All-optical communication system based on orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) and optical time-division multiplexing (OTDM)

Abstract

[ANGLÈS] We propose and demonstrate a novel principle that combines optical orthogonal frequency-division multiplexing (O-OFDM) and optical time-division multiplexing (OTDM). The principle is based on generating and time-multiplexing an OFDM symbol with a low duty-cycle, thus obtaining a higher aggregate bitrate. In principle the low duty-cycle OFDM symbol can be generated by pulse carving the symbol from a WDM source. In the receiver the obtained OTDM+OFDM signal is time-demultiplexed, which then allows frequency-demultiplexing the different subcarriers with an optical band-pass filter (OBPF). We have performed numerical simulations to identify the dependence of the performance on a number of parameters, for example to optimize the OBPF bandwidth. In an experimental demonstration, we achieve error-free performance for a 640 Gbits/s DPSK OFDM+OTDM signal based in a 50GHz spacing grid, yielding a spectral efficiency of 0,8 bit/Hz/s. Note that the OFDM symbol in the demonstration is achieved from a wavelength selective switch (WSS) based transmitter instead of by pulse carving a symbol from a WDM source.

[CASTELLÀ] Proponemos y demostramos un principio novel que combina OFDM óptica con OTDM. El principio se basa en la generación y multiplexación en tiempo de un símbolo OFDM con un bajo ciclo de trabajo, obteniendo así una tasa de bits agregada mayor. En principio el símbolo OFDM con un bajo ciclo de trabajo se puede generar recortando el símbolo de una fuente WDM. En el receptor, la señal OFDM+OTDM obtenida se demultiplexa en tiempo, lo que a su vez permite demultiplexar en frecuencia las diferentes portadoras con un filtro paso-banda óptico (OBPF). Hemos llevado a cabo simulaciones numéricas para identificar la dependencia del comportamiento del sistema respecto a varios parámetros, por ejemplo optimizando el ancho de banda del OBPF. En una demostración experimental, hemos alcanzado un rendimiento libre de errores para una señal OFDM+OTDM modulada con DPSK a 640 Gbits/s y basada en un plan de frecuencias con espaciado de 50GHz, proporcionando una eficiencia espectral de 0,8 bit/Hz/s. El símbolo OFDM en la demostración se consigue mediante un transmisor basado en un conmutador selectivo de longitud de onda (WSS) en lugar de ser recortado de una fuente WDM.

[CATALÀ] Proposem i demostrem un principi novell que combina OFDM òptica amb OTDM. El principi està basat en la generació i multiplexatge en temps d'un símbol OFDM amb un baix cicle de treball, obtenint així una taxa de bits agregada major. En principi el símbol OFDM amb un baix cicle de treball es pot generar retallant el símbol d'una font WDM. En el receptor, el senyal OFDM+OTDM obtingut es demultiplexa en temps, la qual cosa al seu torn permet demultiplexar en freqüència les diferents portadores amb un filtre passa-banda òptic (OBPF). Hem dut a terme simulacions numèriques per identificar la dependència del comportament del sistema respecte a diversos paràmetres, per exemple optimitzant l'ample de banda del OBPF. En una demostració experimental, hem aconseguit un rendiment lliure d'errors per a un senyal OFDM+OTDM modulat amb DPSK a 640 Gbits/s i basat en un pla de freqüències amb espaiat de 50GHz, proporcionant una eficiència espectral de 0,8 bit/Hz/s. El símbol OFDM en la demostració s'aconsegueix mitjançant un transmissor basat en un commutador selectiu de longitud d'ona (WSS) en lloc de ser retallat d'una font WDM.