14 research outputs found

    Pilot-Symbols Aided Carrier Phase Recovery for 100G PM-QPSK Digital Coherent Receivers

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    A feed-forward pilot-symbols aided carrier phase recovery scheme is described. The approach relies on pilot symbols that are time-division multiplexed with the transmitted data. The main advantage of the proposed solution is that of avoiding the phase ambiguity problem after a cycle slip. For homogeneous PM-QPSK transmission the proposed scheme outperforms blind carrier recovery with differential decoding

    Equalization-enhanced phase noise for 100Gb/s transmission and beyond with coherent detection

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    2010-2011 > Academic research: refereed > Publication in refereed journalVersion of RecordPublishe

    Design tradeoffs and challenges in practical coherent optical transceiver implementations

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    This tutorial discusses the design and ASIC implementation of coherent optical transceivers. Algorithmic and architectural options and tradeoffs between performance and complexity/power dissipation are presented. Particular emphasis is placed on flexible (or reconfigurable) transceivers because of their importance as building blocks of software-defined optical networks. The paper elaborates on some advanced digital signal processing (DSP) techniques such as iterative decoding, which are likely to be applied in future coherent transceivers based on higher order modulations. Complexity and performance of critical DSP blocks such as the forward error correction decoder and the frequency-domain bulk chromatic dispersion equalizer are analyzed in detail. Other important ASIC implementation aspects including physical design, signal and power integrity, and design for testability, are also discussed.Fil: Morero, Dami谩n Alfonso. Universidad Nacional de C贸rdoba. Facultad de Ciencias Exactas, F铆sicas y Naturales; Argentina. ClariPhy Argentina S.A.; ArgentinaFil: Castrillon, Alejandro. Universidad Nacional de C贸rdoba. Facultad de Ciencias Exactas, F铆sicas y Naturales; ArgentinaFil: Aguirre, Alejandro. ClariPhy Argentina S.A.; ArgentinaFil: Hueda, Mario Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Cient铆ficas y T茅cnicas. Centro Cient铆fico Tecnol贸gico Conicet - C贸rdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingenier铆a y Tecnolog铆a. Universidad Nacional de C贸rdoba. Facultad de Ciencias Exactas F铆sicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingenier铆a y Tecnolog铆a; ArgentinaFil: Agazzi, Oscar Ernesto. Universidad Nacional de C贸rdoba. Facultad de Ciencias Exactas, F铆sicas y Naturales; Argentina. ClariPhy Argentina S.A.; Argentin

    Forward Error Correcting Codes for 100 Gbit/s Optical Communication Systems

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    Advanced DSP Techniques for High-Capacity and Energy-Efficient Optical Fiber Communications

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    The rapid proliferation of the Internet has been driving communication networks closer and closer to their limits, while available bandwidth is disappearing due to an ever-increasing network load. Over the past decade, optical fiber communication technology has increased per fiber data rate from 10 Tb/s to exceeding 10 Pb/s. The major explosion came after the maturity of coherent detection and advanced digital signal processing (DSP). DSP has played a critical role in accommodating channel impairments mitigation, enabling advanced modulation formats for spectral efficiency transmission and realizing flexible bandwidth. This book aims to explore novel, advanced DSP techniques to enable multi-Tb/s/channel optical transmission to address pressing bandwidth and power-efficiency demands. It provides state-of-the-art advances and future perspectives of DSP as well

    Codificaci贸n para correcci贸n de errores con aplicaci贸n en sistemas de transmisi贸n y almacenamiento de informaci贸n

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    Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2013Trata de una t茅cnica de dise帽o de c贸digos de chequeo de paridad de baja densidad ( m谩s conocidas por sigla en ingles como LDPC) y un nuevo algoritmo de post- procesamiento para la reducci贸n del piso de erro

    Control de Errores en Sistemas de Comunicaciones Digitales de Alta Velocidad

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    Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2017En los 煤ltimos 10 a帽os, la industria de las comunicaciones 贸pticas ha migrado hacia esquemas de receptores coherentes utilizando conversores de se帽al anal贸gica a digital (ADC, del ingl茅s Analog-to-Digital Converter) de alta velocidad. Esto ha permitido la incorporaci贸n de c贸digos correctores de errores con decodificaci贸n por decisiones blandas con el objetivo de extender el alcance y la eficiencia espectral de los enlaces disponibles. Los c贸digos correctores de errores con decodificaci贸n por decisiones blandas tales como los turbo c贸digos y los de chequeo de paridad de baja densidad (LDPC, del ingl茅s Low Density Parity Check), y en especial estos 煤ltimos, se han expandido por las m谩s diversas 谩reas y constituyen en la actualidad el est谩ndar en varias normas, tales como 10GBase-T, DVB-S2, y Mobile WiMax (802.16e). Sin embargo, en comunicaciones 贸pticas generalmente se los trata como algo ajeno al sistema y por lo tanto en la mayor铆a de la bibliograf铆a relacionada no se han tenido en cuenta todos los efectos residuales del canal a la entrada del decodificador para evaluar su desempe帽o. En cambio se utiliza como m茅trica solo la tasa de error umbral a partir de la cual el esquema de correcci贸n de errores empieza a corregir. Por tal motivo en la presente Tesis se aborda el tema de c贸digos correctores de errores con decodificaci贸n por decisiones blandas aplicados a comunicaciones 贸pticas coherentes con un enfoque integral. En el presente trabajo se proponen diferentes t茅cnicas para hacer lo m谩s efectivas posibles las transmisiones empleando c贸digos correctores de errores de gran ganancia frente a problemas espec铆ficos de comunicaciones 贸pticas como son el ruido de fase del l谩ser, las fluctuaciones de frecuencia del l谩ser y las no linealidades de la fibra. Se trabaja tambi茅n con constelaciones multinivel tales como 16-QAM que permiten obtener una buena eficiencia espectral. Con el fin de abarcar el mayor espacio de soluciones posible, se proponen cuatro esquemas diferentes pero complementarios teniendo en cuenta las condiciones expuestas previamente. Por un lado, se propone el empleo de modulaci贸n diferencial debido a su robustez frente a variaciones en la fase y se propone una t茅cnica para disminuir su penalidad. Por otro lado, para esquemas no diferenciales se plantea un algoritmo de compensaci贸n de desplazamientos de fase, los cuales son un fen贸meno catastr贸fico presente en los esquemas de estimaci贸n de fase utilizados en comunicaciones 贸pticas. Otra de las propuestas consiste en la utilizaci贸n de constelaciones h铆bridas intercaladas temporalmente con el prop贸sito de generar una referencia de fase absoluta que permita evitar el problema de los desplazamientos de fase. Por 煤ltimo, se propone un esquema conjunto de detecci贸n y decodificaci贸n iterativo que permite realizar la estimaci贸n del ruido de fase y las fluctuaciones de frecuencia de manera conjunta con la decodificaci贸n demostrando gran robustez. Tambi茅n se presenta en esta Tesis una posible arquitectura de implementaci贸n del esquema conjunto iterativo que permite reducir la complejidad del mismo, incorporando una novedosa clase de c贸digos LDPC denominados espacialmente acoplados. Debido a su estructura estos c贸digos permiten disminuir la latencia de decodificaci贸n y mantener la complejidad del decodificador acotada. Resultados de simulaci贸n demuestran la eficacia del sistema propuest

    Digital Coherent Receivers for Passive Optical Networks

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    The work presented herein explores the use of digital coherent receivers in loss limited transmission with a view to implementation in a 100 km long-reach passive optical network (LR-PON) with a net data rate of 10 Gbit/s per optical network unit. Optical power receiver sensitivity limits are investigated for C-band coherent receivers. Coherent-enabled advanced (amplitude, phase, and polarisation) modulation schemes are characterised in terms of electronic and optical bandwidth requirements and power efficiency to determine the optimum modulation format for a high capacity LRPON. Including the net coding gain achievable with forward error correction, the high power efficiency of polarisation switched (PS) quadrature phase shift keying (QPSK) enables an experimental demonstration of 4 photons/bit receiver sensitivity, while polarisation division multiplexed (PDM) QPSK enables transmission with 5 photons/bit sensitivity; a 0.5 dB power penalty. Nevertheless, PDM-QPSK is identified as the optimum modulation format for coherent LR-PON, due to its 1.25 dB bandwidth efficiency advantage over PS-QPSK. A coherent access network architecture is developed using 10 Gbit/s PDM-QPSK channels in a wavelength division multiplexed configuration. Multiple access is achieved by using the frequency selectivity of the coherent receiver to provide gain to the channel of interest. Combined with high receiver sensitivity, this demonstrates the feasibility of colourless network operation supporting 1024 channels. In bidirectional transmission, crosstalk from backscattering of optical power is mitigated using the receiver frequency selectivity and by using pulse shaping to restrict the optical channel bandwidth. A reflection-to-signal power ratio of 18.5 dB is tolerated without penalty. Practical realisation is addressed by exploring low complexity, multiplier-free digital signal processing (DSP) algorithms for adaptive channel equalisation; algorithms are identified that can be used without penalty. Finally, to address issues of integration, tunable local oscillator lasers, suitable for monolithic integration, are investigated. The receiver DSP is modified to overcome the additional intensity noise from these lasers. In this scenario, the reduced receiver sensitivity would still enable an LR-PON with 128 channels
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