Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinheiro, Bruno Rafael Pereira
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10071/9231
Resumo: A detecção óptica coerente leva à coexistência de sinais com diferentes formatos de modulação e diferentes ritmos binários nas redes ópticas. Devido a essa coexistência vários cenários de diafonia homódina (in-band crosstalk) são possíveis. Neste trabalho, o impacto do in-band crosstalk devido a sinais interferentes com o for- mato de modulação em amplitude em quadratura (M-QAM) no desempenho do PDM-QPSK e PDM-16-QAM receptores coerentes a um ritmo binário agregado de 100 Gbps é estudado utilizando simulação Monte-Carlo. A precisão do método de magnitude do vector de erro (EVM) também é investigado na presença de in-band crosstalk, e revelou ser suficientemente preciso na estimação o nível de interferência que leva a uma penalidade de 1 dB na relação sinal-ruído óptico (OSNR) no receptor. No entanto, a precisão do método EVM foi dimin- uída, relativamente à estimativa da penalidade na OSNR devido a níveis de in-band crosstalk mais elevados. A influência do factor de duração de ciclo, do desalinhamento temporal e da diferença de fase entre o sinal interferência e o sinal seleccionado no desempenho do receptor é também avaliada. Mostra-se que o sinal QPSK com um factor de duração de ciclo de 33% é, em geral, o sinal seleccionado mais tolerante ao in-band crosstalk e o interferente menos prejudicial para o desempenho do receptor coerente. Mostramos também que o desalin- hamento temporal tem uma influência significativa no impacto do in-band crosstalk no desempenho do receptor coerente, quando o factor de duração de ciclo dos interferente ou do sinal seleccionado são baixos, e a diferença de fase tem impacto quase desprezável na variação da penalidade de OSNR.
id RCAP_074d57e77fbb762a4d994cd3989fc755
oai_identifier_str oai:repositorio.iscte-iul.pt:10071/9231
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systemsCrosstalk homódinoMagnitude do vector de erroModulação de amplitude em quadraturaSimulação de Monte-CarloSistemas ópticos com detecção coerenteError vector magnitudeIn-band crosstalkMonte-Carlo simulationOptical coherent detection communication systemsQuadrature amplitude modulationA detecção óptica coerente leva à coexistência de sinais com diferentes formatos de modulação e diferentes ritmos binários nas redes ópticas. Devido a essa coexistência vários cenários de diafonia homódina (in-band crosstalk) são possíveis. Neste trabalho, o impacto do in-band crosstalk devido a sinais interferentes com o for- mato de modulação em amplitude em quadratura (M-QAM) no desempenho do PDM-QPSK e PDM-16-QAM receptores coerentes a um ritmo binário agregado de 100 Gbps é estudado utilizando simulação Monte-Carlo. A precisão do método de magnitude do vector de erro (EVM) também é investigado na presença de in-band crosstalk, e revelou ser suficientemente preciso na estimação o nível de interferência que leva a uma penalidade de 1 dB na relação sinal-ruído óptico (OSNR) no receptor. No entanto, a precisão do método EVM foi dimin- uída, relativamente à estimativa da penalidade na OSNR devido a níveis de in-band crosstalk mais elevados. A influência do factor de duração de ciclo, do desalinhamento temporal e da diferença de fase entre o sinal interferência e o sinal seleccionado no desempenho do receptor é também avaliada. Mostra-se que o sinal QPSK com um factor de duração de ciclo de 33% é, em geral, o sinal seleccionado mais tolerante ao in-band crosstalk e o interferente menos prejudicial para o desempenho do receptor coerente. Mostramos também que o desalin- hamento temporal tem uma influência significativa no impacto do in-band crosstalk no desempenho do receptor coerente, quando o factor de duração de ciclo dos interferente ou do sinal seleccionado são baixos, e a diferença de fase tem impacto quase desprezável na variação da penalidade de OSNR.Optical coherent technology leads to the coexistence of signals with different modulation formats and different bit rates in optical networks. Due to this coexistence several in-band crosstalk scenarios are possible. In this work, the impact of in-band crosstalk due to M-ary quadrature amplitude modulation (M-QAM) interferers on the performance of PDM-QPSK and PDM-16-QAM coherent receivers at an aggregated bit rate of 100 Gbps is studied using Monte Carlo simulation. The accuracy of the error vector magnitude method is also investigated in presence of in-band crosstalk and it revealed to be sufficiently accurate for the estimation of the crosstalk level that leads to a 1 dB Optical Signal-to-Noise ratio (OSNR) penalty at the receiver. However, the EVM method accuracy was diminished, concerning the estimation of the OSNR penalty due to higher crosstalk levels. The influence of the duty-cycle, time misalignment and phase difference between interferers and selected signal on the receiver performance is also assessed. We show that the QPSK signal with a duty-cycle of 33% is, generally, the most tolerant selected signal to in-band crosstalk and the less detrimental interferer to the coher- ent receiver performance. We also show that the time misalignment has a significant influence on the in-band crosstalk impact, when the duty-cycles of the interferers or selected signal are low, and the phase difference has almost negligible impact on the OSNR penalty variation.2015-07-10T14:15:30Z2015-01-01T00:00:00Z20152015-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/octet-streamapplication/octet-streamhttp://hdl.handle.net/10071/9231TID:201022974engPinheiro, Bruno Rafael Pereirainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-09T17:59:21Zoai:repositorio.iscte-iul.pt:10071/9231Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:31:09.282807Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
title Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
spellingShingle Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
Pinheiro, Bruno Rafael Pereira
Crosstalk homódino
Magnitude do vector de erro
Modulação de amplitude em quadratura
Simulação de Monte-Carlo
Sistemas ópticos com detecção coerente
Error vector magnitude
In-band crosstalk
Monte-Carlo simulation
Optical coherent detection communication systems
Quadrature amplitude modulation
title_short Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
title_full Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
title_fullStr Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
title_full_unstemmed Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
title_sort Impact of in-band crosstalk on the performance of optical coherent detection communication systems
author Pinheiro, Bruno Rafael Pereira
author_facet Pinheiro, Bruno Rafael Pereira
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Pinheiro, Bruno Rafael Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv Crosstalk homódino
Magnitude do vector de erro
Modulação de amplitude em quadratura
Simulação de Monte-Carlo
Sistemas ópticos com detecção coerente
Error vector magnitude
In-band crosstalk
Monte-Carlo simulation
Optical coherent detection communication systems
Quadrature amplitude modulation
topic Crosstalk homódino
Magnitude do vector de erro
Modulação de amplitude em quadratura
Simulação de Monte-Carlo
Sistemas ópticos com detecção coerente
Error vector magnitude
In-band crosstalk
Monte-Carlo simulation
Optical coherent detection communication systems
Quadrature amplitude modulation
description A detecção óptica coerente leva à coexistência de sinais com diferentes formatos de modulação e diferentes ritmos binários nas redes ópticas. Devido a essa coexistência vários cenários de diafonia homódina (in-band crosstalk) são possíveis. Neste trabalho, o impacto do in-band crosstalk devido a sinais interferentes com o for- mato de modulação em amplitude em quadratura (M-QAM) no desempenho do PDM-QPSK e PDM-16-QAM receptores coerentes a um ritmo binário agregado de 100 Gbps é estudado utilizando simulação Monte-Carlo. A precisão do método de magnitude do vector de erro (EVM) também é investigado na presença de in-band crosstalk, e revelou ser suficientemente preciso na estimação o nível de interferência que leva a uma penalidade de 1 dB na relação sinal-ruído óptico (OSNR) no receptor. No entanto, a precisão do método EVM foi dimin- uída, relativamente à estimativa da penalidade na OSNR devido a níveis de in-band crosstalk mais elevados. A influência do factor de duração de ciclo, do desalinhamento temporal e da diferença de fase entre o sinal interferência e o sinal seleccionado no desempenho do receptor é também avaliada. Mostra-se que o sinal QPSK com um factor de duração de ciclo de 33% é, em geral, o sinal seleccionado mais tolerante ao in-band crosstalk e o interferente menos prejudicial para o desempenho do receptor coerente. Mostramos também que o desalin- hamento temporal tem uma influência significativa no impacto do in-band crosstalk no desempenho do receptor coerente, quando o factor de duração de ciclo dos interferente ou do sinal seleccionado são baixos, e a diferença de fase tem impacto quase desprezável na variação da penalidade de OSNR.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-07-10T14:15:30Z
2015-01-01T00:00:00Z
2015
2015-03
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10071/9231
TID:201022974
url http://hdl.handle.net/10071/9231
identifier_str_mv TID:201022974
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/octet-stream
application/octet-stream
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799134873001132032