Análisis y evaluación de parámetros de eficiencia de la seńal en un sistema de transmisión sobre fib= ra óptica utilizando modulación QAM y empleando Optisystem

Analysis and evaluation = of signal efficiency parameters in a transmission system over fiber optics usi= ng QAM modulation and employing Optisystem

¹	Henry Jeanpiere Barreno Gómez	<= /span>	https://orcid.org//0009-0002-9874-3162
	Escuela Superior Politécnica de Chimborazo/ Facultad de Informática y Electrónica jbarrenogomez@gmail.com =
²	Oswaldo Geovanny Martínez Guashima <= /span>https://orcid.org//0000-0001-9018-7777 Escuela Superior Politéc= nica de Chimborazo/ Facultad de Informática y Electrónica omart= inez@espoch.edu.ec
³	Jorge Rigoberto López Ortega = https://orcid.org//0000-0002-4790-6876 Escuela Superior Politécnica de Chimborazo/ Facultad de Informática y Electrónica jo= rge.lopezo@espoch.edu.ec <= /span>
⁴	Darw= in Paul Carrión Buenańo = https://orci= d.org/0000-0001-7827-7702 Universidad Estatal de Bolívar/ Facultad de Ciencias Administrativas, Gestión Empresarial e Informática dcarrion@ueb.edu.ec

	Artículo de Investigación Científica y Tecnológica Enviado: 15/05/2024 Revisado: 14/06/2024 Aceptado: 31/07/2024 Publicado:09/08/2024 DOI: https://doi.org/10.33262/= ap.v6i3.1.516

Cítes= e:	=	= Barreno Gómez, H. J., Martínez Guashima, O. G., López Ortega, J. R., & Carrión Buenańo, D. P. (2024). Análisis y evaluación de parámetros de eficiencia = de la seńal en un sistema de transmisión sobre fibra óptica utilizando modulación QAM y empleando Optisystem. AlfaPublicaciones, 6(3.1), 49–68. = https://doi.org/10.33262/= ap.v6i3.1.516 = ;
		ALFA PUBLICACIONES, = es una revista multidisciplinar, trimestral, que se publicará en soporte electrónico tiene como misión contribuir a la formació= n de profesionales competentes con visión humanística y crítica que sean capac= es de exponer sus resultados investigativos y científicos en la misma medida= que se promueva mediante su intervención cambios positivos en la sociedad.&nb= sp;https://alfapublicaciones.com = La revista es editada por la Editorial Ciencia Digital (Editorial = de prestigio registrada en la Cámara Ecuatoriana de Libro con No de Afiliaci= ón 663) www.celibro.org.ec <= span style=3D'text-decoration:none'>
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Palabras claves: comunicación óptica, modulación QAM, Optisystem, diagrama de ojo, factor Q, Ber.<= /o:p>	=	Resumen Introducción: Este trabajo se a= borda el diseńo de un sistema de transmisión de comunicaciones ópticas haciendo= uso de la modulación QAM y el software OptiSystem el cual va ayudar analizar = la seńal durante el proceso de transmisión, dando como resultados en las diferentes variaciones de este tipo de modulación como 4-QAM, 8-QA, 16-QA= M, 32-QAM, 64-QAM a diferentes distancias, considerando también el tipo de f= ibra utilizada para largas distancias como es la monomodo, de esta manera los resultados arrojados a analizar van a ser el factor Q, BER, umbral, con l= os cuales se dará un análisis en cada uno de los casos antes mencionados. Objetivos: Anali= zar y evaluar los parámetros de eficiencia de una seńal en un esquema de simula= ción de un sistema de comunicaciones ópticas. Metodología: La metodología utilizada para analizar y evaluar los diferentes parámetros de eficiencia de una seńal, ha sido realizar simulaciones de un sistema de comunicaciones ópticas utilizando modulación QAM partiendo de = un diagrama diseńado en el software OptiSystem con sus diferentes herramient= as, la seńal analizada va a ir de un transmisor a un receptor, considerando un medio el cual va a ser variable su distancia, y de la misma manera el tip= o de fibra óptica considerada en este caso para largas distancias llega a ser monomodo por tener eficiencia de transmisión a largas distancias y así pa= ra lograr analizar los diagramas de ojo, la tasa de error de bit, umbral, y = el factor de calidad de la seńal a la recepción Resultados: Los resultados de este trabajo han sido satisfactorios ya que muestra en cada gráfico, los diferentes valores de desempeńo de la seńal con las variacio= nes que tiene la modulación QAM, siendo que en los diferentes casos existen un mejor rendimiento de la seńal dependiendo de la distancia. Conclusiones: Este trabajo ha mostrado que la seńal digital debe ser tratada según el servicio que se lo vaya a utilizar, sie= ndo que en la modulación QAM va a ofrecer mayor eficiencia espectral cuando utiliza un orden superior como 64-QAM frente a uno de orden inferior, a c= oste de una mayor sensibilidad al ruido. Área de estudio general: Telecomunicaciones. Área de estudio específica: Comunicaciones Ópticas. Tipo de estudio: Original, proyecto técnico, comunicaciones ópticas.
Keywords:<= /b>		Abstract= Intro= duction: This work addresses the design of an optical communications transmission system using QAM modulation and the OptiSystem software, which will help analyze the signal during the transmission proc= ess, resulting in different variations of this type. of modulation such as 4-Q= AM, 8-QA, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM at different distances, also considering the type of fiber used for long distances such as single-mode, in this way the results obtained to analyze are to be the Q factor, BER, threshold, with = which an analysis will be given in each of the aforementioned cases. Objecti= ves: Analyze and evaluate the efficiency parameters of a signal in a simulation scheme of an optical communications system. Methodology: The methodology used to analyze and evaluate the different efficiency paramet= ers of a signal, simulations of an optical communications system have been carried out using QAM modulation based on a diagram designed in the OptiSystem software with its different tools, the analyzed signal will go from a transmitter to a receiver, considering a medium whose distance wil= l be variable, and in the same way the type of optical fiber considered in this case for long distances becomes single-mode because it has transmission efficiency over long distances and thus, to analyze the eye diagrams, the= bit error rate, threshold, and the quality factor of the signal at reception.= Results: The results of this work have been satisfactory since it shows in each gr= aph, the different values of signal performance with the variati= ons that QAM modulation has, and in different cases there is better signal performance depending on the distance. Conclusions: This work has shown that the digital signal mu= st be treated according to the service that is going to be used, and that QAM modulation will offer greater spectral efficiency when a higher order suc= h as 64-QAM is used compared to a higher order. lower. , a cost of increased n= oise sensitivity. General study area: Telecommunications. Specific area of study: Optical Communications. Type of study: Original, technical project, optical communications. =

Introducción

En el presente trabajo se reconoce la necesidad de que un sistema de comunicaciones ópticas sea óptimo mejorando en la eficiencia de su desempeńo durante el avance del tiempo, siendo que ha usado diferentes modulaciones c= on estos sistemas, por lo tanto, el objetivo de la presente investigación fue = el analizar y evaluar los parámetros de eficiencia de una seńal en un esquema = de simulación de un sistema de comunicaciones ópticas. Siendo de esta manera q= ue le analizar los parámetros de técnicos de eficiencia de la modulación QAM e= n un sistema de comunicación óptica un punto de partido del cual ayuda a que el estudio planteado sea definido de manera correcta, para con esto proceder a diseńar un sistema de comunicaciones en el cual el evaluar cada uno de los parámetros que se establecen (Vega, 2015)<= /span>.

En la actualidad los sistemas de fibra óptica han buscado mejorar la transmisi= ón de datos, siendo que la capacidad de transmisión es uno de los factores a cambiar teniendo así una mejor eficiencia para el uso del ancho de banda (Alvarado, 2019). Existen varios métodos = para que esto suceda, siendo así que el uso de modulaciones de seńal, como los sistemas que modifican la seńal en amplitud y cuadratura, pero existe una limitante en los efectos de propagación que se dan en el canal de transmisi= ón de la fibra óptica. Por lo que para una misma modulación se requieren de va= rias modulaciones (Peńafiel, 2017).<= /p>
Las comunicaciones a lo largo del tiempo se han ido desarrollando especialmente= en países desarrollados donde la tecnología o la forma de comunicarse ha sido = uno de los puntos clave para avanzar hacia una forma de transmisión de datos co= mo lo es la comunicación óptica donde se ha primado la velocidad y la distanci= a a donde puede este tipo de comunicación llegar (Albán, 2019). Pero también bien cuando se necesitaba de un medio de transmi= sión por el cual se pueda enviar mucha información se recurría a usar cables coaxiales o a su vez hacer enlaces de radio frecuencia que tengan mayor capacidad de tráfico en su medio, con lo que se requería mayor ancho de ban= da teniendo que hacer uso de frecuencias mucho más altas y con esto la implementación de los repetidores en el camino de los cables coaxiales sea mucho mayor y así teniendo un valor más elevado de implementación (Santa, 2010).

Junto con la aparición de la comunicaciones ópticas han llegado varias ventajas de las cuales nos da un mayor ancho de banda solucionando así el problema del envío de más información por un mismo medio sin hacer uso de repetidores ya= que la fibra óptica puede enviar información a largas distancias mayores a 100 = km (De Andrés, 2017), y tal como está confor= mada su estructura hace que sea un medio más seguro ya que no puede ser intercep= tado de manera fácil y evita la perdida de información al tener inmunidad a la interferencias electromagnéticas, la velocidad en la que puede trabajar este tipo de medio hace que sea otra de las ventajas por la cual proveedores de servicio de internet usen este tipo de medio de transmisión (Vargas, 2014).

Al conocer las ventajas que se puede tener con las comunicaciones ópticas tamb= ién existen mejoras para que la transmisión sea más eficiente y rápida como es = el uso de las modulaciones en la seńal como son BPSK, PSK, QPSK, Y QAM siendo = que estas pueden ayudar en la transmisión, en este caso se procede hacer el análisis de los parámetros de eficiencia utilizando directamente la modulac= ión QAM teniendo los antecedentes de que esta modulación al hacer que la información combinada vaya por un solo camino hace que la transmisión sea m= ucho más eficiente frente a los factores que pueden bajar el rendimiento de la trasmisión de la seńal a través de un sistema de comunicación óptico (Ulloa, 2021).

Metodol= ogía

En el proyecto propuesto se enfocó en analizar la seńal que va a ser enviada y recibida en un sistema de comunicaciones óptic= as, con la ayuda de la modulación QAM en sus diferentes tipos, con esto se hace= un análisis a diferentes distancias y con diferentes velocidades de transmisió= n (Guano et al., 2014). Las diferentes simulaciones realizadas se las realizo en el software de Optiwave que ayuda= a la simulación de estos sistemas como es OptiSystem, dando las herramientas necesarias para que las simulaciones sean lo más parecidas a la vida real, mientras los sistemas ópticos se vuelven mucho más complejos en = su ámbito de estudio y diseńo, los investigadores e ingenieros buscan una form= a o crean técnicas más avanzadas de simulación de software para poder resolver = los diferentes problemas de diseńo (Optiwave, = 2023).

Para saber de qué tipo de comunicación se va a dar es necesario conoc= er acerca de la modulación QAM o también conocida como modulación en amplitud = en cuadratura, en este tipo de modulación podemos darnos cuenta de que la estructura de la seńal saliente o conocida como seńal modulada, va a ser la misma que una seńal que ha sido modulada de doble banda lateral ortogonal <= /span>(Espuela, 2017). Hay que tener en cuenta que para este tipo de modulación se van a necesitar dos fuentes independientes de datos que va a ser transmitidos por= un mismo canal. Al ser una modulación lineal hace que una de las partes se mod= ule linealmente la envolvente una seńal seno, mientras que la otra parte se modulara la envolvente de una seńal seno (Toapanta, 2019)= .

De esta manera se procede hacer un diagrama base e= n el cual, se explica todo el sistema que se va a emplear para las diferentes simulaciones que se van a realizar como se puede observar en la figura 1.

Para modelar nuestro sistema de comunicación óptic= o, se va a necesitar de la modulación QAM en la cual se va a proceder hacer el análisis de cada uno de los parámetros de eficiencia midiendo así el rendimiento mediante la probabilidad de error o bien conocida como BER o ta= sa de error de bits, en la cual se procederá a ver cuántos bits erróneos y cua= ntos se lograron transmitir (Vargas, 2014).

Para observar el rendimiento de la seńal se proced= e a observar el BER, así como el espectro de la seńal en el medio óptico, tambi= én teniendo en cuenta la frecuencia y la velocidad de transmisión, se nota com= o se van a formar las constelaciones de la modulación QAM, dando así que la variación tanto en 4-QAM, 8-QAM, 16-QAM, 64-QAM van a ser diferentes (Troya, 2021), con un rendimiento diferen= te frente a estas variaciones, constatando cuál de ellas es mejor para el uso = en una mayor distancia que esta será la variable que al cambiarla tendremos una mejor lectura del desempeńo de la seńal ya que este tipo de sistemas es utilizado para largas distancias (Reynodls, 2016).

También de la misma manera se puede hacer un estud= io de ancho de banda para saber cuál de estas va a tener una mejor calidad de transmisión haciendo notar de esta manera que en cada caso el estudio de las constelaciones que se generan, nos da la información necesaria incluso de potencia por cada grupo de datos que se dan con su amplitud y fase, de acue= rdo con esto podemos decir que llegar a un análisis y evaluación de cada uno de estos parámetros nos ayudara a saber cuál es la que tienen una mejor eficie= ncia (Pinto & Cabeza, 2014).

Figura 1

TRANSMISOR

M= ODULACIÓN QAM

C= ONVERSOR A SEŃAL ÓPTICA

T= RANSMISOR ÓPTICO

MEDIO DE TRANSMISIÓN ÓPTICO

A= MPLIFICADOR ÓPTICO

FILTRO

BUTHERWORTH

R= ECEPTOR ÓPTICO

DEMODULADORQAM

FILTRO PASA BAJO

RECEPTOR

GENERADOR DE         SEŃAL DIGITAL ALEATORIA=

Diagrama de simulación de un sistema de comunicación óptica

Transmi= sor de sistema de comunicación óptica

Para empezar con el envío de la seńal se hace uso de un generador de secuencia de bit, pero no de manera aleatoria para poder controlar cual es la seńal envi= ada y saber si al momento de llegar al receptor se puede recuperar la misma seń= al. De la misma forma una vez generada la s= eńal, se procede a modular con la herramienta de modulación QAM, teniendo en cuen= ta que este tipo de modulación va a usar una parte en fase y otra en cuadratur= a, es decir la información se dividirá para ser transmitidos en dos canales an= tes de combinarse de nuevo para el envío de información por el medio de fibra óptica, en esta herramienta se procede a configurar cuantos bits por símbol= o se va enviar para de esta forma tener la variación de los diferentes modelos de QAM y también la frecuencia a la que va a trabajar.

Una vez que la información pase por el modulador, esta va a sr filtrada con un filtro pasa banda para que la simulación sea más exacta simulando un ambien= te real. Las dos partes de la seńal que al principio fueron separadas para su modulación se unirán con un combinador de seńal la cual va a ser unida por medio de un convertidor óptico de seńal eléctrica a seńal óptica y teniendo= una alimentación de un láser óptico para el envío de la seńal por el medio de f= ibra óptica.

Medio de transmisión de sistema de comunicación óptica

Para este proyecto se simula como medio de transmisión lo que es el uso de fibra óptica en sus diferentes distancias teniendo así una variación que se va a considerar para los diferentes resultados que se van a dar es decir la distancia va a ser unos de los factores claves para saber cuál tipo de modulación QAM es mejor, las distancias a considerar son de 10 km, 100 km y 1000 km teniendo en cuenta que este último va valor va a tener algo completamente atenuado la seńal por la distancia que se usa.

El tipo de fibra que se utiliza en la simulación es monomodo la cual como bien= se conoce es una de las más utilizadas para largas distancias siendo que la se= ńal necesita propagarse por el medio de manera directa hasta el receptor.<= /o:p>

Según la recomendación de la ITU-T G.655 que habla acerca de la fibra monomodo, h= abla acerca de que va a trabajar con longitudes de onda de 1530 nm a 1565 nm, si= endo de esta manera que se procede a escoger la ventana de transmisión de 1550 nm para las diferentes simulaciones propuestas, siendo así que se logra justif= icar por qué el uso de esta ventana de transmisión.

Otra de las variantes del poque se escoge este tipo de fibra es porque al moment= o de lograr l transmisión este tipo de fibra va a evitar la dispersión de la seń= al siendo que no van a existir efectos no lineales a lo largo del medio ya que= el índice de refracción es bajo.

Recepto= r de sistema de comunicación óptica

Cuando pase por el medio de transmisión óptica, la información llegara a un amplificador óptico en el cual se procederá a dar potencia a la seńal para = que llegue a los receptores ópticos para que estos puedan recuperar la seńal que fue transmitida por la primera parte del sistema. Hay que dividir la seńal = de llegada en su fase y cuadratura los cuales por la modulación empleada se lo hace de la misma manera de al demodular, teniendo en cuenta que se hace uso= del filtro de Butterworth para la recuperación de la seńal debido a que no tiene rizado en el filtrado de la frecuencia siendo que este filtro llega a ser casi completamente plano sien= do que tiene una respuesta suave al trabajar en todas las frecuencias, al tener esta ayuda para la recuperación de seńal hacer que al momento de la detecci= ón en el receptor óptico sea más eficiente para saber que la información llega= sin ningún inconveniente y mucho menos con falta de la misma.=

Para la recepción se menciono acerca de un receptor óptico el cual recibirá la información de tal manera que pueda ser evaluada de manera final con los diferentes visualizadores que se usan para ver los resultados de la eficien= cia de la seńal en este sistema de fibra óptica. Una vez que ha llegado al fotodetector la seńal va a entrar al demodulador empleado en la parte de recepción que es un demodulador donde se procede hacer el tratamiento de la seńal para llegar a una seńal banda base final con la información completa = para después hacer el análisis de esta en las diferentes herramientas que se encuentran disponibles para saber cuál fue el rendimiento de la seńal duran= te el proceso de transmisión.

Una vez pasado por el demodulador se procede a llegar a un filtro pasa bajo que= va a ayudar a filtrar la seńal de información simulada para que sea la misma la cual ha sido enviada, una vez pasado por el filtro se acaba con la transmis= ión y recepción de la seńal.

Una vez que se ha explicado cómo va a ser el método del sistema de comunicación= óptica, se llega a un diagrama realizado en el software antes mencionado, con las diferentes herramientas que el mismo nos ofrece, teniendo de esta manera el= diagrama en la figura 2.

Figura 1

Diagrama de simulación realizado en OptiSystem

Resulta= dos

Para el análisis de cada parámetro procedemos hacer las diferentes variaciones t= anto en distancia como en el número de bits que se considera para cada uno de los tipos de modulación QAM, hay que tener en cuenta que para cada una de las distancias existe una velocidad de transmisión estándar la cual podemos ayu= dar de ayuda para saber cuál modulación es la mejor para una transmisión. =

El diagra= ma mostrado en la figura 2 será la base de todas las simulaciones, siendo que = este diseńo permite hacer cambios directamente en el uso de bits según como se necesite en este trabajo, ya que tan en el modulador como en el demodulador= se puede cambiar con que numero de bir se puede trabajar es decir para cada mo= delo QAM solo se ira cambiando el número de bits que se va a usar, según siendo = el caso.

Modulac= ión 4-QAM

Se considera para esta simulación 2 bits, el cual va ayudar en la formación de= la modulación 4-QAM al momento de hacer el proceso de modulación, una vez considerado y siendo este un dato fijo se procede a definir la tasa de transmisión de datos en 400 Gbps, siendo esta velocidad que nos va a dar una transmisión optima, siguiendo con esto se procede hacer una tabla y la simulación para poder observar el BER y el diagrama de ojo, con los cuales podemos verificar que los datos propuestos son correctos.=

Tabla 1<= /b>

Datos de transmisión con modulaci= ón 4-QAM

Distancia (Km)

Tasa de transmisión=

(Gbps)=

Ventana de transmisión (= nm)

Factor Q

BER

Umbral=

10

400

1550 <= /p>

13.9028

3.04147e-44

0.493018

100

40

1550

4566.72

0

-0.00458851

1000

4

1550

1.70803

0.0196207

0.684246

&n= bsp;

En la tabla 1, se muestra los parámetros que fueron medidos en las simulaciones hechas respecto a cada una de las distancias propuestas dando como resultado que este tipo de modulación es eficiente a 100 km dando que el BER es bajo = y el factor de calidad es el más alto, mostrando la eficiencia de 4-QAM a largas distancias, en las figuras 3, figura 4, figura 5, figura 6, se muestra cada= uno de los resultados de la tabla 1. Con cada uno de estos valores que han sido simulados, de manera clara se ve el rendimiento del sistema de comunicacion= es.

Figura 2                  =                                                     Figura 3

Diagrama de ojo de 4-QAM a 100 Km   =                  Diagrama Factor Q de 4-QAM a 100 = Km



Figura <= /b>4                  =                                         Figura 5

Diagrama de min = BER en 4-QAM a 100 Km     Diagrama de u= mbral en BER mínimo a 100 Km



&n= bsp;

Modulac= ión 8-QAM

Se considera para esta simulación 3 bits, los cuales van ayudar en la formació= n de la modulación 8-QAM al momento de hacer el proceso de modulación, una vez considerado y siendo este un dato fijo se procede a definir la tasa de transmisión de datos en 400 Gbps, 40 Gbps, 4 Gbps, siendo estas velocidades= las que nos va a dar una transmisión optima, siguiendo con esto se procede hacer una tabla en donde van a estar los diferentes valores para la comparación s= egún las distancias propuestas y la simulación para poder observar el BER y el diagrama de ojo, con los cuales podemos verificar que los datos propuestos = son correctos.

Tabla 2

Datos de transmisión con modulaci= ón 8-QAM

Distancia (Km)

Tasa de transmisión=

(Gbps)=

Ventana de transmisión (= nm)

Factor Q

BER

Umbral=

10

400

1550

10.2599

1.05212e-27

0.999898

100

40

1550

93.8033

0

0.00150717

1000

4

1550

3.77703

6.23395e-05

-0.319149

&n= bsp;

Como se observa en la tabla 2, tenemos diferentes valores que se sacaron desde l= as simulaciones hechas dando de esta manera una tabla de comparación en donde = la transmisión con modulación 8-QAM es mejor cuando tiene una tasa de transmis= ión de 40 Gbps a 100 km de distancia dando menos perdida de transmisión y una transmisión efectiva hasta el receptor.

Figura <= /b>6                                    =                                   Figura 7

Diagrama de ojo de 8-QAM a 100 Km   =                                          Diagrama F= actor Q de 8-QAM a 100 Km



&n= bsp;

Figura <= /b>8                  =                                                     Figura 9

Diagrama de min BER en 8-QAM a 100 Km          Diagrama de umbral en BER mínimo= de 8-QAM a 100                           km



Al observar las figuras 7, 8, 9, 10, demuestra que cada uno de los resultados obtenidos en la simulación con completamente ciertos, siendo así que cada u= no de los parámetros establecidos se cumplen.

Modulac= ión 16-QAM

En esta simulación, se analizan cuatro bits que se utilizan para la modulación 16-QAM. La tasa de transmisión de datos se define como 400 Gbps, 40 Gbps o 4 Gbps, buscando una transmisión óptima. Se crea una tabla con los diferentes valores para comparar el BER y el diagrama de ojo a diferentes distancias, verificando la precisión de los datos.

Tabla 3

Datos de transmisión con modulaci= ón 16-QAM

Distancia (Km)

Tasa de transmisión=

(Gbps)=

Ventana de transmisión (= nm)

Factor Q

BER

Umbral=

10

400

1550

68.6891

0

0.310227

100

40

1550

4.17745e+14

0

1.01593

1000

4

1550

12.167=

2.29994e-34

0.496412

Como se observa en la tabla 3, se obtiene los diferentes valores simulados los cuales van a ser una comparación en la tabla haciendo saber cuál ha sido más eficiente frente a diferentes distancias y frente a la modulación 16-QAM con diferentes tasas de transmisión como son de 400 Gbps, 40 Gbps, 4 Gbps dando menos perdida de transmisión y una transmisión efectiva hasta el receptor c= on 40 Gbps a 100 km.

Figura <= /b>10                                    =                     Figura 11

Diagrama de ojo de16-QAM a 100 Km                           Diagrama Factor Q de 16-QAM a 100 Km



Figura 12                  =                                                   Figura 13

Diagram= a de min BER en 16-QAM a 100 Km Diagrama de umbral en BER mínimo de 16-QAM a 100= km



En las figuras 11, 12, 13, 14, se muestra los diferentes valores mencionados e= n la tabla dándonos a notar que el error de bit es muy bajo con lo que demuestra= que la información no se pierde durante la transmisión, siendo de esta manera efectiva, y de esta manera comprobando que la calidad del sistema es muy al= ta.

Modulac= ión 32-QAM

En la siguiente simulación se hace uso de 5 bits para generar la modulación 32-QAM, en la cual al existir más bits con los cuales trabajar hace que siga siendo más robusta y al usar los parámetros antes mencionados se procede a generar una tabla donde se comparan valores en los diferentes casos de distancias, y tasas de transmisión diferentes, para evaluar parámetros que = nos ayuda analizar el diagrama de ojo, como también valores de BER, factor Q, y umbral para determinar la eficiencia de la modulación en la seńal.

Tabla 4

Datos de Transmisión con modulaci= ón 32-QAM

Distancia (Km)

Tasa de transmisión=

(Gbps)=

Ventana de transmisión (= nm)

Factor Q

BER

Umbral=

10

400

1550

106.95=

0

0.189105

100

40

1550

75.7557

0

0.300043

1000

4

1550

2.85581

0.0028294

0.40367

&n= bsp;

Como se observa en la tabla 4, la comparación de los diferentes parámetros da que este caso de simulación el que mejor se transmite es a 10 km con una tasa de transmisión alta, dando que este tipo de modulación 32-QAM es mejor a cortas distancias, lo cual vamos a ver en las siguientes ilustraciones.=

Figura <= /b>14                  =                                       Figura 15

Diagrama de ojo de32-QAM a 10 Km                 Diagrama Factor Q de 32-QAM a 10 Km

    =

Figura <= /b>16                  =                                       Figura 17

Diagrama de min BER en 32-Q= AM a 10 Km      Diagrama de umbral en BER mínimo de 32-QAM a 10 km



&n= bsp;

Al observar la figura 16, nos a conocer que la calidad del sistema es muy alta siendo que también en la figura 17 nos muestra una tasa de error de bit completamente nula con la cual, no hay perdida de información.

Modulac= ión 64-QAM

En el último caso de simulación se van a usar 6 bits para poder obtener una modulación de 64-QAM, en la cual se usaron los mismos parámetros que los ca= sos anteriores para tener una comparativa de donde se desenvuelve mejor esta se= ńal al momento de ser usada en un sistema de comunicaciones ópticas, de tal man= era que se procede a generar otra tabla en donde tendremos valores del factor Q, BER, y umbral para determinar la eficiencia en este caso.=

Tabla 5

Datos de Transmisión con modulaci= ón 64-QAM

Distancia (Km)

Tasa de transmisión=

(Gbps)=

Ventana de transmisión (= nm)

Factor Q

BER

Umbral=

10

400

1550

78.0967

0

0.28963

100

40

1550

4566.72

0

-0.00458851

1000

4

1550

2.63602

0.00418838

0.500705

&n= bsp;

En la tabla 5 se puede observar la comparación en donde la seńal transmitida a= 100 km es más eficiente con la modulación 64-QAM siendo que tiene un factor de calidad más alto respecto a las demás distancias, incluso se pudo pensar qu= e al utilizar más bits para la transmisión seria eficiente para distancias más largas pero las simulaciones demostraron lo contrario dando valores de erro= r de bit altos a los 100 km.

Figura <= /b>18                  =                                       Figura 19

Diagrama de ojo de 64-QAM a 100 Km  =       Diagrama Factor Q de 64-QAM a 100 Km<= v:shape id=3D"_x0000_i1029" type=3D"#_x0000_t75" style=3D'width:218.25pt;height:17= 8.5pt; visibility:visible;mso-wrap-style:square'>

Figura 20                  =                                                   Figura 21

Diagrama de min BER en 6= 4-QAM a 100 Km            Diagrama de umbral en BER mínimo = de 64-QAM a 100 km



&n= bsp;

En los diferentes resultados de la última simulación se puede observar que la robustes de una modulación 64-QAM ayuda a que la seńal sea transmitida de manera eficiente considerando las largas distancias y una tasa de transmisi= ón alta.

Conclus= iones

·&nb= sp;        Se analizó los parámetros técnicos de eficiencia d= e la modulación QAM en un sistema de comunicación óptico utilizando el software OptiSystem. Donde se evaluaron diferentes configuraciones de modulación QAM (4-QAM, 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM y 64-QAM) en términos de tasa de error de bit (BER), diagrama de ojo y factor de calidad (Q).

·&nb= sp;        Se diseńaron y ejecutaron simulaciones para cada configuración de modulación QAM, considerando una distancia de transmisión = de 10 km,100 km, 1000 km. Este estudio se limitó a la evaluación de la modulac= ión QAM en un canal de fibra óptica monomodo siendo que se estableció un sistema básico en el cual se pretendió abarcar los parámetros necesarios para que el análisis sea el correcto.

·&nb= sp;        El análisis de constelaciones en las simulaciones,= se lo hizo, pero de manera ineficiente siendo que el software no recalca los puntos necesarios y completos, pero al tener una simulación explicativa don= de cada una de sus partes están explicitas, se puede dar cuenta cual es el tip= o de modulación que se está utilizando en ese momento.

·   &nb= sp;     Al realizar la evaluación en cada una de las simulaciones dadas, y con los datos obtenidos se tiene que la modulación QA= M de orden superior (64-QAM) ofrece una mayor eficiencia espectral en comparación con QAM de orden inferior (4-QAM, 16-QAM) a costa de una mayor sensibilidad= al ruido. La elección del orden de modulación QAM óptimo depende de la distanc= ia de transmisión, la tasa de datos deseada y los requisitos de calidad de la seńal. Los diagramas de ojo para todas las configuraciones mostraron una apertura adecuada sin distorsión inter simbólica en los casos en donde los parámetros estudiados eran los correctos.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses en relación con el artículo presentado.

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&n= bsp;

= &n= bsp;

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El artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento = de la Revista Alfa Publicaciones.

&nbs= p;

El artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser autoriz= ado por el director de la Revista Alfa Publicaciones.

= &n= bsp;

Distancia (Km)	Tasa de transmisión= (Gbps)=	Ventana de transmisión (= nm)	Factor Q	BER	Umbral=
10	400	1550 <= /p>	13.9028	3.04147e-44	0.493018
100	40	1550	4566.72	0	-0.00458851
1000	4	1550	1.70803	0.0196207	0.684246