Simon OhlendorfExperimental Demonstration of Flexible Modulation Formats for Optical Data Center Interconnects | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISBN: | 978-3-8440-8342-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Kieler Berichte zur Nachrichtentechnik Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Werner Rosenkranz Kiel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 22 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Fiber-Optics; Digital Communications; Digital Signal Processing; Flexible Modulation; Coherent Detection; Direct Detection; Kramers-Kronig Reception | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 214 pages | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 84 figures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 318 g | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Paperback | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 49,80 € / 62,30 SFr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | December 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Abstract: | Besides a high data rate and the required reach, one focus of optical transport systems for data center interconnects is a high cost efficiency. In order to achieve this, two different system concepts are presented: on the one hand, single-sideband transmission with direct detection (DD) and wavelength division multiplexing and on the other hand transmission with polarization multiplexing (PolMux) and coherent detection.
An optimization of the trade-off between reach and capacity, which is present in all communications systems, can only be achieved to a limited extent with conventional modulation formats such as pulse amplitude modulation (PAM) or quadrature amplitude modulation (QAM) due to their limited resolution. To allow non-integer rational values of bits per symbol, different flexible modulation formats are investigated: the multicarrier technique discrete multi-tone, time-domain hybrid PAM (TDH-PAM) and multidimensional PAM (MM-PAM). The fine-granular variation of the data rate at a constant symbol rate and also the variation of the symbol rate at a fixed data rate are investigated in several experiments. For the systems with DD and optical SSB-filtering, different algorithms for the digital signal processing (DSP) are employed. Especially the compensation of nonlinear mixing terms that are caused by DD, can significantly improve the transmission quality. The Kramers-Kronig-algorithm, which allows the reconstruction of the optical field under certain conditions, has shown to be a promising approach. A concept for the implementation of multidimensional PAM in coherent systems with PolMux is also derived and realized in several experiments. In addition, an adaptive DSP-chain is designed, which allows the compensation of different disturbances. |