Advanced digital signal processing tools for Quadrature Amplitude Modulation (QAM)-based optical-fiber communication systems. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2011

Advanced digital signal processing tools for Quadrature Amplitude Modulation (QAM)-based optical-fiber communication systems.

Outils avancés de traitement de signal pour les systèmes de communications optiques utilisant les formats de modulation d'amplitude en quadrature (QAM)

(1)
1

Abstract

During the last years, broadband services and Internet applications have boomed, causing saturation issues in the networks and leading to an increase in bandwidth demand. This pushed carriers to increase the capacity of WDM channels by introducing 100G and beyond systems in core and Metro networks. With the new possibilities offered by the high speed digital circuits, coherent systems have attracted a lot of attention during the last years. Apart from the receiver sensitivity, the interest lies now in the increase of spectral efficiency as well as tolerance against dispersion effects and fiber nonlinearities. In the framework of this thesis, we develop robust Digital Signal Processing (DSP) tools specific to the optical channel using polarization multiplexing (POLMUX) and Qaudrature Amplitude Modulation (QAM). Those algorithms at least deal with the operations of carrier phase recovery, frequency offset estimation, equalization and the tracking of the variation of Polarization Mode dispersion (PMD). Knowing that those algorithms are to be implemented in circuits running at some tens of MHz, the optimization of those tools is essential. Moreover, the already proposed tools are well adapted for phase modulation formats, and as QAM formats are more sensitive to signal distortions, accurate estimators and robust equalizers are still required. Our proposed algorithms are tested using a simulation setup of an optical transmission system using coherent detection and POLMUX-16QAM modulation. They are also validated with offline processing of real measurements carried out in the Heinrich Hertz Institut, Berlin in the framework of the European Network of Excellence EURO-FOS.
Au cours des dernières années, les services haut débit et les applications Internet ont explosé, provoquant un problème de saturation dans les réseaux et engendrant une augmentation de la demande de débit. Ceci a poussé les opérateurs à augmenter la capacité de leurs systèmes de transmission optiques WDM en introduisant les systèmes 100G et plus dans les réseaux coeurs. Avec les nouvelles possibilités offertes par les circuits numériques rapides, les systèmes optiques à réception cohérente ont attiré beaucoup d'attention durant ces dernières années. Outre l'amélioration de la sensibilité du récepteur, l'intérêt réside aussi dans l'augmentation de l'efficacité spectrale ainsi que la robustesse contre les effets de propagation dans les fibres. Dans cette thèse, nous développons des outils robustes de traitement numérique du signal spécifiques au canal optique et aux transmissions utilisant le multiplexage de polarisation(POLMUX) et des modulations de phase et d'amplitude (QAM). Ces algorithmes effectuent les opérations d'estimation de phase et de l'écart de fréquence, ainsi que d'égalisation et poursuite des variations du canal. L'optimisation de ces algorithmes est essentielle vu qu'ils sont à implémenter dans des circuits opérant à quelques dizaines de MHz. En outre, comme les QAMs sont plus sensibles aux distorsions du canal, il est essentiel de construire des algorithmes plus robustes et des estimateurs plus précis que ceux déjà proposés pour les modulations de phase. Nos algorithmes sont testés à travers des simulations d'un système POLMUX-16QAM et validés par un traitement offline des mesures expérimentales réalisées à HHI, Berlin dans le cadre du projet EURO-FOS
Fichier principal
Vignette du fichier
these.pdf (10.8 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

pastel-00676646 , version 1 (05-03-2012)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00676646 , version 1

Cite

Mehrez Selmi. Outils avancés de traitement de signal pour les systèmes de communications optiques utilisant les formats de modulation d'amplitude en quadrature (QAM). Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Télécom ParisTech, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00676646⟩
393 View
694 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More