Récupération d'horloge par verrouillage de phase optoélectronique pour les systèmes de communication optique à ultra haut débit utilisant un comparateur de phase ultra-rapide en niobate de lithium.

par Fausto Gomez Agis

Thèse de doctorat en Électronique et communications

Sous la direction de Cédric Ware.

Soutenue en 2008

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Dans le contexte de systèmes de communication optique à très haut débit, l'on s'intéresse à la récupération d'horloge, fonction critique au niveau du récepteur et de la régénération de signaux. Jusqu'à maintenant, au delà du débit de 160 Gbit/s par canal, les boucles a verrouillage de phase électroniques utilisées pour réaliser telle fonction sont difficiles à réaliser. Raison pour laquelle l'on s'intéresse à des méthodes toutes-optiques ou partialement-optiques. Dans ce travail, l'on explore l'extraction d'horloge de signaux OTDM à très haut débit et la synchronisation de signaux sinusoïdaux, à partir d'une une PLL opto-électronique (OEPLL) en exploitant le processus non-linéaire de somme de fréquences réalisé dans des guides d'onde PPLN. La nouveauté de l'OEPLL, ici, est le PPLN qui démontre la récupération d'horloge d'un signal OTDM à 640 Gbit/s. La récupération d'horloge accomplie de manière satisfaisante, établit la première démonstration utilisant un composant PPLN-ARW à de tels débits et la deuxième démonstration à 640 Gbit/s. De plus, la récupération d'horloge d'un signal à 640 Gbit/s transmis sur 50 km de fibre SMF-IDF à été réalisée ainsi que l'extraction, sans erreur (BER 10^-9), d'un canal à 10 Gbit/s avec une pénalité de moins -1 dB. Ce travail donne une description analytique ainsi qu'expérimentale du PPLN en tant que comparateur de phase ultra-rapide pour deux types de signaux, à savoir OTDM et sinusoïdal. De même, des expériences sur la récupération d'horloge qui démontrent tel fonctionnalité sont présentées.

  • Titre traduit

    Clock recovery of ultra-high speed OTDM signals by phase-locked loop based on PPLN


  • Résumé

    In the context of ultra-high speed optical communication systems, we are focused on clock recovery, a critical function for signal reception and regeneration. At today, beyond the bit-rate of 160 Gbit/s per channel, electronics PLLs employed to perform such task are difficult to implement. So our interest for all-optical or partially-optical methods. In this work, we explore the potential offered by sum-frequency generation in PPLN waveguides, incorporated in a PLLs as a clock recovery unit for sinusoidally-modulated and ultra-high speed OTDM signals. These nonlinear optical devices provide the functionality of an ultra-fast phase comparator, producing an error signal as a function of the phase difference between the envelopes of two optical signals (the data signal and the optical clock). The relevance of an OEPLL based on PPLN is to demonstrate CR of an ultra-high speed OTDM signals at 640 Gbit/s. Clock extraction successfully achieved, establishes the first demonstration using an ARW-PPLN device at such bit rates and the second CR demonstration at 640 Gbit/s. Additionally, a full 640 Gbit/s transmission experiment (transmission and clock recovery), over a span of 50 km of SMF-IDF fiber is conducted. Successful channel extraction of a 10 Gbit/s tributary is achieved with error-free performance (BER 10^-9) and a power penalty to less than 1 dB. An analytical description and experimental demonstrations of PPLN waveguides as ultra-fast phase comparators for both types of signals are presented. In the same way, CR experiments demonstrating the potential of these devices for the pursued application are provided.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 125 réf. bibliogr. Résumé en français et en anglais. Synthèse en français

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  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 5.325 GOME
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