Premi al millor PFC d’Enginyeria de Telecomunicació en l’Àrea de Sistemes de la Informació. Atorgat per Càtedra Red.es. (Curs 2012-2013)

[ANGLÈS] After the extremely fast growth over last two decades, single-mode fibers capacity is reaching its recently revealed fundamental limit, imposed by a combination of Shannon's information theory and fiber nonlinearities. Such fact, together with the continuous growth of traffic demand, requires an urgent solution to overcome a capacity crunch. Space-division multiplexing (SDM) is a promising new paradox that makes use of the space dimension to increase capacity of optical links. Along this work, we will study different SDM approaches based on few-mode fibers (FMF) and multi-core microstructured fibers (MC-MSF) working under a high crosstalk regime. We will show that under this regime, the use of multiple-input multiple-output (MIMO) digital signal processing (DSP) is required to undo coupling or remove crosstalk between transmitted signals. Two experiments will be shown to reveal the power of space-division multiplexing. In the first experiment, we will demonstrate a transmission of six 40 Gb/s QPSK signals over 1200 km of FMF. While in the second experiment, we will present a WDM-SDM transmission through 4200 km of MC-MSF, leading to an aggregate bit rate of 1.2 Tb/s over a 250 GHz bandwidth. The record distances achieved with such high spectral efficiencies indicate that SDM systems based on FMF and MC-MSF, combined with MIMO-DSP, are promising candidates for future high capacity long-haul optical transmission systems.

[CASTELLÀ] Después del rápido crecimiento experimentado durante las dos últimas décadas, la capacidad de las fibras monomodo está alcanzando su límite teórico, impuesto por la combinación de la teoría de la información de Shannon y efectos no-lineales. El multiplexado por división espacial (space-divison multiplexing, SDM) es una técnica prometedora que, haciendo uso de la dimensión espacial, pretende aumentar la capacidad de los actuales sistemas de comunicaciones ópticas. Durante este proyecto, estudiaremos diferentes posibilidades de SDM basadas en fibras que soportan un reducido número de modos (few-mode fibers, FMF) y fibras microestructuradas con múltiples núcleos (multi-core microstructured fibers, MC-MSF). En nuestro caso, trabajaremos con fibras en las cuales los núcleos o modos están acoplados. Consecuentemente, el uso de procesado digital de señal (DSP) multiple-input multipleoutput (MIMO) es necesario para deshacer el acoplamiento producido entre los distintos canales durante la propagación. A lo largo del trabajo enseñaremos dos experimentos que demuestran la gran capacidad de SDM. En el primer experimento, se transmiten seis señales QPSK a una tasa de 40 Gb/s a lo largo de 1200 km de FMF. Mientras que en el segundo experimento, presentamos una transmisión, conjuntando SDM con multiplexación por longitud de onda (wavelengthdivision multiplexing, WDM), de 1.2 Tb/s usando un ancho de banda de 250 GHz a lo largo de 4200 km de MC-MSF. Ambos experimentos han alcanzado récords en distancia en sus respectivos ámbitos, presentando a la vez altas tasas de transmisión. Este hecho demuestra que ambos tipos de fibras (FMF y MC-MSF), en combinación con MIMO-DSP, son prometedoras soluciones para constituir futuros sistemas de comunicaciones ópticas de largo alcance.

[CATALÀ] Després del ràpid creixement viscut durant les dues últimes dècades, la capacitat de les fibres monomode està arribant al seu límit teòric, el qual prové de la combinació de la teoria de la informació de Shannon i els efectes no-lineals. El multiplexatge per divisió espacial (space-division multiplexing, SDM) és una tècnica prometedora que, fent ús de la dimensió espacial, pretén augmentar la capacitat dels actuals sistemes de comunicacions òptiques. Al llarg d'aquest projecte, estudiarem diferents possibilitats de SDM basades en fibres que suporten un nombre reduït de modes (few-mode fiber, FMF) i en fibres microestructurades amb múltiples nuclis (multi-core microstructured fibers, MC-MSF). En el nostre cas, treballarem amb fibres que tenen els modes o nuclis acoblats. Conseqüentment, l'ús de processament digital de senyal (DSP) mulitple-input multiple-output (MIMO) és necessari per a desfer-se de l'acoblament produït entre els diferents canals durant la propagació. Al final del document, ensenyarem dos experiments que demostren la gran capacitat de SDM. Durant el primer experiment, es transmeten sis senyals QPSK a un taxa de 40 Gb/s al llarg de 1200 km de FMF. Mentre que durant el segon, presentem una transmissió, conjuntant SDM amb multiplexatge per longitud d'ona (wavelength-division multiplexing, WDM), de 1.2 Tb/s fent ús d'un ample de banda de 250 GHz al llarg de 4200 km de MC-MSF. Ambdós experiments han batut rècords de distància en els seus respectius àmbits, presentant a la vegada altes taxes de transmissió. Aquest fet demostra que els dos tipus de fibra (FMF i MC-MSF), juntament amb MIMO-DSP, formen prometedores solucions per a constituir futurs sistemes de comunicacions òptiques de llarg abast.

Award-winning