Les avantages de la modulation de phase vis-à-vis la modulation d’intensité pour les
réseaux optiques sont claires et accepté par la communauté scientifique des télécommunications
optiques. Surtout, la modulation de phase montre une meilleure sensibilité
au bruit, ainsi qu’une plus grande tolérance aux effets non-linéaires que la modulation
d’intensité.
Nous présentons dans cette thése un étude qui vise à développer les avantages de la
modulation de phase. Nous attaquons d’abord la complexité du récepteur en détection
directe, en proposant une nouvelle configuration dont la complexité est comparable à
celle du récepteur pour la modulation d’intensité traditionnel, mais avec des meilleures
performances. Cette solution pourrait convenir pour les réseaux métropolitains (et
même d’accès) à haut débit binaire. Nous passons ensuite à l’examen de la possibilité
d’utiliser des amplificateur à semi-conducteur (SOA) au lieu des amplificateurs à fibre
dopée à l’erbium pour fournir amplification optique aux signaux modulés en phase.
Les non-linéarité des SOA sont étudiées, et un compensateur simple et très efficace est
proposé. Les avantages des amplificateurs à semi-conducteur par rapport à ceux à fibre
sont bien connus. Surtout, la méthode que nous proposons permettrait l’integrabilité
des SOA avec d’autres composants de réseau (par exemple, le récepteur nommé cidessus),
menant à des solutions technologiques de petite taille et efficaces d’un point de
vue énergétique.
Il y a deux types de systèmes pour signaux modulés en phase: basé sur la détection
directe, ou sur les récepteurs cohérents. Dans le dernière partie de ce travail, nous nous
concentrons sur cette dernière catégorie, et nous comparons deux solutions possibles
pour la mise à niveau des réseaux terrestres actuel. Nous comparons deux configurations
dont les performances sont très comparables en termes de sensibilité au bruit, mais nous montrons comment la meilleure tolérance aux effets non linéaires (en particuliers dans
les systèmes à débit mixte) fait que une solution soit bien plus efficace que l’autre. / The advantages of phase modulation (PM) vis-à-vis intensity modulation for optical
networks are accepted by the optical telecommunication community. PM exhibits a
higher noise sensitivity than intensity modulation, and it is more tolerant to the effects
of fiber nonlinearity. In this thesis we examine the challenges and the benefits of working
with different aspects of phase modulation.
Our first contribution tackles the complexity of the direct detection noncoherent
receiver for differentially encoded quadrature phase shift keying. We examine a novel
configuration whose complexity is comparable to that of traditional receivers for intensity
modulation, yet outperforming it. We show that under severe nonlinear impairments,
our proposed receiver works almost as well as the conventional receiver, with
the advantage of being much less complex. We also show that the proposed receiver is
tolerant to chromatic dispersion, and to detuning of the carrier frequency. This solution
might be suitable for high-bit rates metro (and even access) networks.
Our second contribution deals with the challenges of using semiconductor optical
amplifiers (SOAs) instead of typical erbium doped fiber amplifiers (EDFAs) to provide
amplification to phase modulated signals. SOAs nonlinearities are investigated, and we
propose a simple and very effective feed-forward compensator. Above all, the method
we propose would permit the integrability of SOAs with other network components (for
example, the aforementioned receiver) achieving small size, power efficient sub-systems.
Phase modulation paves the way to high spectral efficiency, especially when paired
with digital coherent receivers. With the digital coherent receiver, the degree of freedom
offered by polarization can be exploited to increase the channel bit rate without
increasing its spectral occupancy. In the last part of this work we focus on polarization
multiplexed signaling paired with coherent reception and digital signal processing. Our third contribution provides insight on the strategies for upgrading current terrestrial
core networks to high bit rates. This is a particularly challenging scenario, as
phase modulation has to coexist with previously installed intensity modulated channels.
We compare two configurations which have received much attention in the literature.
These solutions show comparable performance in terms of back-to-back noise sensitivity,
and yet are not equivalent. We show how the superior tolerance to nonlinear fiber
propagation (and particularly to cross phase modulation induced by the presence of
intensity modulated channels) makes one of them much more effective than the other.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QQLA.2011/27653 |
| Date | 05 1900 |
| Creators | Vacondio, Francesco |
| Contributors | Rusch, Leslie, Bononi, Alberto |
| Publisher | Université Laval |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Rights | © Francesco Vacondio, 2011 |
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