All-optical add-drop multiplexer for OFDM signals

We summarize our research work on the design and development of an add-drop multiplexer for spectrally overlapping OFDM signals. The standard node functions of sub-channel drop, extraction and insertion were obtained whilst the signals remained fully in the optical domain. Numerical simulations have been carried out to identify the main sources of degradation and to benchmark the architectural performance against critical design parameters, whereas the experimental demonstration of the scheme has been achieved for both single quadrature and dual quadrature signals. The reported scheme enables a fully flexible node compatible with future terabit per second super-channel transmission.

All-optical add-drop multiplexing of OFDM signals

We discuss the recently proposed architecture for an all-optical add-drop multiplexer of OFDM signals and we summarize the results of its theoretical design and experimental implementation. © 2015 OSA.

Nonlinear and ROADM induced penalties in 28 Gbaud dynamic optical mesh networks employing electronic signal processing

We report the impact of cascaded reconfigurable optical add-drop multiplexer induced penalties on coherently-detected 28 Gbaud polarization multiplexed m-ary quadrature amplitude modulation (PM m-ary QAM) WDM channels. We investigate the interplay between different higher-order modulation channels and the effect of filter shapes and bandwidth of (de)multiplexers on the transmission performance, in a segment of pan-European optical network with a maximum optical path of 4,560 km (80km x 57 spans). We verify that if the link capacities are assigned assuming that digital back propagation is available, 25% of the network connections fail using electronic dispersion compensation alone. However, majority of such links can indeed be restored by employing single-channel digital back-propagation employing less than 15 steps for the whole link, facilitating practical application of DBP. We report that higher-order channels are most sensitive to nonlinear fiber impairments and filtering effects, however these formats are less prone to ROADM induced penalties due to the reduced maximum number of hops. Furthermore, it has been demonstrated that a minimum filter Gaussian order of 3 and bandwidth of 35 GHz enable negligible excess penalty for any modulation order.

Simulation of the transmission performance for equalized holographic ROADM designs

A complete simulation of the transmission performance for Equalized Holographic ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) designs is presented in this paper. These devices can address several wavelengths from the input to different output fibres, according to the holograms stored in a SLM (Spatial Light Modulator), where all the outputs are equalized in power. All combinations of the input wavelengths are possible at the different output fibres. To simulate the transmission performance of the EH-ROADM, a software program, from Optiwave, has been used. The correspondence between physical blocks of the device (grating, SLM, lens...) and those simulated in the program (filters, losses, splitters...) has been defined in order to obtain a close agreement between the theoretical transmission performance and the simulated one. To complete the review about Equalized Holographic ROADMs some guidelines about its design have been done.

Domain/Multi-Domain Protection and Provisioning in Optical Networks

L’évolution récente des commutateurs de sélection de longueurs d’onde (WSS -Wavelength Selective Switch) favorise le développement du multiplexeur optique d’insertionextraction reconfigurable (ROADM - Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers) à plusieurs degrés sans orientation ni coloration, considéré comme un équipement fort prometteur pour les réseaux maillés du futur relativement au multiplexage en longueur d’onde (WDM -Wavelength Division Multiplexing ). Cependant, leur propriété de commutation asymétrique complique la question de l’acheminement et de l’attribution des longueur d’ondes (RWA - Routing andWavelength Assignment). Or la plupart des algorithmes de RWA existants ne tiennent pas compte de cette propriété d’asymétrie. L’interruption des services causée par des défauts d’équipements sur les chemins optiques (résultat provenant de la résolution du problème RWA) a pour conséquence la perte d’une grande quantité de données. Les recherches deviennent ainsi incontournables afin d’assurer la survie fonctionnelle des réseaux optiques, à savoir, le maintien des services, en particulier en cas de pannes d’équipement. La plupart des publications antérieures portaient particulièrement sur l’utilisation d’un système de protection permettant de garantir le reroutage du trafic en cas d’un défaut d’un lien. Cependant, la conception de la protection contre le défaut d’un lien ne s’avère pas toujours suffisante en termes de survie des réseaux WDM à partir de nombreux cas des autres types de pannes devenant courant de nos jours, tels que les bris d’équipements, les pannes de deux ou trois liens, etc. En outre, il y a des défis considérables pour protéger les grands réseaux optiques multidomaines composés de réseaux associés à un domaine simple, interconnectés par des liens interdomaines, où les détails topologiques internes d’un domaine ne sont généralement pas partagés à l’extérieur. La présente thèse a pour objectif de proposer des modèles d’optimisation de grande taille et des solutions aux problèmes mentionnés ci-dessus. Ces modèles-ci permettent de générer des solutions optimales ou quasi-optimales avec des écarts d’optimalité mathématiquement prouvée. Pour ce faire, nous avons recours à la technique de génération de colonnes afin de résoudre les problèmes inhérents à la programmation linéaire de grande envergure. Concernant la question de l’approvisionnement dans les réseaux optiques, nous proposons un nouveau modèle de programmation linéaire en nombres entiers (ILP - Integer Linear Programming) au problème RWA afin de maximiser le nombre de requêtes acceptées (GoS - Grade of Service). Le modèle résultant constitue celui de l’optimisation d’un ILP de grande taille, ce qui permet d’obtenir la solution exacte des instances RWA assez grandes, en supposant que tous les noeuds soient asymétriques et accompagnés d’une matrice de connectivité de commutation donnée. Ensuite, nous modifions le modèle et proposons une solution au problème RWA afin de trouver la meilleure matrice de commutation pour un nombre donné de ports et de connexions de commutation, tout en satisfaisant/maximisant la qualité d’écoulement du trafic GoS. Relativement à la protection des réseaux d’un domaine simple, nous proposons des solutions favorisant la protection contre les pannes multiples. En effet, nous développons la protection d’un réseau d’un domaine simple contre des pannes multiples, en utilisant les p-cycles de protection avec un chemin indépendant des pannes (FIPP - Failure Independent Path Protecting) et de la protection avec un chemin dépendant des pannes (FDPP - Failure Dependent Path-Protecting). Nous proposons ensuite une nouvelle formulation en termes de modèles de flots pour les p-cycles FDPP soumis à des pannes multiples. Le nouveau modèle soulève un problème de taille, qui a un nombre exponentiel de contraintes en raison de certaines contraintes d’élimination de sous-tour. Par conséquent, afin de résoudre efficacement ce problème, on examine : (i) une décomposition hiérarchique du problème auxiliaire dans le modèle de décomposition, (ii) des heuristiques pour gérer efficacement le grand nombre de contraintes. À propos de la protection dans les réseaux multidomaines, nous proposons des systèmes de protection contre les pannes d’un lien. Tout d’abord, un modèle d’optimisation est proposé pour un système de protection centralisée, en supposant que la gestion du réseau soit au courant de tous les détails des topologies physiques des domaines. Nous proposons ensuite un modèle distribué de l’optimisation de la protection dans les réseaux optiques multidomaines, une formulation beaucoup plus réaliste car elle est basée sur l’hypothèse d’une gestion de réseau distribué. Ensuite, nous ajoutons une bande pasiv sante partagée afin de réduire le coût de la protection. Plus précisément, la bande passante de chaque lien intra-domaine est partagée entre les p-cycles FIPP et les p-cycles dans une première étude, puis entre les chemins pour lien/chemin de protection dans une deuxième étude. Enfin, nous recommandons des stratégies parallèles aux solutions de grands réseaux optiques multidomaines. Les résultats de l’étude permettent d’élaborer une conception efficace d’un système de protection pour un très large réseau multidomaine (45 domaines), le plus large examiné dans la littérature, avec un système à la fois centralisé et distribué.

A novel architecture for all-optical add-drop multiplexing of OFDM signals

We propose a novel architecture for all-optical add-drop multiplexing of OFDM signals. Extensive numerical simulations have been carried out to benchmark the performance of the architecture against critical design parameters.

Numerical investigation of all-optical add-drop multiplexing for spectrally overlapping OFDM signals

We propose a novel architecture for all-optical add-drop multiplexing of OFDM signals. Sub-channel extraction is achieved by means of waveform replication and coherent subtraction from the OFDM super-channel. Numerical simulations have been carried out to benchmark the performance of the architecture against critical design parameters.

Design of equalized ROADMs devices with flexible bandwidth based on LCoS technology

This paper describes the theory, design, applications and performance of a new Reconfigurable Add-drop Multiplexer (ROADM) with flexible bandwidth allocation. The device can address several wavelengths at the input to four output fibers, according to the holograms stored in a SLM (Spatial Light Modulator), where all the outputs are equalized in power. All combinations of the input wavelengths are possible at the different output fibers. Each fiber has assigned all the signals with the same bandwidth; the possible bandwidths are 12.5GHz, 25GHz, 50GHz and 100GHz, according to ITU-T 694.1 Recommendation. It is possible to route several signals with different bandwidth in real time thanks to Liquid Crystal over Silicon (LCoS) technology.

Analysis and Testing of a Novel Oadm Based on FBG and Machzehnder Interferometer

A novel optical add-drop multiplexer (OADM) based on the Mach-Zelauler interferometer (MZI) and the fiber Bragg grating (FBG) is proposed for the first tittle to the authors ' knowledge. In the structure, the Mach-Zehnder interferometer acts as an optical switch. The principle of the OADM is analyzed in this paper. The OADM can add/drop one of the multi-input channels or pass the channel directly by adjusting the difference of the two arms of the interferometer. The channel isolation is more than 20 dB

Robustness of 40 Gb/s ASK modulation formats in the practical system infrastructure

In this work, we analyzed by means of numerical and laboratory experiments the resilience of 40 Gb/s amplitude shift keying modulation formats to transmission impairments in standard single-mode fiber lines as well as to optical filtering introduced by the optical add/drop multiplexer cascade. Our study is a pre-requisite to assess the implementation of cost-effective 40 Gb/s modulation technology in next generation high bit-rate robust optical transport networks.

Robustness of 40 Gb/s ASK modulation formats in the practical system infrastructure

In this work, we analyzed by means of numerical and laboratory experiments the resilience of 40 Gb/s amplitude shift keying modulation formats to transmission impairments in standard single-mode fiber lines as well as to optical filtering introduced by the optical add/drop multiplexer cascade. Our study is a pre-requisite to assess the implementation of cost-effective 40 Gb/s modulation technology in next generation high bit-rate robust optical transport networks. © 2006 Optical Society of America.

Experimental implementation of an all-optical interferometric drop, add, and extract multiplexer for superchannels

We present the experimental implementation of an all-optical ROADM scheme for routing of an individual subchannel within an all-optical OFDM superchannel. The different functions required of optical node were demonstrated using interferometric technique with the extraction, drop, and addition of individual subchannel in a ten subchannels optically aggregated signal. The scheme we reported enables a fully flexible node compatible with future terabit per second superchannel transmission.

Experimental demonstration of an all-optical interferometric drop, add, and extract multiplexer for OFDM super-channel

The experimental implementation of an all-optical node able of routing a channel contained in an all-optical OFDM super-channel is presented. The extract function is performed through channel selection, reshaping and interferometric suppression.

Add/drop filters based on SiC technology for optical interconnects

In this paper we demonstrate an add/drop filter based on SiC technology. Tailoring of the channel bandwidth and wavelength is experimentally demonstrated. The concept is extended to implement a 1 by 4 wavelength division multiplexer with channel separation in the visible range. The device consists of a p-i'(a-SiC:H)-n/p-i(a-Si: H)-n heterostructure. Several monochromatic pulsed lights, separately or in a polychromatic mixture illuminated the device. Independent tuning of each channel is performed by steady state violet bias superimposed either from the front and back sides. Results show that, front background enhances the light-to-dark sensitivity of the long and medium wavelength channels and quench strongly the others. Back violet background has the opposite behaviour. This nonlinearity provides the possibility for selective removal or addition of wavelengths. An optoelectronic model is presented and explains the light filtering properties of the add/drop filter, under different optical bias conditions.

Cascaded all-optical sub-channel add/drop multiplexing from a 1-Tb/s super-channel having 2-GHz guard-bands

We demonstrate cascaded 100-Gb/s sub-channel add/drop from a 1-Tb/s multi-band OFDM super-channel having 2-GHz inter-sub-channel guard-bands within a recirculating loop via a hierarchical ROADM using high-resolution filters, showcasing 1000-km transmission reach and five ROADM node passages for the add/drop sub-channel when hybrid Raman-EDFA is implemented.