Título
>200 Gbit/s multicore fiber-based short-reach networks employing Kramers-Kronig receivers
Autor
André, João Miguel Caetano
Resumo
pt
Este trabalho propõe uma rede de curto alcance com um débito binário por utilizador
superior a 200 Gbit/s utilizando fibras multi-núcleo (MCF) e recetores de Kramers-Kronig
(KK) como solução alternativa às redes de curto alcance de elevada capacidade, usadas
em data centers (DC). Os recetores KK combinam modulações de ordem elevada, usadas
em recetores coerentes, com a rentabilidade da deteção-direta. O uso de MCF tem sido
proposto para aumentar a capacidade e a densidade de conectores em DCs. Combinando
o uso de ambas as tecnologias, é possível aumentar a capacidade de redes de curto alcance
a um baixo custo obtendo um elevado desempenho.
Neste trabalho, é feita uma comparação entre diferentes versões de recetores KK na
presença de diafonia entre núcleos. É considerado um recetor KK ideal e duas variações,
uma onde a corrente foto-detetada é desacoplada e uma outra onde a corrente é limitada a
um mínimo com a intenção de aumentar o desempenho do recetor. A probabilidade de indisponibilidade
é usada como métrica para avaliar o desempenho do sistema e é estimada
através de simulação de Monte Carlo e error vector magnitude (EVM). Os resultados
mostram que é possível utilizar a EVM para estimar a probabilidade de indisponibilidade
com um erro inferior a 0.8 dB para uma probabilidade de 10-3. Ainda, o desempenho do
recetor KK ideal é inferior aos restantes, pois este não atenua o número de vezes que o
sinal se aproxima da origem, ao contrário dos outros recetores.
en
This work proposes a short-reach network with more than 200 Gbit/s bit-rate per user
using weakly-coupled multicore fibers (MCF) and Kramers-Kronig (KK) receivers with the
goal of providing an alternative solution for high capacity short-reach networks, usually
found in data centers (DC). The use of KK receivers combines the high order modulation
formats, commonly found in coherent detection receivers, with the cost-effectiveness of
direct-detection (DD), two important features in short-reach networks. The use of MCF
has been proposed to increase the capacity and density of optical interconnects in DCs.
The combined use of these two technologies significantly increases the capacity of shortreach
networks while being cost effective and highly performing.
A comparison of the performance of three different KK receiver implementations in
the presence of inter-core crosstalk (ICXT) is carried out. The different KK receivers
are the ideal KK receiver and two variations, one where the photo-current is AC coupled
and another where the photo-current is clipped to increase the receiver performance. The
outage probability is used as a metric for the performance of the system, it is estimated
by Monte Carlo simulation and by the error vector magnitude (EVM). The results show
that it is possible to estimate the outage probability of the system using the EVM with
an estimation error not exceeding 0.8 dB for an outage probability of 10-3. In addition,
the ideal KK receiver has the worst performance since it fails to mitigate the negative
excursion of the signal close to zero.