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Cross-Polarization Modulation in Polarization-Multiplexed Systems Marcus Winter Klaus Petermann Hochfrequenztechnik-Photonik TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN.

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Präsentation zum Thema: "Cross-Polarization Modulation in Polarization-Multiplexed Systems Marcus Winter Klaus Petermann Hochfrequenztechnik-Photonik TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN."—  Präsentation transkript:

1 Cross-Polarization Modulation in Polarization-Multiplexed Systems Marcus Winter Klaus Petermann Hochfrequenztechnik-Photonik TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Dario Setti

2 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Szenario

3 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Selektives Upgrade einer bestehenden 10 Gbps NRZ Infrastruktur mit PolDM-QPSK-Kanälen (z.B. 100 GbE) worst case für Interkanal-Nichtlinearitäten

4 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Cross-Polarization Modulation (XPolM)

5 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik XPolM ist ein nichtlinearer Interkanal-Effekt, der den Polarisationszustand eines Signals ändert ähnlich zu XPM, das die Phase beeinflusst wie bei XPM ist die Zeitkonstante in der Größenordnung der Symboldauer

6 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik nichtlineare Polarisationseffekte Setup zur Demonstration / Quantifizierung von XPolM

7 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Realisierungen mit verschiedenen SOPs der Störkanäle beim Launch und entlang der Faser (PMD) führen zu unterschiedlichen Probe-SOP-Verteilungen / DOPs

8 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Sender 256 bits × 4 samples/bit

9 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Empfänger 256 bits × 4 samples/bit

10 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik ohne Kenntnis aller Kanal-SOPs entlang der Faser keine quantitativen Aussagen für den Einzelfall möglich Betrachtung des statistischen Ensembles aus allen möglichen Kombinationen

11 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik für das Ensemble gibt es ein Modell, dass die SOP-Verteilung und den DOP vorhersagt Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Empfänger 500 × 256 bits × 4 samples/bit

12 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Auswirkungen auf Polarization-Division Multiplex (PolDM oder PolMUX)

13 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik die Auslenkung des SOP vom zeitlichen Mittelwert führt beim PolDM-Demultiplex zu crosstalk und fading

14 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik crosstalk fading Setup zur Demonstration von crosstalk / fading

15 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik PolDM Subkanal ist (im Mittel) x-polarisiert fading crosstalk Jones space visualization SOP eines Symbols ist durch XPolM um den Winkel θ (im Stokes-Raum) ausgelenkt

16 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik komplexes crosstalk-Feld in der y-Polarisation am Empfänger das crosstalk-Feld des Ensembles ist komplex Gaußsch verteilt 2σ² ist eine Funktion des mittleren DOPs

17 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik System-Simulationen

18 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik low-power CW-Probe und QPSK-Signal ( PolDMed) + 6 × 10 Gbps NRZ interferers keine PMD in der Faser (um Kompensation zu vermeiden) Bestimmung von ROSNR der CW Probe (I und Q) als wäre sie ein 10 Gbaud DQPSK-Signal (nur-Nullen)

19 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik DOP-Verteilung der 500 Iterationen (Auswertung der single-polarization CW-Probe)

20 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik ROSNR penalty (single-polarization CW Probe) keine Abhängigkeit vom DOP der Iteration Variationen durch XPM verursacht

21 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik ROSNR penalty (dual-polarization CW / QPSK) Auswertung der CW-Probe

22 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Differenz dual – single polarization Eliminierung der XPM-Schwankungen theoretische Vorhersage für das Ensemble

23 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik Zusammenfassung

24 TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN Fachgebiet Hochfrequenztechnik die durch XPolM induzierte Depolarisation führt beim PolDM-Demultiplex zu crosstalk (und fading) crosstalk ist additiv / Gauß-verteilt (statistisches Mittel) einzelne Systeme im Ensemble können stark von den mittleren Statistiken abweichen Variation der beobachteten Penalties wie bei PMD werden Outage-Statistiken benötigt, um das Systemverhalten zu beschreiben


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