Analytical and experimental performance evaluation of an integrated Si-photonic balanced coherent receiver in a colorless scenario
Notice bibliographique
Résumé
We study analytically and experimentally the performance limits of a Si-photonic (SiP) balanced coherent receiver (CRx) co-packaged with transimpedance amplifiers (TIAs) in a colorless WDM scheme. Firstly, the CRx architecture is depicted and characterization results are presented. Secondly, an analytical expression for the signal-to-noise ratio (SNR) at the CRx output is rigorously developed and various noise sources in the context of colorless reception are outlined. Thirdly, we study experimentally the system-level CRx performance in colorless reception of 16 × 112 Gbps PDM-QPSK WDM channels. Using a 15.5 dBm local oscillator (LO) power, error free transmissions over 4800 and 4160 km at received powers of -3 and -21 dBm per channel, respectively, were achieved in a fully colorless and preamplifierless reception. Next, a set of measurements on one of the center WDM channels is performed where the LO power, received signal power, distance, and number of channels presented to the CRx are swept to evaluate the performance limits of colorless reception. Results reveal that the LO beating with optical noise incoming with the signal is a dominant noise source regardless of received signal power. In the high received signal power regime (~0 dBm/channel), the self-beat noise from out-of-band (OOB) channels is an additional major noise source especially for small LO-to-signal power ratio, short reach and large number of OOB channels. For example, at a received signal power of 0 dBm/channel after 1600 km transmission, the SNR difference between the fully filtered and colorless scenarios, where 1 and 16 channels are passed to the CRx respectively, grows from 0.5 to 3.3 dB as the LO power changes from 12 to 0 dBm. For low received power (~-12 dBm/channel), the effect of OOB channels becomes minor while the receiver shot and thermal noises become more significant. We identify the common mode rejection ratio (CMRR) and sensitivity as the two important CRx specifications that impact the performance at high and low received signal power regimes, respectively. Finally, an excellent match between experimental and analytical SNRs is proven after the derived SNR model is fitted to the experimental data in a least-squares sense. The model is then used to predict that the CRx can operate colorlessly for a fully populated WDM spectrum with 80 channels provided that the LO-to-signal power ratio is properly set.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».