1,883 research outputs found

    Coherent optical binary polarisation shift keying heterodyne system in the free-space optical turbulence channel

    Get PDF
    In this paper, analytical and simulation results for the bit error rate (BER) performance and fading penalty of a coherent optical binary polarization shift keying (2PolSK) heterodyne system adopted for a free space optical (FSO) communication link modeled as the log-normal and the negative exponential atmospheric turbulence channels are presented. The conditional and unconditional BER expressions are derived, demonstrating the comprehensive similarity between the 2PolSK and the binary frequency shift keying (2FSK) schemes with regards to the system sensitivity. The power penalty due to the non-ideal polarization beam splitter (PBS) is also analyzed. The receiver sensitivity employing 2PolSK is compared with other modulation schemes in the presence of turbulence and the phase noise. The results show that 2PolSK offers improved signal-to-noise ratio (SNR) performance compared to the binary amplitude shift keying (2ASK)

    Coherent terabit communications with microresonator Kerr frequency combs

    Full text link
    Optical frequency combs enable coherent data transmission on hundreds of wavelength channels and have the potential to revolutionize terabit communications. Generation of Kerr combs in nonlinear integrated microcavities represents a particularly promising option enabling line spacings of tens of GHz, compliant with wavelength-division multiplexing (WDM) grids. However, Kerr combs may exhibit strong phase noise and multiplet spectral lines, and this has made high-speed data transmission impossible up to now. Recent work has shown that systematic adjustment of pump conditions enables low phase-noise Kerr combs with singlet spectral lines. Here we demonstrate that Kerr combs are suited for coherent data transmission with advanced modulation formats that pose stringent requirements on the spectral purity of the optical source. In a first experiment, we encode a data stream of 392 Gbit/s on subsequent lines of a Kerr comb using quadrature phase shift keying (QPSK) and 16-state quadrature amplitude modulation (16QAM). A second experiment shows feedback-stabilization of a Kerr comb and transmission of a 1.44 Tbit/s data stream over a distance of up to 300 km. The results demonstrate that Kerr combs can meet the highly demanding requirements of multi-terabit/s coherent communications and thus offer a solution towards chip-scale terabit/s transceivers

    Two-photon-absorption-based OSNR monitor for NRZ-PSK transmission systems

    Get PDF
    A two-photon absorption microcavity-based technique for monitoring in-band optical signal-to-noise ratio (OSNR) in nonreturn-to-zero phase-shift-keying systems is presented. Experiments using a 10-Gb/s differential phase-shift-keying system showed that accurate measurements ( 1 dB) were possible for OSNRs in excess of 20 dB

    Synchronised laser chaos communication: statistical investigation of an experimental system

    Get PDF
    The paper is concerned with analyzing data from an experimental antipodal laser-based chaos shift-keying communication system. Binary messages are embedded in a chaotically behaving laser wave which is transmitted through a fiber-optic cable and are decoded at the receiver using a second laser synchronized with the emitter laser. Instrumentation in the experimental system makes it particularly interesting to be able to empirically analyze both optical noise and synchronization error as well as bit error rate. Both the noise and error are found to significantly depart in distribution from independent Gaussian. The conclusion from bit error rate results is that the antipodal laser chaos shift-keying system can offer a feasible approach to optical communication. The non-Gaussian optical noise and synchronous error results are a challenge to current theoretical modelling

    Optical Phase Locking techniques: an overview and a novel method based on Single Side Sub-Carrier modulation

    Get PDF
    A short overview on Optical Phase locking techniques and a detailed description of the Phase Locking technique based on Sub-Carriers modulation is presented. Furthermore, a novel Single Side Sub-Carrierbased Optical Phase Locked Loop (SS-SC-OPLL), with off the shelf optical components, is also presented and experimentally demonstrated. Our new method, based on continuous wave semiconductor lasers and optical single side sub-carrier modulation using QPSK LiNbO3 modulator, allows a practical implementation with better performance with respect to the previously proposed OPLL circuits, and permits an easy use in real time WDM signal coherent demodulation

    Stacked Modulation Formats Enabling Highest-Sensitivity Optical Free-Space Communications

    Get PDF
    Die vorliegende Arbeit befasst sich mit hochempfindlichen optischen Kommunikationssystemen, wie sie z.B. bei Intersatellitenlinks verwendet werden. Theoretische Überlegungen zur Steigerung der EmpfĂ€ngerempfindlichkeit werden mit Simulations- und Messergebnissen ergĂ€nzt und verifiziert. Auf Grund der steigenden Nachfrage nach optischen Links zwischen Satelliten stellt sich die Frage, was sind geeignete Eckparameter, um ein solches System zu beschreiben. Die gigantischen Datenmengen, die von diversen MessgerĂ€ten, wie z.B. hochauflösende Kameras auf einem Satelliten generiert werden, bringen die KapazitĂ€ten klassischer HF-Datenlinks an ihre Grenzen. Hier können optische Kommunikationssysteme auf Grund ihrer hohen TrĂ€gerfrequenz im Infrarotbereich sehr hohe Datenraten im Terabit/s Bereich ermöglichen. Systeme mit Radiowellen im GHz Bereich als TrĂ€gerfrequenz sind hier deutlich limitierter. [7] Linkdistanz, verfĂŒgbare Leistung, Pointinggenauigkeit und verfĂŒgbare AntennengrĂ¶ĂŸe sind einige Parameter, die einen wichtigen Einfluss auf die LeistungsfĂ€higkeit des Systems haben. Je grĂ¶ĂŸer die Distanz und desto kleiner die verfĂŒgbare AntennengrĂ¶ĂŸe sowohl am Sender als auch am EmpfĂ€nger sind, desto weniger Signalleistung wird den Detektor erreichen. Nimmt man dann noch ungenaues Pointing hinzu, d.h. Sender und EmpfĂ€nger sind nicht exakt aufeinander ausgerichtet, treten zusĂ€tzliche Verluste auf. [7] Ziel dieser Arbeit ist es, ein vereinfachtes System zu implementieren und zu testen, das mit möglichst wenigen Photonen pro Bit bei einer gegebenen Bitfehlerwahrscheinlichkeit bei einer möglichst hohen Datenrate arbeiten kann. HierfĂŒr werden alle Freiheitsgrade einer optischen Welle zur Modulation verwendet, um mit sog. „Stapeln“ von Modulationsformaten eine Empfindlichkeitssteigerung zu erreichen. Die Amplitude des Signals wird durch Pulspositionsmodulation (PPM) moduliert, wobei das zeitlich variable Vorhandensein eines Pulses innerhalb des Symbols die Information enthĂ€lt. Dieses Modulationsformat weist bis dato die höchste Empfindlichkeit in Literatur und Experimenten auf [4]. Je mehr Möglichkeiten es gibt, einen Puls in einem Symbol zu platzieren, desto höher ist die zu erwartende Empfindlichkeit des Systems. Mit anderen Worten: Steigert man die zeitliche Dauer eines PPM-Symbols, so wĂ€chst ebenfalls die EmpfĂ€ngerempfindlichkeit. Da bei diesem Ansatz die Datenrate sinkt, wird in dieser Arbeit eine andere Methode vorgestellt, die Empfindlichkeit eines Übertragungssystems zu steigern, ohne die SymbollĂ€nge unnötig in die LĂ€nge zu ziehen. Diese Arbeit befasst sich mit dem Stapeln (sog. „Stacking“) von Modulationsformaten, in dem neben der Amplitudenmodulation weitere Freiheitsgrade, wie die Frequenz, Phase und Polarisation geschickt genutzt werden. Bei der Frequenzumtastung (FSK) wird die optische Frequenz je nach Symbol um ein gewisses Maß verschoben. Bei der polarisations-geschalteten Quadratur-Phasenumtastung (PS-QPSK) werden sowohl die Phase, als auch die Polarisation der optischen Welle moduliert [12]. Als Endergebnis erhĂ€lt man PPM-FSK-PS-QPSK als Modulationsformat mit hoher Empfindlichkeit. GegenĂŒber dem reinen PPM wird eine theoretische Empfindlichkeitssteigerung von mehr als 1 dB erreicht. Sowohl Simulations- als auch Messergebnisse bestĂ€tigen den Empfindlichkeitsgewinn
    • 

    corecore