Atténuation en bande de base des distorsions non-linéaires dans les systèmes OFDM optiques cohérents avec cascade d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs

par Jacqueline Sime

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Stéphane Azou et de Noël Tanguy.


  • Résumé

    Divers schémas de pré-distorsion numérique en bande de base (DPD) à mémoire polynomiale ont récemment été étudiés au Lab-STICC pour linéariser un émetteur OFDM optique cohérent utilisant un SOA comme amplificateur de puissance. Des simulations approfondies, basées sur un modèle physique précis de SOA, et les premières expériences ont montré qu'il est possible d'obtenir un gain de performance significatif au niveau du taux d'erreur binaire. Cependant, ces résultats ont été établis en considérant un scénario relativement simple (SOA unique, polarisation simple, largeur de bande électrique limitée) et avec un certain nombre d'hypothèses simplificatrices ; ainsi, un effort de recherche complémentaire est nécessaire pour des transmissions CO-OFDM à haut débit et efficaces basées sur SOA. En particulier, le travail pourrait inclure les points suivants : - La question de la robustesse des DPD en présence des imperfections du front-end optique (bruit, déséquilibre de IQ,...) fera l'objet d'une attention particulière et les règles de conception d'un DPD en présence de bruit de phase laser seront étudiées ; - L'alternative de la postdistorsion numérique (DPoD) au niveau du récepteur ou l'utilisation complémentaire de DPD avec DPoD seront explorées ; - L'étude sera élargie au cas de SOAs cascadés, pour lequel la transmission multiporteuse et la compensation de non-linéarités des amplificateurs semblent être des questions ouvertes ; - L'influence des paramètres inhérents à la modulation (nombre de sous-porteuses, taille de constellation) sera également étudiée et des schémas de modulation alternatifs à l'OFDM conventionnelle seront considérés. Des contributions équilibrées entre études théoriques et expérimentations sont visées tout au long du projet, avec une validation expérimentale systématique des algorithmes proposés, en s'appuyant sur les moyens mises à disposition par les partenaires.

  • Titre traduit

    Baseband attenuation of the nonlinear distortions in coherent optical OFDM systems with a cascade of semi-conductor optical amplifiers


  • Résumé

    Diverse schemes of baseband digital pre-distortion (DPD) polynomials with memory have recently been studied at Lab-STICC to linearize a coherent optical OFDM emitter using a SOA as a power amplifier. Extended simulations based on a precise physical SOA model and some initial experiments have shown that it is possible to obtain significantly better performances with respect to bit error rate. However, these results have been obtained considering a relatively simple scenario (one SOA, simple polarization, limited electrical bandwidth) and a certain number of simplifying hypotheses; thus, complementary research is necessary for effective, broadband CO-OFDM transmissions based on SOAs. In particular, the research work could include the following points: -Robustness of DPDs in the presence of optical front-end imperfections (noise, IQ imbalance,…) deserves consideration and the rules of conception of a DPD in the presence of laser phase noise will be studied ; - The alternative of digital post-distortion (DPoD) at the receiver or the complementary use of DPD with DPoD will be explored; - The study will be broadened to the case of a cascadeof SOAs which seems to still have unanswered questions for multicarrier transmission and amplifier nonlinearity compensation; - The influence of parameters inherent to the modulation (subcarrier number, constellation size) will be studied as well and different alternatives to the conventional OFDM modulation will be considered. A balance between theoretical and experimental contributions will be the aim throughout the thesis, with a systematic experimental validation for proposed algorithms, drawing from the means provided by partners