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The need of increasing the capacity of current deployed optical networks to perform terabits transmissions has been driven to the development of superchannel systems, (principally based on Nyquist-WDM) to be carried out in flexible grid or gridless scenarios. Nevertheless, one of the main issues to be mitigated in these systems is the interchannel interference (ICI), whose effect is intensified when the spectral channel spacing is reduced (for further spectral efficiency increment). In this thesis, we present a study of the ICI effects in Nyquist-WDM systems by means of BER calculation as a function of several system parameters such as: frequency channel spacing, roll-off factor of the digital pulse-shaping filter, laser's linewidth, transmission distance, mark probability of the pseudo-random bit sequence, optical-to-signal noise ratio, among others. Besides, two methods enabling ICI mitigation are proposed: on one hand, a method based on FEC-coded sequence distribution among optical carriers for applications of multiple carriers (superchannels) as a single entity, and on the other hand, a method to perform nonsymmetrical demodulation (NSD) based on the k-means algorithm enabling time-varying distortions mitigation. In contradiction of techniques for ICI mitigation in recent art, these proposals avoid the use of multiple-input multiple-output equalizers or training sequences. Specifically, for NSD approach, information of adjacent channels is not required.

RESUMEN: El continuo crecimiento de la demanda de datos está dirigiendo la investigación para dar luz a una red eficiente en el uso de la fibra óptica y el espectro radioeléctrico. La próxima generación de redes será el resultado de una convergencia entre el dominio óptico e inalámbrico para reunir cada una de sus virtudes en una vasta red de telecomunicaciones más resiliente y más simplificada. Colombia no estará marginada de estos avances ya que actualmente despliega fibra óptica por gran parte del territorio nacional y por tal motivo debe estar informada de los progresos actuales en lo referente a redes de telecomunicaciones de nueva generación y orientar de mejor forma los lineamientos legales del ministerio de TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) para traer en consecuencia grandes beneficios a la regulación de la red interna de telecomunicaciones en cuanto a lo decretado acerca de los inmuebles de propiedad horizontal. En este trabajo se plasman los avances en investigación concernientes a transmisiones por fibra óptica, incluyendo el nuevo paradigma de redes híbridas de fibra óptica con redes inalámbricas que permitirán simplificar la red global de telecomunicaciones. Las redes elásticas del futuro sugieren que las redes internas de telecomunicaciones serán más reducidas, simples y versátiles, lo cual facilitará la libre competencia entre los proveedores de servicios de comunicaciones, evitando el monopolio de espacios dentro de edificios de propiedad horizontal. Palabras clave: FI-WI, PON, redes elásticas, redes malla, supercanales, WDM. ABSTRACT: The continuous growth in data demand is leading research to bring to light an efficient network using fiber optics and radioelectric spectrum. The next generation of networks will be the result of a convergence between the optical and wireless domain with the purpose to gather all of their virtues in a vast telecommunications network more resilient and more simplified. Colombia will not be marginalized of these advances because actually has deployed optical fiber in most of the country and therefore they must be informed of current progress in terms of new generation of telecommunications networks and guide in a better way the legal guidelines of the Ministry of ICT (Information and Communications Technology) to bring great benefits to the regulation of internal telecommunications network, concerning what was decreed about the immovable of horizontal property. In this paper, research advances are reflected concerning optical fiber transmission, including the new paradigm of hybrid fiber optic networks with wireless networks that will simplify the global telecommunications network. The elastic networks of the future suggest that internal telecommunications networks will be smaller, simple, and versatile, which will facilitate competition between communication service providers, avoiding the monopoly of spaces within horizontal property buildings. Keywords: Elastic networks, FI-WI, mesh networks, PON, superchannels, WDM.

Radio over Fiber (RoF) systems have been proposed as a promising solution for transmitting radiofrequency signals at high data rates over long distances. To reach data rates in the Gbps range, studies indicate using the W-Band (75 -110 GHz). However, in this frequency band, chromatic dispersion becomes an issue that increases the bit-error-rate. This paper presents a novel digital dispersion monitoring technique for RoF systems based on asynchronous histogram analysis. This method quantifies the intensity level of the distortion of a radiofrequency demodulated signal by a dispersion factor. This dispersion factor is calculated using an enhanced clustering ap-proach, which carries out a Gaussian fitting technique through the expectation-maximization algorithm. Dispersion monitoring was performed on radiofrequency transmission simulations using non-return-to-zero and binary phase-shift keying modulated signals over 80 km of optical fiber at 60, 75 and 100 GHz. The bit error rate is estimated and compared to the dispersion factor, showing that the behavior of the dispersion effects are not proportional to the increase of carrier frequency, bit rate and distances. This novel monitoring method can be used to estimate the feasibility of RoF systems for future hybrid networks under specific transmission parameters such as fiber length, modulation format, and carrier frequency. Los sistemas de Radio sobre Fibra (RoF), se proponen como una solución prometedora para transmitir señales de radiofrecuencia a altas tasas de transmisión y sobre largas distancias. Algunos estudios proponen el uso de frecuencias portadoras en la banda W (75 - 110 GHz), para lograr transmisiones en el rango de los Gbps. Sin embargo, en este rango de frecuencias la dispersión cromática, se convierte en uno de los principales factores para el incremento de la tasa de error del bit.Este artículo presenta un nuevo método de monitoreo de la dispersión, basado en histogramas asíncronos para sistemas de RoF. El método planteado cuantifica el nivel de distorsión de la señal de radiofrecuencia, mediante un valor adimensional llamado: factor de dispersión. Dicho factor, se calcula mediante una técnica de agrupamiento, la cual se lleva a cabo usando ajustamiento gaus-siano, mediante el algoritmo de máxima esperanza sobre histogramas asíncronos. El monitoreo de la dispersión se realiza sobre una plataforma de simulación, donde se transmiten las señales de radiofrecuencia, empleando modulación No retorno a cero (NRZ) y modulación binaria con desplazamiento de fase (BPSK), sobre 80 km de fibra óptica a 60, 75 y 100 GHz. Así, se estima la tasa de error de bit y se compara con el factor de dispersión; dónde se evidencia que los efectos de la dispersión no son proporcionales al incre-mento en la frecuencia de la portadora, la velocidad de transmisión y la distancia. El novedoso método de monitoreo, puede ser usado para estimar la viabilidad de los futuros sistemas de telecomunicaciones híbridos, basados en redes de fibra y bajo ciertos parámetros de transmisión tales como: la distancia, el formato de modulación y la frecuencia de la portadora.

En este trabajo se estudian los efectos de la dispersión cromática en un sistema de radio sobre fibra de largo alcance que transmite en la banda de las ondas milimétricas, a partir de modelos realizados en simulación en el software VPI (Virtual photonics instruments) para sistemas con detección directa, y en Matlab para sistemas con detección coherente. Estos modelos transmiten señales de radiofrecuencia a distancias de hasta 80 km. Se hizo un análisis cualitativo de la señal mediante la calidad de los diagramas de ojo y de los espectros ópticos y eléctricos. También se calculó la tasa de error de bit de acuerdo a las variaciones de la relación señal a ruido óptica, mostrando transmisiones aceptables para modulaciones en amplitud hasta los 80 km a 1 Gbps para frecuencias de portadora entre los 60 y 100 GHz, y para transmisiones en BPSK con detección directa se calculó la magnitud del error vectorial mostrando buen desempe~no las transmisiones a 155 Mbps en distancias hasta los 100 km a 60 GHz y para 2.5 Gbps hasta los 2 km. Se presentó un novedoso método de estimación de la dispersión cromática usando ajustamiento gaussiano en histogramas asíncronos mediante el algoritmo de máxima esperanza, mostrando que los efectos de las dispersión cromática no incrementan proporcionalmente al aumento de la frecuencia de la portadora ni de la distancia de transmisión y que una pequeña variación en un parámetro de la red puede afectar signficativamente la señal recibida. / Abstract. In this work is studied the chromatic dispersion effects of long-reach Radio-over-Fiber systems in millimeter-wave band through simulations in Virtual Photonics (VPI) for intensity modulation and direct detection systems, and in Matlab for phase modulation and coherent detection systems. Those networks transmit optical signals in radiofrequency to a distance of 80 km. The qualitative analysis of data transmission through the passive optical network is made based on the quality of the eye diagram, and the optical and electrical spectrums. Also, the bit-error rate is calculated according to the optical-to-signal noise ratio to make a quantitative analysis regarding the transmission distance and speed, showing good results in a non-return-to-zero modulation at 80 km, and in BPSK transmissions with direct detection the error vectorial magnitude is estimated presenting good performance in transmission at 155 Mbps to a distance of 100 km using carrier of 60 GHz, and at 2.5 Gbps to a distance of 2 km. Radio over fiber systems with coherent detection shows better performance. A novel method for chromatic dispersion estimation is presented, using Gaussian fitting in asynchronous histograms trough expectation-maximization algorithm, showing that the effects of chromatic dispersion does not increase proportionally to the carrier frequency, or the transmission distance and that a small change in one parameter of the network may vary signifcantly the effect produced in the received signal. Maestría

En este artículo se presenta una revisión de los trabajos científicos más relevantes de la tecnología de radio sobre fibra. Se exponen los aspectos más importantes en la evolución del estado del arte de esta tecnología, basado en la descripción de sus principales dispositivos y las pruebas experimentales más recientes que sugieren la integración entre las redes inalámbricas y cableadas, además de la convergencia de servicios en redes heterogéneas. En esta revisión se identificó una tendencia hacia el incremento en la frecuencia de la portadora de radiofrecuencia en la banda de las ondas milimétricas (75 - 100 GHz), que indican que la próxima generación de sistemas de radio sobre fibra operará en esta banda de gran capacidad disponible. El gran reto consiste en lograr transmisiones inalámbricas en estos sistemas a velocidades multiGbps en un futuro cercano. In this paper, we present a review based in the most relevant scientific works of radio-over-fiber technology. The most important issues of the state-of-the-art evolution are exposed. We show a description of the main devices and the most recent experimental tests that suggest the integration between wired and wireless networks, and the convergence in heteroge-neous networks. In this review, we identify a trend toward the increase of the radiofrecuency-carrier in the millimeter-wave bands (75-100 GHz) which show that the next generation of radio-over-fiber system will operate in this band of large capacity available. The challenge consisting of reaching multi-Gbps wireless transmissions in these systems very soon.