Orthogonal Frequency Division Multiplexed Access for Passive Optical Networks: a hands-on training approach

Abstract

[ANGLÈS] Research activities for new alternatives in ultra fast transmission over optical fiber networks are looking towards Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) which is used in different modern communication systems such as LTE, WiFi or WiMax because of the following reasons: tolerance to channel limitations, better spectral exploitation, scalability, flexibility and implementation feasibility with state of the art electronics. These benefits have been subject of major interest in Passive Optical Networks (PONs), which depend on reliable but low cost solutions to be commercialized. The adaptation of OFDM as an access scheme in PONs with cost effective Intensity Modulation with Direct Detection (IM/DD) can potentially deliver these benefits and be a next step in the evolution of high volume data access networks. The flexibility given by OFDM is applied as bandwidth granularity for the users in such way that each of them will be guaranteed with a certain level of service, yet the reconfigurability capabilities and bandwidth assignment for different users in a Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexed Access (O-OFDMA) PON must be properly understood. The work reports the development of a test bed on IM/DD O-OFDMA for next generation PONs, in particular studying bandwidth assignment for different users for future Dynamic Bandwidth Allocation strategies.

[CASTELLÀ] La investigación en nuevas alternativas para la transmisión ultra rápida sobre redes de fibra óptica tiene interés en la aplicación de la Multiplexación por División de Frequecias Ortogonales (OFDM por sus siglas en inglés), la cual es utilizada en diferentes sistemas de comunicación modernas como son LTE, WiFi o WiMax, principalmente por las siguientes razones: tolerancia a las limitaciones del canal, mejor uso del espectro, escalabilidad, flexibilidad y la factibilidad para la implementación en las redes ópticas dado el estado del arte en la electrónica. Estos beneficios han sido de mayor interés para Redes Ópticas Pasivas (PONs, por sus siglas en inglés), que para poder ser comercializadas dependen de soluciones confiables y de bajo costo. La adaptación de OFDM como un esquema de acceso en las redes PON con Modulación de Intensidad y Detección Directa (IM/DD) potecialmente puede proveer estos beneficios y ser el siguiente paso en la evolución de las redes de datos de alta capacidad. La flexibilidad que otorga OFDM es aplicada como granularidad en el ancho de banda asignado para los usuarios de tal manera que a cada uno se le garantiza cierto servicio. Sin embargo, esta reconfigurabilidad y la asignación de ancho de banda para diferentes usuarios en Accesso por Multiplexación de Frequencias Ortogonales OFDMA para redes PON deben ser ampliamente comprendidas. Este trabajo recoge los experimentos realizados en OFDMA para la nueva generación de redes PON y en particular estudia estrategias para la asignación de ancho de banda (Dynamic Bandwidth Allocation). La implementación está basada en un sistema IM/DD por ser el de más bajo costo.

[CATALÀ] La investigació de noves alternatives per la transmissió ultra ràpida sobre xarxes de fibra òptica té interès en l'aplicació de la Multiplexació per Divisió de Freqüències Ortogonals (OFDM per les sigles en anglès), la qual és utilitzada en diferents sistemes de comunicació modernes com són LTE, WiFi o WiMax per les següents raons: tolerància a les limitacions del canal, millor ús de l'espectre, escalabilitat, flexibilitat i la factibilitat per a la implementació en les xarxes òptiques donat l'estat de l'art de l'electrònica. Aquests beneficis son d'interès per les Xarxes Òptiques Passives (PONS, per les sigles en anglès), que per poder ser comercialitzades depenen de solucions fiables però de baix cost. L'adaptació dels sistemas OFDM com un esquema d'accés a les xarxes PON amb Modulació d'Intensitat i Detecció Directa (IM/DD) potecialment pot proporcionar aquests beneficis i ser el següent pas en l'evolució de les xarxes de dades d'alta capacitat. La flexibilitat que dóna OFDM és aplicada com granularitat en l'ample de banda per als usuaris de tal manera que a cadascú se li garanteix cert servei. Aquesta reconfigurabilitat i l'assignació d'ample de banda per diferents usuaris en Accés per Multiplexació de Freqüències Ortogonals OFDMA per les xarxes PON han de ser àmpliament compreses. Aquest treball recull els experiments realitzats en OFDMA per a la nova generació de xarxes PON i en particular estudia l'assignació dinàmica d'ample de banda (Dynamic Bandwidth Allocation). La implementació està basada en un sistema IM/DD per ser el de més baix cost.