os diagramas de olho obtidos, tem o problema de obter amostras a meia altura do diagrama de olho assíncrono, que corrompem a medição do factor de qualidade Q e não permitem uma rápida visualização, através da simples observação do diagrama de olho, da qualidade do sinal, como permitem os diagramas de olho abertos [Zhongqi Pan et al: Optical Performance monitoring for the next generation optical communication networks, Optical Fiber Technology, 2009].

Outra técnica reconstrói o diagrama de olho amostrando o sinal assincronamente, mas requer conhecimento prévio do ritmo de transmissão, para gerar diagramas de olho precisos [Ippei Shake et al. : Simple Measurement of Eye Diagram and BER Using High-Speed Asynchronous Sampling, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 5, May 2004]. Por este motivo quando o ritmo de transmissão muda é necessário proceder a ajustes do algoritmo que controla o dispositivo, para se adequar a esta mudança. Desta forma esta técnica não é transparente ao ritmo de transmissão.

Alternativa similar à construção de diagramas de olho, para análise da qualidade do sinal e da perfomance do canal óptico, também foi desenvolvida recentemente. É exemplo dessa mesma técnica [Trevor B. Anderson et al: Multi Impairment Monitoring for Optical Networks, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 27, No. 16, August 15, 2009], que usa um par de amostras retiradas assincronamente, do mesmo sinal, uma com um tempo de atraso em relação à outra, de um tempo de bit, ou com fracções de tempo de bit. Este par de amostras gera um diagrama em que as amostras do sinal atrasado são colocadas em função das amostras do sinal não atrasado, gerando aquilo que é conhecido na literatura como phase portraits, ou diagramas de fase, demonstrados na Figura 2 e Figura 3 de [Trevor B. Anderson et al: Multi Impairment Monitoring for Optical Networks,

Journal Of Lightwave Technology, Vol. 27, No. 16, August 15, 2009], para modulações NRZ e modulações retorno a zero (RZ) , respectivamente. Estes diagramas de fase produzem padrões de elevada riqueza a nível informativo com uma complexidade similar aos diagramas de olho, mas sem necessitar de recuperação de relógio [Zhongqi Pan et al: Optical Performance monitoring for the next generation optical communication networks, Optical Fiber Technology, 2009]. Embora estes diagramas não produzam geralmente formas de diagramas de olho, produzem bons indicadores da performance do canal óptico e da qualidade do sinal, sendo alternativas viáveis aos diagramas de olho. Para algumas situações concretas, imagens parecidas com um diagrama de olho são produzidas, como em [Jian Zhao et al:NRZ-DPSK and RZ-DPSK Signals Signed Chromatic Dispersion Monitoring Using Asynchronous Delay-Tap Sampling, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 27, No. 23, December 1, 2009], no entanto para diferentes formatos de modulação isso já não se verifica como se pode verificar em [Ken Clarke et al: Monitoring of Chromatic Dispersion for 10 Gbit/s RZ modulation using Asynchronous Sampling, Proceedings of ACOFT/AOS 2006 - Melbourne, Australia, 10 - 13 July 2006], em que é utilizado o mesmo tempo de atraso de meio bit. A análise destes diagramas, requer no entanto o conhecimento prévio do ritmo de transmissão e do formato de modulação [Y. Zhou et al: Identification Using Asynchronous Delay-tap Sampling, ECOC 2008, 21-25 September 2008, Brussels, Belgium]. Além disto é necessário ajustar fisicamente o tempo de atraso, de acordo com o ritmo de transmissão do

- 8 sinal. É necessário também, ajustar a análise do diagrama tendo em conta o formato de modulação. Isto implica que esta técnica não é transparente ao formato de modulação, nem ao ritmo de transmissão.

Sumário da invenção

A presente invenção descreve um método de gerar diagramas de olho assíncronos e transparentes ao ritmo de transmissão e formato de modulação.

A presente invenção reduz as necessidades de utilizar circuitos de conversão de analógico para digital,

com elevadas	demandas	ao nível	da	velocidade	de
processamento	de sinal,	permitindo	que	o sinal	se j a
amostrado a	frequências	muito abaixo	do ritmo	de
transmissão e	sem qualquer	relação com	o	relógio do sinal

de dados.

Relativamente às técnicas discutidas na secção Descrição do estado da técnica, esta técnica gera diagramas de olho completamente assíncronos, ao mesmo tempo que é capaz de gerar diagramas de olho abertos (caso o sinal não esteja corrompido por ruído), sem necessidade de sincronizar com nenhum sinal de relógio obtido seja por recuperação de relógio, ou por periodograma, ou outro, algo não conseguido por nenhuma das técnicas anteriormente descritas.

Para que isso aconteça o método proposto, utiliza um diferenciador.

Descrição geral da invenção

Nesta invenção é proposta uma nova técnica, que gera diagramas de olho em modo assíncrono, sem auxílio de qualquer sinal de relógio ou outro sinal de sincronismo. Para tal deve-se ter em consideração o diagrama da Figura 3, em que o dispositivo de geração de diagramas de olho (1010), está implementado num sistema de comunicações genérico. Este sistema de comunicações genérico é aplicável, a qualquer sistema de comunicações, sejam estes sistemas de comunicações por fibra óptica, sistemas de comunicações rádio, ou outros, onde seja possível propagar ondas acústicas, ou electromagnéticas.

O transmissor (2000) emite numa determinada frequência (ou frequências se o sistema for multicanal), chamada a frequência da portadora. Esta portadora é modulada com a informação que se pretende transmitir e o sinal é enviado através do canal de comunicações (2010), que pode ser uma fibra óptica, ou um par de fios (geralmente de cobre) onde o sinal eléctrico é transportado, ou a água, numa comunicação submarina, onde a informação é transmitida acusticamente, ou o ar, numa comunicação sem fios. Outros canais de comunicação são os discos magnéticos e os discos ópticos [John G. Proakis et al. : Communications Systems Engineering, Prentice-Hall International, pp. 13-21, 1994 ] . O receptor (2020) recebe a informação e traduze-la, para uma completa compreensão da informação referida. Posteriormente a potência do sinal é dividida, em partes iguais e é enviada num dos braços, para um dispositivo de amostragem e representação num ecrã (2040) (exemplo osciloscópio) e no outro braço, é enviada para um diferenciador (2030) . Este diferenciador calcula a derivada do sinal que vem do receptor e envia-a, também, para o osciloscópio (2040).

Formas práticas de implementar um diferenciador foram propostas por [Al-Alaoui, M.A: Novel IIR differentiator from the Simpson integration rule, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, Vol. 41 , No. 2, 1994; Jing Xu et al. : High-speed all-optical differentiator based on a semiconductor optical amplifier and an optical filter, Optics Letters, Vol. 32, No. 13, July , 2007; Zhengyong Li et al. : All-optical differentiator and high-speed pulse generation based on cross-polarization Modulation in a semiconductor optical amplifier, Optics Letters , Vol. 34, No. 6 , March 15, 2009; Pantelis Velanas et al. : HighSpeed All-Optical First- and Second-Order Differentiators Based on Cross-Phase Modulation in Fibers, Journal Of Lightwave Technology, Vol. 26, No. 18, September 15, 2008; Mykola Kulishov et al: Long-period fiber gratings as ultrafast optical differentiators, Optics Letters, Vol. 30, No. 20, October 15, 2005; Jing Xu et al. : Alloptical differentiator based on cross-gain modulation in semiconductor optical amplifier, Optics Letters , Vol. 32,

No. 20, October 15, 2007].

De uma forma geral o funcionamento do dispositivo de geração de diagramas de olho (1010) compreende a captação de duas amostras, uma do sinal que vem do diferenciador (2030) e a outra que vem directamente do receptor (2020). Estas amostras são capturadas simultaneamente e assincronamente, não tendo o relógio do amostrador, qualquer sincronismo com o relógio do sinal. O valor das duas amostras é representado num sistema de 2 eixos X e Y, como aquele que é apresentado na Figura 12, onde consta um exemplo. O valor da amostra que vem do diferenciador (2030) está representado no eixo X e corresponde à abcissa (52). O valor da amostra que corresponde ao sinal que vem do receptor (2020) está representado no eixo Y e corresponde à ordenada (51) . A representação dos valores destas duas amostras em cada um dos eixos, corresponde à representação de um ponto (50) no plano do sistema de dois eixos. O mesmo procedimento é repetido para cada par de amostras. Pontos obtidos de forma semelhante a (50) são representados no plano do sistema de dois eixos gerando uma imagem equivalente a um diagrama de olho.

Descrição dos Desenhos

Este novo conceito de um sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono é de seguida descrito em pormenor, sem carácter limitativo e a título exemplificativo, na sua forma de realização preferencial, representada nas figuras anexas, das quais:

A Figura 1 representa um diagrama de olho obtido sincronamente, com descrições das suas características.

A Figura 2 representa um phase-locked loop (PLL), com as suas partes constituintes.

A Figura 3 representa o diagrama de blocos de um sistema de comunicações.

A Figura 4 representa uma implementação do sistema de

geração	de	diagramas de	olho	em	modo assíncrono,	num
sistema	de	comunicações	óptico	de	um único canal,	na
situação	em	que se usa um	diferenciador eléctrico e no	caso

em que se utiliza modulações on-off keying (00K), como as modulações NRZ-OOK e RZ-OOK.

A Figura 5 representa uma implementação do sistema de

geração	de	diagramas de	olho em modo assíncrono,	num
sistema	de	comunicações	óptico de um único canal,	na
situação	em	que se usa um	diferenciador óptico e no caso	em

que se utiliza modulações on-off keying (00K), como as modulações NRZ-OOK e RZ-OOK.

A Figura 6 representa uma implementação do sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono, num sistema de comunicações óptico de um único canal, na situação em que se usa um diferenciador eléctrico e no caso em que se utiliza modulações deslocamento diferencial de fase (DPSK), como as modulações NRZ-DPSK e RZ-DPSK.

A Figura 7 representa uma implementação do sistema de

geração	de	diagramas de	olho em modo assíncrono,	num
sistema	de	comunicações	óptico de um único canal,	na
situação	em	que se usa um	diferenciador óptico e no caso	em

que se utiliza modulações deslocamento diferencial de fase (DPSK), como as modulações NRZ-DPSK e RZ-DPSK.

A Figura 8 representa uma implementação do sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono, num sistema de comunicações óptico multicanal, na situação em que se usa um dif erenciador eléctrico e no caso em que o canal em análise utiliza modulações on-off keying (00K), como as modulações NRZ-OOK e RZ-OOK.

A Figura 9 representa uma implementação do sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono, num sistema de comunicações óptico multicanal, na situação em que se usa um diferenciador óptico e no caso em que o canal em análise utiliza modulações on-off keying (00K), como as modulações NRZ-OOK e RZ-OOK.

A Figura 10 representa uma implementação do sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono, num sistema de comunicações óptico multicanal, na situação em que se usa um dif erenciador eléctrico e no caso em que o canal em análise utiliza modulações deslocamento diferencial de fase (DPSK), como as modulações NRZ-DPSK e

RZ-DPSK.

A Figura 11 representa uma implementação do sistema de geração de diagramas de olho em modo assíncrono, num sistema de comunicações óptico multicanal, na situação em que se usa um diferenciador óptico e no caso em que o canal em análise utiliza modulações deslocamento diferencial de fase (DPSK), como as modulações NRZ-DPSK e RZ-DPSK.

A Figura 12 representa um sistema de dois eixos em que a amostra do sinal (21) e do sinal diferenciado (52), são representados como a ordenada e a coordenada do ponto representado (50).

Descrição das Tabelas

A Tabela 1 representa o conjunto de figuras do diagrama de olho em modo assíncrono e do diagrama de olho em modo síncrono em função do formato de modulação

A Tabela 2 representa duas figuras do diagrama de olho em modo síncrono e assíncrono com o sinal corrompido com ruído.

Números de referência:

1- > Altura do diagrama de olho síncrono

2- > Largura do diagrama de olho síncrono

3- > Variação da altura do bit

4,5-> Zonas de transição 1-1 no formato de modulação NRZ

6-> Zona que circunscreve o olho

10- > Entrada de dados na PLL (sinal eléctrico)

11- > Sinal de erro (sinal eléctrico)

12- > Sinal de controlo da OCT (sinal eléctrico)

13- > Sinal de relógio recuperado (sinal eléctrico)

14- > Sinal de referência (sinal eléctrico)

20- > Detector de fase

21- > Filtro eléctrico

22- > Oscilador controlado por tensão

2000-> Transmissor de um sistema de comunicações

2010-> Canal de comunicações num sistema de comunicações 2020->Receptor de um sistema de comunicações

2030-> Diferenciador

100-> Transmissor WDM

101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109-> Ligações por cabo eléctrico

110, 111, 112, 113, 114, 115, 117, 118, 119, 120, 121, 122,

123, 124, 125->Ligações por fibra óptica

116-> Ligação de fibra óptica de longa distância

200, 201, 204, 205-> Gerador de sinal eléctrico modulante

300, 301, 302, 304, 305-> Lasers sintonizados em frequência

400, 401, 402, 404, 405-> Moduladores de fase ou intensidade óptica

500-> Multiplexador óptico em frequência

600-> Amplificador óptico

700-> Detector óptico

800-> Divisor eléctrico de potência

802-> Divisor óptico de potência

900, 2040-> Dispositivo de amostragem e representação no ecrã, das amostras capturadas.

1000- > Diferenciador eléctrico

1001- > Diferenciador óptico

1100-> Filtro óptico

1200-> Interferómetro Mach-Zhender

1010-> Dispositivo de geração de diagramas de olho assíncronos.

801-> Frequência central do filtro óptico

812, 813-> Definem a largura de banda do filtro óptico a -3 dB

822, 823-> Definem a extensão máxima da zona de corte e a largura de banda correspondente

50- > Ponto no sistema de 2 eixos X-Y, que é o resultado da representação do valor da amostra da derivada do sinal que é a coordenada no eixo X e do valor da amostra do sinal que é a ordenada no eixo Y

51- >Valor da ordenada no eixo Y que representa o sinal (105)

52- > Valor da abcissa no eixo X que representa a derivada do sinal.

Uma explicação geral do modo de funcionamento do sistema já foi previamente demonstrada quando nos referimos à Figura 3 e seus constituintes. De seguida vamos dar alguns exemplos de aplicação deste método, utilizando as comunicações por fibra óptica como exemplo.

Exemplos :

Os exemplos abaixo demonstrados mostram a aplicação do gerador de diagramas de olho em modo assíncrono, a comunicações por fibra óptica, no entanto o mesmo método é aplicável a outro tipo de comunicações com outro meio de propagação, como já foi anteriormente explicado, quando nos referimos à Figura 3.

Pretende-se gerar um diagrama de olho em modo assíncrono de um sinal com um ritmo de transmissão de 10

Gbit/s e observar o mesmo, estando o dispositivo gerador de diagramas de olho assíncronos, montado num sistema de um único canal óptico como demonstrado na Figura 4. As modulações utilizadas nos exemplos abaixo descritos são citadas a título de exemplo, no entanto, não existe restrições ao nível das modulações possíveis, na medida em que todas as modulações, que são possíveis de ser observadas por um diagrama de olho síncrono, também são possíveis de ser observadas, por um diagrama de olho assíncrono proposto e com formas semelhantes.

O laser (305) está centrado na frequência de 1550 nm e é modulado através do modulador óptico (405) , por um gerador de sinal modulante (205) NRZ. Estes compõem o transmissor neste sistema de comunicações. O sinal passa pela fibra óptica de longa distância (116), que representa o canal de comunicações e é amplificado devido ás perdas na fibra por um amplificador óptico (600), sendo posteriormente filtrado, por um filtro óptico (1100). O filtro óptico (1100) está centrado na frequência de 1550 nm, ou seja, a frequência de transmissão do laser (305). O sinal é detectado por um fotodetector (700), onde o sinal óptico é convertido para um sinal eléctrico. O amplificador óptico (600), o filtro óptico (1100) e o fotodetector (700) compõem o receptor deste sistema de comunicações. A potência do sinal convertido para o domínio eléctrico é posteriormente dividida, preferencialmente, em duas partes iguais, pelo divisor de potência (800) . Uma das partes é enviada pela ligação eléctrica (105), para o dispositivo de amostragem e representação num ecrã (900) . A outra parte é enviada para o diferenciador eléctrico (1000), pela ligação eléctrica (104), onde o sinal é diferenciado electricamente e enviado, também para o dispositivo de amostragem e representação no ecrã (900) . O par de amostras é representado como um único ponto, em que a abcissa é o valor da amostra da derivada retirada do sinal que atravessa (106) e a ordenada é o valor da amostra retirada do sinal que atravessa (105) . O diagrama de olho assíncrono e síncrono está representado na Tabela 1. Estes diagramas de olho foram retirados para um OSNR, calculado na ligação (117) igual a 36 dB. Podemos ver um diagrama de olho bem aberto tanto no modo assíncrono, como síncrono. A frequência de amostragem do diagrama de olho assíncrono é 9.14 Giga-amostras/s e a frequência de amostragem do diagrama de olho síncrono é 1.56 Tera-amostras/s.

Um segundo exemplo pode ser retirado se colocarmos modulação RZ no gerador de sinal modulante (205) e utilizarmos o mesmo aparato da Figura 4, seguindo os mesmos procedimentos e condições referidas para a modulação NRZ. Na Tabela 1 está representado as figuras do diagrama de olho assíncrono e síncrono para este caso.

Os mesmos exemplos anteriores para as modulações referidas podem ser repetidos no aparato da Figura 5. A diferença reside no facto de o sinal permanecer no domínio óptico, após a filtragem do filtro óptico (1100) e no facto de por este motivo não estar presente neste aparato da Figura 5 o fotodetector (700) . Deste modo a ligação (117) liga o filtro óptico a um divisor de potência óptico (802) . Este divide a potência óptica em duas partes, preferencialmente, iguais, enviando uma parte para o diferenciador óptico pela ligação por fibra óptica (118) e a outra parte pela ligação por fibra óptica (119), a um dispositivo com capacidade para proceder à amostragem óptica do sinal e respectiva representação deste sinal num ecrã (900). A amostragem óptica permite o uso de um detector mais lento. Os resultados anteriormente demonstrados para o caso em que se usa um dif erenciador eléctrico são semelhantes aos obtidos com um diferenciador óptico e portanto não estão demonstrados.

As modulações NRZ-DPSK e RZ-DPSK também foram testadas no aparato da Figura 6. Relativamente ao aparato da Figura 4 a diferença reside no facto de se acrescentar um interferómetro Mach-Zhender (1200), para a conversão de modulação de fase, para modulação em amplitude. Os resultados para estas modulações estão demonstrados na

Tabela 1.

Um aparato está demonstrado na Figura 7 para as modulações DPSK, no caso em que se utiliza um diferenciador óptico (802) e no caso em que se faz amostragem óptica. Os resultados obtidos com o aparato da Figura 6 para as modulações DPSK são semelhantes aos obtidos com o aparato da Figura 7 e portanto não estão demonstrados.

A Figura 8, a Figura 9, a Figura 10 e a Figura 11 representam a situação em que se usa um transmissor que emite mais do que uma frequência, ou seja é um transmissor multi-canal. Neste caso o filtro óptico (1100) está centrado na frequência do canal que se deseja observar com um diagrama de olho assíncrono.

A Figura 8 representa um aparato que selecciona um canal que tem modulação OOK e em que é utilizado um diferenciador eléctrico.

A Figura 9 representa um aparato que selecciona um canal que tem modulação OOK e em que é utilizado um diferenciador óptico.

A Figura 10 representa um aparato que selecciona um canal que tem modulação DPSK e em que é utilizado um diferenciador eléctrico.

A Figura 11 representa um aparato que selecciona um canal que tem modulação DPSK e em que é utilizado um diferenciador óptico.

A Tabela 2 mostra um diagrama de olho síncrono e assíncrono degradado em que o OSNR calculado foi de 9 dB. Podemos ver que o grau de degradação do diagrama de olho assíncrono e síncrono é semelhante.

Claims (4)

1. Método de geração de diagramas de olho paramétricos, em modo assíncrono de modo a proceder à medição de diagramas de olho, sem auxílio do sinal de relógio, ou outro meio de sincronismo com o sinal de dados, obtendo-se diagramas de olho semelhantes no aspecto e no comportamento, quando na presença de ruído ou outra forma de distorção, aos diagramas de olho síncrono, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

a. divisão da potência que entra no dispositivo de geração de diagramas de olho, em duas partes, preferencialmente iguais e envio de cada uma das duas partes referidas para cada uma das duas ramificações, que se encontram ligadas ao divisor de potência, estando uma delas ligada directamente a um dispositivo de amostragem e representação do sinal num ecrã e a restante a um diferenciador temporal que se liga também, e paralelamente à anterior, ao dispositivo de amostragem e representação do sinal num ecrã, diferenciador esse que calcula a derivada do tempo do sinal que vem de um receptor e envia-a, também, para um ecrã;

b. captação de vários pares de amostras, estando cada elemento deste par de amostras, relacionado com o sinal de cada uma das duas ramificações referidas, ou seja é retirada, uma amostra do sinal e uma amostra desse mesmo sinal, diferenciado no tempo, simultaneamente;

c. representação no ecrã das amostras do sinal, em função

-2das amostras desse mesmo sinal diferenciado no tempo, correspondendo a cada par de amostras um ponto no plano XY, sendo preferencialmente, as coordenadas desse ponto dadas, pelo valor da amostra do sinal de dados na ordenada e a amostra desse mesmo sinal de dados diferenciado no tempo na abcissa.

2. Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por ter uma amostragem que é assíncrona, relativamente ao relógio do sinal de dados.

3. Dispositivo para geração de diagramas de olho paramétricos para a realização do método das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender, um divisor de potência que divide o sinal em duas ramificações, um diferenciador, que diferencia o sinal de uma dessas ramificações e um dispositivo de amostragem e representação do sinal no ecrã, diferenciador esse que calcula a derivada do tempo do sinal que vem do receptor e envia-a, também, para o ecrã, que recolhe pares de amostras, cada uma retirada de cada uma dessas ramificações e as representa, em modo X-Y no ecrã.

4. Dispositivo para geração de diagramas de olho paramétricos, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o ecrã para a representação do sinal ser um osciloscópio.