Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 6 » Статья стр. 894
<<<>>>
Система алгоритмов цифровой обработки сигнала для когерентной оптической связи
Базаров Т.О.1, Сенько М.А.1,2, Самоделкин Л.А.1,2, Халько И.С.1,3, Соломадин И.Н.1, Наний О.Е.1,2, Трещиков В.Н.1
1OOO "T8", Москва, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: timur.bazarov@phystech.edu
Поступила в редакцию: 10 января 2024 г.
В окончательной редакции: 15 марта 2924 г.
Принята к печати: 21 марта 2024 г.
Выставление онлайн: 31 мая 2024 г.
PDF версия
Одной из основных частей современных когерентных приемо-передатчиков для волоконно-оптических систем связи является блок цифровой обработки сигнала. Его задача состоит в компенсации искажений переданного сигнала, возникающих на передатчике, в волоконно-оптической линии связи и на приемнике. Представлен анализ существующих алгоритмов линейной цифровой обработки сигнала, которые позволяют восстановить сигнал DP-QPSK (dual polarization quadrature phase shift-keying). Также продемонстрирована оригинальная реализация полного тракта цифровой обработки сигнала приемной части, проверенная на экспериментальных сигнальных данных, прошедших линию вплоть до 4000 km. Проведено сравнение результатов демодуляции с теоретическим пределом и лучшим доступным коммерческим устройством. Ключевые слова: цифровая обработка сигнала, эквалайзинг, когерентная связь, цифровая фильтрация, DP-QPSK.
  1. VNI Complete Forecast Highlights (2020)
  2. Cisco Annual Internet Report (2018-2023) White Paper (2020)
  3. Fiber Optic Lines to Dominate Fixed Broadband Landscape in Asia-Pacific through 2026, forecasts GlobalData (2021)
  4. T. Okoshi. J. Lightwave Technol., 5 (1), 44 (1987). DOI: 10.1109/JLT.1987.1075396
  5. V. Konyshev, A. Leonov, O. Nanii, D. Starykh, V. Treshchikov, R. Ubaidullaev. Bull. Lebedev Phys. Institute, 50 (Suppl 4), S435 (2023). DOI: 10.3103/S1068335623160078
  6. L. Wang, Y. Chen, X. Wang, C. Zhao, J. Chen, M. Tang. In 2021 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC) (IEEE, 2021), 1-3, DOI: 10.1364/OFC.2021.M5G.3
  7. S. Tsukamoto, D.-S. Ly-Gagnon, K. Katoh, K. Kikuchi. In Optical Fiber Communication Conference, PDP29 (Optica Publishing Group, 2005), DOI: 10.1109/OFC.2005.193207
  8. Y. Wakayama, T. Gerard, E. Sillekens, L. Galdino, D. Lavery, R.I. Killey, P. Bayvel. Opt. Express, 29 (12), 18743 (2021). DOI: 10.1364/OE.423361
  9. X. Chen, S. Chandrasekhar, J. Cho, P. Winzer. Opt. Express, 27 (21), 29916 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.029916
  10. A. Ghazisaeidi, I.F. de Jauregui Ruiz, R. Rios-Muller, L. Schmalen, P. Tran, P. Brindel, A.C. Meseguer, Q. Hu, F. Buchali, G. Charlet, et al. J. Lightwave Tech., 35 (7), 1291 (2017). DOI: 10.1109/JLT.2017.2657329
  11. H. Sun, K.-T. Wu, K. Roberts. Opt. express, 16 (2), 873 (2008). DOI: 10.1364/OE.16.000873
  12. Open ROADM MSA 5.0 W-Port Digital Specification (100G-400G) (2021)
  13. M. Vucic, M. Butorac. In 2009 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (IEEE, 2009), 1032-1035, DOI: 10.1109/ISCAS.2009.5117935
  14. T. Shan, T. Kailath. IEEE Transactions on Circuits and Systems, 35 (1), 122 (1988). DOI: 10.1109/31.1709
  15. E. Tisserand, Y. Berviller. Electron. Lett., 52 (22), 1847 (2016). DOI: 10.1049/el.2016.1398
  16. G.P. Agrawal. In Nonlinear Science at the Dawn of the 21st Century (Springer, 2000), 195-211, DOI: 10.1007/3-540-46629-0_9
  17. H.M. Ozaktas, M.A. Kutay. In 2001 European Control Conference (ECC) (IEEE, 2001), 1477-1483
  18. A. Yang, P. Guo, W. Wang, Y. Lu, Y. Qiao. Optics Laser Technol., 111, 447 (2019). DOI: 10.1016/j.optlastec.2018.10.021
  19. F. Wu, A. Yang, P. Guo, Y. Qiao, L. Zhuang, S. Guo. IEEE Photon. J., 10 (4), 1 (2018). DOI: 10.1109/JPHOT.2018.2859428
  20. F. Wu, P. Guo, A. Yang, Y. Qiao. IEEE Access, 7, 139388 (2019). DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2944026
  21. H. Zhou, B. Li, M. Tang, K. Zhong, Z. Feng, J. Cheng, A.P.T. Lau, C. Lu, S. Fu, P.P. Shum, et al. J. Lightwave Technol., 34 (10), 2371 (2016). DOI: 10.1109/JLT.2016.2538467
  22. D. Wang, C. Lu, A.P.T. Lau, S. He. IEEE Photon. Technol. Lett., 23 (14), 1016 (2011). DOI: 10.1109/LPT.2011.2151280
  23. C. Xie. IEEE Photon. Technol. Lett., 25 (10), 992 (2013). DOI: 10.1109/LPT.2013.2257729
  24. J.C. Diniz, S.M. Ranzini, V. Ribeiro, E. Magalhaes, E.S. Rosa, V. Parahyba, L. Franz, E. Ferreira, J.C. Oliveira. In OpticalFiber Communication Conference, OTh3C-6 (Optica Publishing Group, 2013), DOI: 10.1364/OFC.2013.OTh3C.6
  25. D. Wang, C. Lu, A.P.T. Lau, P.K.A. Wai, S. He. IEEE Photon. Technol. Lett., 25 (10), 985 (2013). DOI: 10.1109/LPT.2013.2257721
  26. C. Malouin, P. Thomas, B. Zhang, J. O'Neil, T. Schmidt. In Signal Processing in Photonic Communications, SpTh2B-4 (Optica Publishing Group, 2012), DOI: 10.1364/SPPCOM.2012.SpTh2B.4
  27. Q. Sui, A.P.T. Lau, C. Lu. J. Lightwave Technol., 31 (2), 306 (2012). DOI: 10.1109/JLT.2012.2231400
  28. F.N. Hauske, M. Kuschnerov, B. Spinnler, B. Lankl. J. Lightwave Technol., 27 (16), 3623 (2009). DOI: 10.1109/JLT.2009.2024960
  29. C.C. Do, C. Zhu, A.V. Tran, S. Chen, T. Anderson, D. Hewitt, E. Skafidas. In OFC/NFOEC (IEEE, 2012), 1-3, DOI: 10.1364/OFC.2012.OW4G.1
  30. M. Golay. IRE Transactions on Information Theory, 7 (2), 82 (1961). DOI: 10.1109/TIT.1961.1057620
  31. T. Xu, G. Jacobsen, S. Popov, J. Li, E. Vanin, K. Wang, A.T. Friberg, Y. Zhang. Opt. Express, 18 (15), 16243 (2010). DOI: 10.1364/OE.18.016243
  32. S.J. Savory. Opt. Express, 16 (2), 804 (2008). DOI: 10.1364/OE.16.000804
  33. В.А. Котельников. УФН, 176 (7), 762 (2006). DOI: 10.3367/UFNr.0176.200607h.0762 [V.A. Kotel'nikov. Phys. Usp., 49 (7), 736-744, (2006). DOI: 10.1070/PU2006v049n07ABEH006160]
  34. R.D. Strum, D.E. Kirk. First Principles of Discrete Systems and Digital Signal Processing (Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 1988)
  35. R. Kudo, T. Kobayashi, K. Ishihara, Y. Takatori, A. Sano, Y. Miyamoto. J. Lightwave Technol., 27 (16), 3721 (2009). DOI: 10.1109/JLT.2009.2024091
  36. K. Mueller, M. Muller. IEEE Transactions on Commun., 24 (5), 516 (1976). DOI: 10.1109/TCOM.1976.1093326
  37. F. Gardner. IEEE Transactions on Commun., 34 (5), 423 (1986). DOI: 10.1109/TCOM.1986.1096561
  38. M.G. Floyd. IEEE Transactions on Commun., 41 (3), 501 (1993). DOI: 10.1109/26.221081
  39. M. Oerder, H. Meyr. IEEE Transactions on Commun., 36 (5), 605 (1988). DOI: 10.1109/26.1476
  40. S.J. Lee. IEEE Commun. Lett., 6 (5), 205 (2002). DOI: 10.1109/4234.1001665
  41. D. Godard. IEEE Transactions on Commun., 26 (5), 517 (1978). DOI: 10.1109/TCOM.1978.1094107
  42. L. Huang, D. Wang, A.P.T. Lau, C. Lu, S. He. Opt. Express, 22 (6), 6749 (2014). DOI: 10.1364/OE.22.006749
  43. F.M. Gardner. IEEE Transactions on Commun., 41 (3), 501 (1993). DOI: 10.1109/26.221081
  44. L. Erup, F.M. Gardner, R.A. Harris. IEEE Transactions on Commun., 41 (6), 998 (1993). DOI: 10.1109/26.231921
  45. X. Zhou, X. Chen, W. Zhou, Y. Fan, H. Zhu, Z. Li. J. Optical Commun. Networking, 2 (11), 984 (2010). DOI: 10.1364/JOCN.2.000984
  46. X. Zhou. IEEE Signal Processing Magazine, 31 (2), 35 (2014). DOI: 10.1109/MSP.2013.2281071
  47. X. Zhou, X. Chen. Opt. Express, 19 (10), 9282 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.009282
  48. C.W. Farrow. In 1988., IEEE International Symposium on Circuits and Systems (IEEE, 1988), 2641-2645, DOI: 10.1109/ISCAS.1988.15483
  49. J. Gordon, H. Kogelnik. Proceed. National Academy of Sci., 97 (9), 4541 (2000). DOI: 10.1073/pnas.97.9.4541
  50. R. Rios-Muller, J. Renaudier, G. Charlet. J. Lightwave Technol., 33 (7), 1315 (2015). DOI: 10.1109/JLT.2014.2377582
  51. D. Godard. IEEE Transactions on Commun., 28 (11), 1867 (1980). DOI: 10.1109/TCOM.1980.1094608
  52. R. Babaee, S.O. Gharan, M. Bouchard. J. Lightwave Technol., (2023). DOI: 10.1109/JLT.2023.3253383
  53. M.S. Faruk, K. Kikuchi. Opt. Express, 19 (13), 12789 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.012789
  54. M.S. Faruk, K. Kikuchi. In 2014 The European Conference on Optical Communication (ECOC) (IEEE, 2014), 1-3, DOI: 10.1109/ECOC.2014.6964149
  55. K. Kikuchi. Opt. Express, 19 (10), 9868 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.009868
  56. L. Liu, Z. Tao, W. Yan, S. Oda, T. Hoshida, J.C. Rasmussen. In 2009 Conference on Optical Fiber Communication (IEEE, 2009), 1-3, DOI: 10.1364/OFC.2009.OMT2
  57. S.J. Savory. IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics, 16 (5), 1164 (2010). DOI: 10.1109/JSTQE.2010.2044751
  58. H.L. Van Trees. Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part I: Detection, Estimation, and Linear Modulation Theory (John Wiley \& Sons, 2004)
  59. M. Morelli, U. Mengali. European Transactions on Telecommunications, 9 (2), 103 (1998). DOI: 10.1002/ett.4460090203
  60. N. Noels, H. Steendam, M. Moeneclaey, H. Bruneel. IEEE Transactions on Signal Processing, 53 (12), 4578 (2005). DOI: 10.1109/TSP.2005.859318
  61. F. Rice. IEEE Transactions on Commun., 54 (2), 221 (2006). DOI: 10.1109/TCOMM.2005.863782
  62. MSA. Optical Internetworking Forum, OIF (July 13th, 2015)
  63. R. Frank, S. Zadoff, R. Heimiller. IRE Transactions on Information Theory, 8 (6), 381 (1962). DOI: 10.1109/TIT.1962.1057786
  64. F. Pittal\`a, F.N. Hauske, Y. Ye, N.G. Gonzalez, I.T. Monroy. In OFC/NFOEC (IEEE, 2012), 1-3, DOI: 10.1364/OFC.2012.OM2H.4
  65. O. Riznyk, Y. Kynash, B. Balych, R. Vynnychuk, I. Kret, H. Kutucu. In CEUR Workshop Proceedings (2019), 162-171, DOI: 10.1109/PICST47496.2019.9061375
  66. T.M. Schmidl, D.C. Cox. IEEE Transactions on Commun., 45 (12), 1613 (1997). DOI: 10.1109/26.650240
  67. Q. Zhuge, M. Morsy-Osman, X. Xu, M. Chagnon, M. Qiu, D.V. Plant. J. Lightwave Technol., 31 (15), 2621 (2013). DOI: 10.1109/JLT.2013.2271634
  68. Z. Gao, C. Zhang, Z. Wang. IEEE Transactions on Broadcasting, 61 (1), 98 (2015). DOI: 10.1109/TBC.2014.2376134
  69. A.J. Viterbi, A.M. Viterbi. IEEE Transactions on Information Theory, 29 (4), 543 (1983). DOI: 10.1109/TIT.1983.1056713
  70. E. Ip, J.M. Kahn. J. Lightwave Technol., 25 (9), 2675 (2007). DOI: 10.1109/JLT.2007.902118
  71. T. Pfau, S. Hoffmann, R. Noe. J. Lightwave Technol., 27 (8), 989 (2009). DOI: 10.1109/JLT.2008.2010511
  72. M. Magarini, L. Barletta, A. Spalvieri, F. Vacondio, T. Pfau, M. Pepe, M. Bertolini, G. Gavioli. IEEE Photon. Technol. Lett., 24 (9), 739 (2012). DOI: 10.1109/LPT.2012.2187439
  73. H. Cheng, Y. Li, M. Yu, J. Zang, J. Wu, J. Lin. In Optical Fiber Communication Conference, Th4D-1 (Optica Publishing Group, 2014), DOI: 10.1364/OFC.2014.M2I.2
  74. F. Guiomar, M. Neves, A. Lorences-Riesgo, C. Martins, S. Mumtaz, Y. Frignac, G. Charlet, P. Monteiro. In 2023 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC) (IEEE, 2023), 1-3, DOI: 10.1364/OFC.2023.W3E.1
  75. A. Spalvieri, L. Barletta. IEEE Transactions on Commun., 59 (7), 1966 (2011). DOI: 10.1109/TCOMM.2011.051311.100047
  76. P. Gianni, G. Corral-Briones, C. Rodriguez, M.R. Hueda. IEEE Photon. Technol. Lett., 25 (5), 442 (2013). DOI: 10.1109/LPT.2013.2241050
  77. D.A. Morero, M.A. Castrillon, A. Aguirre, M.R. Hueda, O.E. Agazzi. J. Lightwave Technol., 34 (1), 121 (2016). DOI: 10.1109/JLT.2015.2470114
  78. E. Torrengo, R. Cigliutti, G. Bosco, A. Carena, V. Curri, P. Poggiolini, A. Nespola, D. Zeolla, F. Forghieri. Opt. Express, 19 (26), B790 (2011). DOI: 10.1364/OE.19.00B790
  79. F. Vacondio, O. Rival, C. Simonneau, E. Grellier, A. Bononi, L. Lorcy, J.-C. Antona, S. Bigo. Opt. Express, 20 (2), 1022 (2012). DOI: 10.1364/OE.20.001022
  80. J.G. Proakis, M. Salehi. Digital Commun. (McGraw-Hill., 2008)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme