Cross-Polarization Modulation in Polarization-Multiplexed Systems Marcus Winter Klaus Petermann Hochfrequenztechnik-Photonik TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN

Cross-Polarization Modulation in Polarization-Multiplexed Systems

Marcus WinterKlaus Petermann

Hochfrequenztechnik-Photonik

TECHNISCHEUNIVERSITÄTBERLIN

Dario Setti

http://www.marcuswinter.de/publications/itg2009


Fachgebiet Hochfrequenztechnik

Szenario



Selektives Upgrade einer bestehenden 10 Gbps NRZ Infrastruktur mit PolDM-QPSK-Kanälen (z.B. 100 GbE)

worst case für Interkanal-Nichtlinearitäten



Cross-Polarization Modulation(XPolM)



XPolM ist ein nichtlinearer Interkanal-Effekt, der den Polarisationszustand eines Signals ändert

ähnlich zu XPM, das die Phase beeinflusst

wie bei XPM ist die Zeitkonstante in derGrößenordnung der Symboldauer



nichtlineare Polarisationseffekte

Setup zur Demonstration / Quantifizierung von XPolM



Realisierungen mit verschiedenen SOPs der Störkanäle beim Launch und entlang der Faser (PMD) führen zu unterschiedlichen Probe-SOP-Verteilungen / DOPs



Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Sender

256 bits × 4 samples/bit



Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Empfänger

256 bits × 4 samples/bit



ohne Kenntnis aller Kanal-SOPs entlang der Faser keine quantitativen Aussagen für den Einzelfall möglich

Betrachtung des statistischen Ensembles aus allen möglichen Kombinationen



für das Ensemble gibt es ein Modell, dass die SOP-Verteilung und den DOP vorhersagt

Polarisationszustände (SOPs) der CW-Probe am Empfänger

500 × 256 bits × 4 samples/bit



Auswirkungen aufPolarization-Division Multiplex

(PolDM oder PolMUX)



die Auslenkung des SOP vom zeitlichen Mittelwert führt beim PolDM-Demultiplex zu crosstalk und fading



crosstalk

fading

Setup zur Demonstration von crosstalk / fading



PolDM Subkanal ist (im Mittel) x-polarisiert

fading

crosstalk

Jones spacevisualization

SOP eines Symbols ist durch XPolM um den Winkel θ (im Stokes-Raum) ausgelenkt



komplexes crosstalk-Feld in der y-Polarisation am Empfänger

das crosstalk-Feld des Ensembles ist komplex Gaußsch verteilt

2σ² ist eine Funktion des mittleren DOPs



System-Simulationen



low-power CW-Probe und QPSK-Signal (PolDM’ed) +6 × 10 Gbps NRZ interferers

keine PMD in der Faser (um Kompensation zu vermeiden)

Bestimmung von ROSNR der CW Probe (I und Q) als wäre sie ein 10 Gbaud DQPSK-Signal (nur-Nullen)



DOP-Verteilung der 500 Iterationen(Auswertung der single-polarization CW-Probe)



ROSNR penalty (single-polarization CW Probe)

keine Abhängigkeit vom DOP der Iteration Variationen durch XPM verursacht



ROSNR penalty (dual-polarization CW / QPSK)Auswertung der CW-Probe



Differenz dual – single polarizationEliminierung der XPM-Schwankungen

theoretische Vorhersage für das Ensemble



Zusammenfassung



die durch XPolM induzierte Depolarisation führt beim PolDM-Demultiplex zu crosstalk (und fading)

crosstalk ist additiv / Gauß-verteilt (statistisches Mittel)

einzelne Systeme im Ensemble können stark von den mittleren Statistiken abweichen

Variation der beobachteten Penalties

wie bei PMD werden Outage-Statistiken benötigt, um das Systemverhalten zu beschreiben

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