121 research outputs found

    Performance improvement of SS-WDM passive optical networks using semiconductor optical amplifiers: Modeling and experiment

    Get PDF
    Les sources incohérentes sont proposées comme alternatives aux lasers stabilisés en longueur d'onde pour réduire le coût des réseaux optiques passifs utilisant le multiplexage par longueur d'onde découpée dans le spectre (SS-WDM PONs). À cause de leur nature incohérente, ces sources génèrent au récepteur un large bruit d'intensité. Ce bruit limite l'efficacité spectrale et/ou le taux binaire pouvant être achevé. Cette thèse étudie l'utilisation des amplificateurs optique à semi-conducteur SOAs pour nettoyer le bruit d'intensité. De plus, lors de cette thèse, nous explorons les outils numériques et expérimentaux qui nous permettent d'analyser les performances des SOAs dans le cadre de systèmes de communication multi-canaux, incluant le SS-WDM. Nous présentons des modèles mathématiques pour le bruit d'intensité, ce bruit étant celui qui limite les performances des systèmes de communication utilisant des sources incohérentes. Nous discutons les dynamiques complexes des SOAs et présentons les équations qui gouvernent l'évolution des porteurs de charges dans ces amplificateurs. Nous identifions et soulignons l'effet des paramètres les plus importants, qui affectent le processus ainsi que la dynamique de nettoyage du bruit d'intensité. Nous passons en revue, les différentes techniques de nettoyage de bruit avec les SOAs, qui ont démontré les meilleurs résultats connus. De plus, nous effectuons une revue de littérature poussée pour ce qui a attrait au problème de post-filtrage lorsque le SOA est placé au transmetteur, avant la modulation. Notre première contribution pendant ce travail de recherche est de démontrer, en utilisant l'intermodulation de gain d'un SOA au récepteur pour convertir le signal incohérent en laser cohérent, une amélioration significative du taux d'erreur binaire BER. Cette méthode est spectralement efficace, d'autant plus qu'elle ne souffre point la limitation occasionnée par le post-filtrage au récepteur. En contre partie elle nécessite un ample budget de puissance qui doit assurer une saturation suffisante de l'amplificateur au récepteur. Une source laser est aussi nécessaire au récepteur. Ceci est un inconvénient, même si une telle source n'ait pas besoin d'une quelconque stabilisation. Pour contourner le problème causé par le post-filtrage quand le SOA est au transmetteur, nous proposons un nouveau récepteur pour les systèmes de communication WDM, qui permet de mieux garder le nettoyage de bruit, et ce malgré le filtrage optique au récepteur. La nouvelle méthode consiste en un détecteur balancé utilisé au récepteur: d'un bord, tous les canaux sont détectés sans distinction. De l'autre, le signal désiré est bloqué pendant que tous les autres canaux sont détectés. Avec cette méthode, il est facile de saturer l'amplificateur pour une meilleure suppression de bruit tout en évitant en grande partie la dégradation causé par le post-filtrage. Nous avons expérimentalement démontré un système WDM dense de 8 x 10 Gbps avec une source incohérente et un SOA en saturation. Une autre contribution originale de ce travail est le développement d'un outil de simulation pour les SOAs qui est numériquement plus efficace et léger que les modèles connus à ce jour. Nous avons donc développé un modèle théorique simple, pouvant être implémenté par diagramme block, dans le but de simuler les performances des hens de communications WDM. Notre modèle démontre une bonne concordance avec les résultats expérimentaux ainsi qu'une diminution de temps de calcul de l'ordre de 20 fois. Finalement, lors de la dernière partie de ces travaux, nous nous sommes occupés de mesurer, de façon précise, le temps de recouvrement du gain dans un SOA. Le temps de recouvrement des porteurs dans un SOA est un des paramètres les plus importants qui sont à l'origine du phénomène de nettoyage de bruit et qui régissent le comportement ainsi que les dynamiques de l'amplificateur. Nous avons étudié en particulier, la dépendance de ce temps de recouvrement r de la longueur d'onde. Pour le SOA utilisé lors de notre étude expérimentale, nous avons démontré que r dépendait de la longueur d'onde de façon similaire au spectre de gain. Ces mesures ont été possibles grâce au développement d'un nouveau dispositif de mesure pompe/sonde, qui permettait de mesurer le recouvrement du gain pour une pompe et une sonde à la même longueur d'onde et ayant le même état de polarisation

    SPECTRUM-SLICED INCOHERENT LIGHT SOURCE FOR OPTICAL ACCESS NETWORKS

    Get PDF
    Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

    Research of M-PAM and Duobinary Modulation Formats for Use in High-Speed WDM-PON Systems

    Get PDF
    The exponential growth of Internet data traffic and progress of Information and Communication Technology (ICT) sector pushes hard the telecommunication infrastructure for upgrading the transmission data rate. Wavelength division multiplexed passive optical networks (WDM-PONs) can be the next generation solution for nowadays problems which are related to transmission capacity. Next-generation WDM-PON systems based on mixed wavelength transmitters are expected to become more cost-efficient at high per user data rates, e.g., over 10 Gbit/s per channel. Important advantage of this technology is to set various channel spacing and use different modulation formats to increase spectral efficiency in the same time and provide different transmission speeds for end user, based on pay-as-you-grow approach. Therefore, several modulation formats like non-return to zero (NRZ) also called 2-level pulse-amplitude modulation (PAM-2), four level PAM or PAM-4 and Duobinary (DB) are investigated to understand their limitations, advantages and disadvantages to be further used in next generation PON systems to increase its capacity and spectral efficiency

    Next Generation of Optical Access Network Based on Reflective-SOA

    Get PDF

    Optical Networks and Interconnects

    Full text link
    The rapid evolution of communication technologies such as 5G and beyond, rely on optical networks to support the challenging and ambitious requirements that include both capacity and reliability. This chapter begins by giving an overview of the evolution of optical access networks, focusing on Passive Optical Networks (PONs). The development of the different PON standards and requirements aiming at longer reach, higher client count and delivered bandwidth are presented. PON virtualization is also introduced as the flexibility enabler. Triggered by the increase of bandwidth supported by access and aggregation network segments, core networks have also evolved, as presented in the second part of the chapter. Scaling the physical infrastructure requires high investment and hence, operators are considering alternatives to optimize the use of the existing capacity. This chapter introduces different planning problems such as Routing and Spectrum Assignment problems, placement problems for regenerators and wavelength converters, and how to offer resilience to different failures. An overview of control and management is also provided. Moreover, motivated by the increasing importance of data storage and data processing, this chapter also addresses different aspects of optical data center interconnects. Data centers have become critical infrastructure to operate any service. They are also forced to take advantage of optical technology in order to keep up with the growing capacity demand and power consumption. This chapter gives an overview of different optical data center network architectures as well as some expected directions to improve the resource utilization and increase the network capacity

    WDM and DWDM based RoF system in Fiber Optic Communication Systems: A review

    Get PDF
    The utilization of Fiber Optic (FO) in 5G communication systems has achieved several advantages such as increasing the capacity and the bit rate with a reduction in the total implementation cost. Radio over Fiber (RoF) systems could form the basis for 5G communication networks, due to several reasons related to its ability to provide the required bandwidth for the broadband data transmission to the end-users, other advantages are related with the lower loss in attenuation and higher immunity to RF (Radio Frequency) interference. Particularly, the utilization of Wavelength – Division - Multiplexing (WDM) and Dense - Wavelength - Division - Multiplexing (DWDM) techniques with the RoF system has gained all the attention of researchers in the last few years. As a result, this paper demonstrates a review of the proposed systems, schemes, and methods that contribute in enhancing the WDM and DWDM based RoF systems

    Evaluation of Parametric and Hybrid Amplifier Applications in WDM Transmission Systems

    Get PDF
    Over the past two decades, a rapid expansion of the amount of information to be transferred has been observed. This tendency is explained by the rapid increase of Internet and other service users, as well as with the increasing availability of these services. This rapid growth in the amount of globally transmitted data is also associated with the expansion of the range of services offered, including such resource-consuming services as high-resolution video transmission, videoconferencing, and cloud computing, as well as with increasing popularity of such services. To satisfy this constantly increasing demand for higher network capacity, fiber optical transmission systems have been studied and applied with a growing intensity. Currently, optical transmission systems with wavelength-division multiplexing (WDM) have attracted much attention, as this technology allows using the available optical fiber resources more effectively than alternative technologies
    corecore