MLSD de estado fijo computacionalmente eficiente para enlaces IM/DD de banda C de 100G sin compensación de dispersión

Área de la Ciencia:

• Comunicaciones Ópticas
• Procesamiento de Señales
• Comunicaciones Digitales

Sus antecedentes:

• La detección de secuencias de máxima verosimilitud (MLSD) es crucial para mitigar la interferencia entre símbolos (ISI) en sistemas de modulación de intensidad y detección directa (IM/DD) de alta velocidad.
• Los postfiltros de blanqueo de ruido digital (PF) mejoran el rendimiento de MLSD pero introducen una complejidad computacional significativa, que escala exponencialmente con el orden del filtro y el nivel de modulación.

Objetivo del estudio:

• Proponer un esquema MLSD de complejidad eficiente (CE-MLSD) que reduzca la complejidad computacional manteniendo el rendimiento en sistemas IM/DD de alta velocidad.
• Mejorar la compensación en el dominio de la frecuencia aumentando los taps del postfiltro y reteniendo selectivamente los estados y niveles de símbolo dominantes.

Principales métodos:

• Se desarrolló un esquema CE-MLSD optimizando la retención de estados y niveles de símbolo.
• Se aumentó el número de taps del postfiltro para mejorar la compensación en el dominio de la frecuencia.
• Se realizó un análisis comparativo de la complejidad computacional y el rendimiento de la tasa de error de bits (BER) frente a otros esquemas MLSD.

Principales resultados:

• CE-MLSD reduce significativamente la complejidad de multiplicación en comparación con MLSD de estado completo: 91,67 % para OOK de 100 Gb/s, 99,79 % para PAM-4 de 120 Gb/s y 99,68 % para PAM-6 de 120 Gb/s en distancias especificadas.
• Mantiene un rendimiento comparable de la BER con MLSD de estado completo en diferentes formatos de modulación y longitudes de fibra.
• Ofrece una reducción de complejidad superior a MLSD de limitación de trayectoria en forma de espiga (TL-MLSD) y MLSD de estado fijo (FS-MLSD) para señales PAM-4 y PAM-6.

Conclusiones:

• El esquema CE-MLSD propuesto equilibra eficazmente la complejidad computacional y el rendimiento de la BER en sistemas ópticos IM/DD de alta velocidad.
• CE-MLSD presenta una solución viable para el desarrollo de sistemas IM/DD de banda C de alto rendimiento y bajo costo con capacidades de alcance extendido.
• Este enfoque es particularmente beneficioso para formatos de modulación avanzados como PAM-4 y PAM-6, lo que permite transmisiones ópticas más eficientes.