2 Modulaciones de fase: Modulación de desplazamiento de fase diferencial (Differential Phase-Shift Keying), modulación de desplazamiento de fase en cuadratura (Quadrature Phase-Shift Keying)
2.2 Modulación de desplazamiento de fase diferencial y modulación de desplazamiento de fase en cuadratura

El principio

Modulación de desplazamiento de fase diferencial, Differential Quadrature Phase-Shift Keying (DQPSK) es un formato multinivel.

QPSK es efectivamente dos sistemas BPSK independientes, y por lo tanto presenta el mismo rendimiento, pero el doble de la eficiencia de ancho de banda.

  • A cada pareja de bits se le asignan una fase específica, como por ejemplo:
    • 00 → 45°
    • 01 → 135°
    • 10 → 315°
    • 11 → 225°

Hay muchas opciones de QPSK – a los pares de bits se les puede asignar diferentes fases y diferentes pares pueden ser las parejas de vecinos, que pueden observarse en los siguientes diagramas de constelación.

  • En DQPSK, los pares de bits corresponden a un desplazamiento de fase determinado a partir de una fase de referencia (inicial), o, en otras palabras, en 90 ° entre los símbolos vecinos.
  • La fase inicial puede ser 0° ó no-cero.
    • 00 → desplazado 0° desde la fase inicial.
    • 01 → desplazado 90° desde la fase inicial.
    • 10 → desplazado 180° desde la fase inicial.
    • 11 → desplazado 270° desde la fase inicial.

Principales beneficios

  • La velocidad de símbolo es 2 veces más lenta que la velocidad de bits
  • Beneficios DQPSK en buena señal óptica a ruido
  • Robustez frente a la dispersión por modo de polarización debido a su duración de símbolo
  • La compresión de la frecuencia
  • Aumento de la tolerancia a la dispersión cromática
  • Espectro óptico estrecho
  • NRZ-DQPSK es prometedor, incluso para la transmisión de terabits
  • DQPSK también se puede realizar bien a 40 Gbps
  • RZ-DQPSK permite un alcance óptico más largo
  • RZ-DPSK ofrece tolerancia a no linealidad más grande para un solo canal de 160 Gbps
  • Entre los formatos DQPSK, los valores más altos de factor Q para cada canal óptico se pueden lograr para RZ-DQPSK.

Transceptores

Construcción del transceptor:

  • En un transmisor NRZ-DQPSK, las dos señales binarias de entrada codificadas en fase y en cuadratura se convierten en formas de onda eléctricas que accionan dos MZMs.
  • Una fuente de láser continuo se utiliza para ambos MZMs. La salida de uno de los moduladores viaja a través de un modulador de fase que se utiliza para obtener un desplazamiento de fase adicional de 90 °, que se requiere para el componente de cuadratura.
  • Las señales se combinan entonces juntas para generar una única señal modulada DQPSK.
  • Los componentes adicionales incluyen dos filtros paso bajo entre los generadores de señales eléctricas y los MZMs para considerar también el binario no ideal a la conversión de la señal eléctrica.
  • Para RZ-DQPSK, un MZM adicional se utiliza para crear los pulsos de salida RZ.
  • El receptor DQPSK se modela utilizando dos receptores 2DPSK equilibrados para las señales en fase y en cuadratura, cada uno compuesto de un interferómetro Mach Zehnder sintonizable y dos fotodetectores PIN.
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El principio de la modulación QPSK. Diagrama de constelación de la muestra. A los pares de bits se les asignan símbolos particulares; ya que hay cuatro combinaciones de los pares, la modulación tiene cuatro estados (niveles).
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Diagramas de constelación de muestra para OOK y BPSK con fines comparativos. La fase y la amplitud se expresan mediante un diagrama de constelación.