Interconexión óptica IM-DD de alta velocidad basada en detección de baja complejidad reconstruida por ISI para...

Área de la Ciencia:

• Comunicaciones ópticas
• Procesamiento de señales

Sus antecedentes:

• La modulación de intensidad y detección directa (IM-DD) es estándar para interconexiones ópticas de corto alcance debido a su costo y simplicidad.
• Las limitaciones de ancho de banda, incluida la dispersión y las restricciones del transceptor, desafían los sistemas IM-DD a velocidades de símbolos superiores a 100 Gbaud.
• La detección de secuencia de máxima verosimilitud (MLSD) puede mitigar los impedimentos, pero es computacionalmente compleja para un uso práctico.

Objetivo del estudio:

• Proponer un esquema de detección de baja complejidad para sistemas IM-DD con ancho de banda limitado.
• Mitigar la interferencia entre símbolos (ISI) y suprimir el ruido coloreado mejorado por ecualización.
• Ofrecer una alternativa práctica a MLSD complejo para interconexiones ópticas de próxima generación.

Principales métodos:

• Desarrollado un novedoso algoritmo de detección de interferencia entre símbolos reconstruida (ISI-R).
• Implementado ISI-R con menos de 8 iteraciones para la decisión de símbolos.
• Validado experimentalmente el esquema utilizando una frecuencia de muestreo DAC de 128 GSa/s para transmisiones de alta velocidad de baudios.

Principales resultados:

• Demostrada transmisión exitosa de señales de 152-Gbaud de modulación por pulsos y encendido/apagado (OOK), 112-Gbaud de modulación de amplitud de pulsos de 4 niveles (PAM-4) y 92-Gbaud PAM-6 a través de fibra unimodo estándar de 2 km.
• Se logró un rendimiento mejorado de la tasa de error de bits (BER) con la detección ISI-R.
• Se mostró una reducción del 88% en las multiplicaciones para señales PAM-4 en comparación con MLSD, lo que resalta la eficiencia computacional.

Conclusiones:

• La detección ISI-R propuesta mitiga eficazmente la ISI y mejora la BER en sistemas IM-DD con ancho de banda limitado.
• ISI-R ofrece una reducción significativa en la complejidad computacional en comparación con MLSD.
• El esquema presenta una solución viable y energéticamente eficiente para futuras interconexiones ópticas de alta velocidad.