40 Gb/s FPGA implementation of a reduced complexity volterra DFE for DQPSK optical links

Nanou, Maki; Emeretlis, A.; Politi, T.; Theodoridis, Georgios; Georgoulakis, Kristina; Glentis, George-Othon

doi:10.1109/icton.2015.7193332

Cited by 5 publications

(3 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…VDFE employing skimmed Volterra kernels in place of the full-sized counterparts, have been proposed as a viable solution in high-speed, low-cost implementation for the equalization of OOK keying signaling, as well as for the DQPSK modulation, operating at bit rates as high as 40 Gb/s [2,10,12,20]. Assuming the same example of Equation (4), let the signals processed given by the triplet (I c , Q c , Q d ), i.e., the destructive port of the I channel, be ignored.…”

Section: Proposed Partially-joint Single-ended Dqpsk Equalizationmentioning

confidence: 99%

“…A low complexity alternative of proposed three port partially joint single ended VDFE, is a degenerated form of PVDFE, the so called skimmed VDFE (SVDFE) [10], where extreme pruning is applied to the feed-forward Volterra kernels, keeping only the coefficients that correspond to the diagonal of the full sized counterpart. VDFE employing skimmed Volterra kernels in place of the full-sized counterparts, have been proposed as a viable solution in high-speed, low-cost implementation for the equalization of OOK keying signaling, as well as for the DQPSK modulation, operating at bit rates as high as 40 Gb/s [2,10,12,20].…”

Section: Proposed Partially-joint Single-ended Dqpsk Equalizationmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

High-Speed, High-Performance DQPSK Optical Links with Reduced Complexity VDFE Equalizers

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Optical transmission technologies optimized for optical network segments sensitive to power consumption and cost, comprise modulation formats with direct detection technologies. Specifically, non-return to zero differential quaternary phase shift keying (NRZ-DQPSK) in deployed fiber plants, combined with high-performance, low-complexity electronic equalizers to compensate residual impairments at the receiver end, can be proved as a viable solution for high-performance, high-capacity optical links. Joint processing of the constructive and the destructive signals at the single-ended DQPSK receiver provides improved performance compared to the balanced configuration, however, at the expense of higher hardware requirements, a fact that may not be neglected especially in the case of high-speed optical links. To overcome this bottleneck, the use of partially joint constructive/destructive DQPSK equalization is investigated in this paper. Symbol-by-symbol equalization is performed by means of Volterra decision feedback-type equalizers, driven by a reduced subset of signals selected from the constructive and the destructive ports of the optical detectors. The proposed approach offers a low-complexity alternative for electronic equalization, without sacrificing much of the performance compared to the fully-deployed counterpart. The efficiency of the proposed equalizers is demonstrated by means of computer simulation in a typical optical transmission scenario.

show abstract

Section: Proposed Partially-joint Single-ended Dqpsk Equalizationmentioning

confidence: 99%

Section: Proposed Partially-joint Single-ended Dqpsk Equalizationmentioning

confidence: 99%

High-Speed, High-Performance DQPSK Optical Links with Reduced Complexity VDFE Equalizers

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Θα πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν και κάποιες ηλεκτρονικές μέθοδοι που προϋποθέτουν την εκ των προτέρων γνώση της υπολειπόμενης χρωματικής διασποράς, όπως για παράδειγμα οι προ-παραμορφωτικές τεχνικές (pre-distortion techniques) [48,49]. Αντίθετα, οι ηλεκτρονικοί εξισωτές [50][51][52] χρησιμοποιούνται μετά την ανίχνευση του οπτικού σήματος στο δέκτη και προσφέρουν τη δυνατότητα ρυθμιζόμενης λειτουργίας, ικανοποιώντας όλες τις απαιτήσεις που περιγράφηκαν παραπάνω. Τόσο εξαιτίας των μη γραμμικών φαινομένων όσο και εξαιτίας της μη γραμμικής φύσης της φωτοδιόδου ανίχνευσης του οπτικού σήματος το οπτικό κανάλι μετάδοσης χαρακτηρίζεται από της μη γραμμικότητες.…”

Section: κίνητρο και σκοπός μελέτηςunclassified

Υψίρρυθμα Οπτικά Συστήματα Μετάδοσης Άμεσης Φώρασης Σε Μητροπολιτικά Δίκτυα

Νάνου¹

View full text Add to dashboard Cite

Η ανοχή στη διασπορά ενός οπτικού σήματος μειώνεται δραματικά καθώς αυξάνεται ο ρυθμός μετάδοσης και έτσι τα συστήματα υψηλών ρυθμών επηρεάζονται σημαντικά από ανεπαρκώς προσαρμοσμένη αντιστάθμιση διασποράς. Η λύση της τοποθέτησης ινών αντιστάθμισης διασποράς ανά τακτά διαστήματα κατά μήκος μιας ζεύξης κρίνεται στατική και μη ευέλικτη, καθώς προϋποθέτει ότι η τιμή της διασποράς πρέπει να είναι γνωστή εκ των προτέρων. Αντίθετα, η χρήση ηλεκτρονικών εξισωτών παρέχει στο οπτικό σύστημα μια περισσότερο προσαρμοστική λύση στην αντιστάθμιση της διασποράς. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν μέθοδοι βελτίωσης της ποιότητας του σήματος τόσο όταν η αντιστάθμιση της διασποράς γίνεται αποκλειστικά μέσω ηλεκτρονικών μεθόδων στο δέκτη, όσο και με συνδυασμό ηλεκτρονικών εξισωτών και μεθόδων οπτικής αντιστάθμισης. Βασικός στόχος ήταν η αναζήτηση του βέλτιστου συνδυασμού ανάμεσά τους, ώστε να διατηρηθεί όσο το δυνατόν χαμηλότερο το κόστος υλοποίησης. Ένας από τους βασικούς σκοπούς της διδακτορικής διατριβής ήταν η επίδειξη της δυνατότητας αναβάθμισης ενός ήδη υπάρχοντος συστήματος που λειτουργεί στα 10 Gb/s, σε μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης, χωρίς την ανάγκη αλλαγής της εγκατεστημένης υποδομής, τροποποιώντας μόνο τα τερματικά που βρίσκονται στα άκρα του δικτύου (πομπός-δέκτης). Ταυτόχρονα, κρίνεται σημαντική και η επίδειξη της δυνατότητας αύξησης του συνολικού μήκους μετάδοσης χωρίς την ανάγκη αναγέννησης του σήματος. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν διαφορετικά μεγέθη εξισωτών κλασματικής απόστασης με επίβλεψη: (α) συμβόλων γραμμικής παραμετροποίησης και (β) ακολουθίας μέγιστης πιθανοφάνειας. Πιο συγκεκριμένα, οι βασικές κατηγορίες εξισωτών που ερευνήθηκαν είναι: 1. Decision Feedback Equalizer (DFE), 2. Volterra Decision Feedback (VDFE), 3. Maximum Likelihood Sequence Equalizers (MLSE), Η παραπάνω μελέτη επεκτάθηκε και για περισσότερο προηγμένα σχήματα διαμόρφωσης (DPSK,DQPSK) καταλήγοντας σε παρόμοια συμπεράσματα τόσο για συστήματα 10 Gb/s, όσο και για 40 Gb/s. Ωστόσο, καθώς αυξήθηκε η πολυπλοκότητα του ζευγαριού πομπού/δέκτη (λόγω σύνθετων τρόπων διαμόρφωσης) παρατηρήθηκε ότι το κόστος υλοποίησης των εξισωτών αύξανε δραματικά. Έτσι, χρησιμοποιώντας τεχνικές μείωσης πολυπλοκότητας εισήχθησαν στην έρευνα μας εξισωτές που παρά τη αρκετά μειωμένη πολυπλοκότητα, εξακολουθούν να φέρουν εξαιρετικές επιδόσεις που δε διαφέρουν σημαντικά από τις πλήρεις εκδοχές τους. Όλοι οι παραπάνω στόχοι, ερευνήθηκαν τόσο στις περιπτώσεις των εμπορικά διαθέσιμων τρόπων διαμόρφωσης, όσο και σε περισσότερο προηγμένα σχήματα διαμόρφωσης, είτε πρόκειται για μονοκάναλα, είτε για πολυκάναλα συστήματα. Ιδιαίτερα για την περίπτωση των πολυκάναλων συστημάτων μελετήθηκαν συστηματικά οι επιδόσεις του κεντρικού καναλιού, το οποίο φέρει και τη χειρότερη απόδοση ως προς τα μη γραμμικά φαινόμενα, δίνοντας μας έτσι μια εικόνα για το επίδοση του worst case σεναρίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι παράλληλα με την επίδοση των ηλεκτρονικών εξισωτών όσον αφορά τη δυνατότητα αντιστάθμισης της χρωματικής διασποράς, ερευνήθηκε και η δυνατότητα τους να αντισταθμίσουν την διασπορά τρόπου πόλωσης (PMD), στην οποία επίσης εμφάνισαν εξαιρετικά καλή απόδοση. Ειδικότερα δε, καθώς η PMD αποτελεί ένα στοχαστικό μέγεθος που δεν μπορεί να είναι γνωστό εκ των προτέρων, η συνεισφορά των ηλεκτρονικών εξισωτών κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική μιας και η στατική της διαχείριση δεν μπορεί να αποτελέσει λύση.

show abstract