Optical Time-Division Multiplexing of 10 Gbit/s Ethernet Signals Synchronized by All-Optical Signal Processing Based on a Time-Lens

Abstract

I denne afhandling præsenteres 3 års arbejde der har fokuseret på et optisk kredsløb, der udfører puls-kompression, ramme synkronisering samt retiming. Vores design skal multiplekse adskillige 10G Ethernet data pakker sammen som derefter kan videresendes på en højhastigheds OTDM forbindelse. Denne løsning er optisk transparent og behøver ikke klokkegendannelses kredsløb, hvilket resulterer i en potentielt meget effektiv løsning.Det optiske kredsløb er baseret på en tids-linse, som er installeret som en sinus drevet optisk fasemodulation, kombineret med et lineært dispersion element. Idet tids-linser også kan benyttes til puls-kompression, er det er dette også blevet inkluderet som en funktionalitet i det optiske kredsløb. Det samlede design er: (1) pulser konverteres fra NRZ til RZ; (2) pulser synkroniseres, retimes og komprimeres yderligere via den speciel designede tids-linse; og (3) med passende optiske forsinkelses led, kan rammer fra forskellige input interfaces multiplekses sammen via en simpel optisk kobler, hvorved et fuldt OTDM signal kan dannes.Vi demonstrerer og evaluerer designet ved hjælp af laboratorieforsøg og simuleringer i både VPI og MatLab.This Thesis presents 3 years work of an optical circuit that performs both pulse compression and frame synchronization and retiming. Our design aims at directly multiplexing several 10G Ethernet data packets (frames) to a high-speed OTDM link. This scheme is optically transparent and does not require clock recovery, resulting in a potentially very efficient solution. The scheme uses a time-lens, implemented through a sinusoidally driven optical phase modulation, combined with a linear dispersion element. As time-lenses are also used for pulse compression, we design the circuit also to perform pulse compression, as well. The overall design is: (1) Pulses are converted from NRZ to RZ; (2) pulses are synchronized, retimed and further compressed at the specially designed time-lens; and (3) with adequate optical delays, frames from different input interfaces are added, with a simple optical coupler, completing the OTDM signal generation. We demonstrate the effectiveness of the design by laboratory experiments and simulations with VPI and MatLab