1. Sofien Mhatli(1,2)
(1) University Jandouba, Institut Supérieur d’Informatique du Kef
(2) University of Carthage, Tunisia Polytechnic School, SERCom laboratory

2. Agenda
2
Les systèmes optiques Haut débit au
delas du 40 Gb/s
Les systèmes optiques dans un
contexte du 5G
Les systèmes optiques basés sur SDM
1
2
3

3. Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(1/3)
3
1
• Développer des systemes optiques de trés haut debit, longue portée et à
faible cout.
• Les systèmes basés sur la fibre optiques ont des contraintes majeurs:
• la dispersion chromatique.
• la nonlinéarite.
• Un cout tres élevé des composants de la compensation de la dispersion:
– Solution:
Développer des DSP (Digital Signal Processing) algorithme capable de
compenser tout ces contraintes;
40 Gb/s
5G Context
SDM

4. 4
1
40 Gb/s
5G Context
SDM
Principe générale de l’égalisation des signaux
 
1
(0)
0
ˆ
M
k
k
A


IFFT TX RX
LINK 
1
0
M
k k
A


FFT pass-0
EMULATE LINK
NONLINEARITY:
VOLTERRA FILTER
+

-
pass-1
pass-1
ˆNL
nr
c
nr
pass-1
 
1
0
ˆ
M
k
k
A


IFFTÉgaliseur adaptafif
Decision
preliminaire
décision
finale
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(1/6)

5. 3
40 Gb/s
5G Context
1
SDM
Chaine expérimental d’un système CO-OFDM avec l’égaliseur ANN
Chaine expérimental d’un système 16-QAM CO-OFDM avec ANN-NLE
ECL: external cavity laser, DSP: digital signal processing, AWG: arbitrary waveform generator, AOM: acousto-optic modulator, EDFA: Erbium-doped fiber amplifier, GFF: gain flatten filter,
LO: local oscillator
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(2/6)

6. 6
11
40 Gb/s
5G Context
SDM
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(3/6)
Chaine expérimental d’un système WDM avec l’égaliseur ANN
NIVSTF=(Nspan+1)8NSCNoverlog2 (NSCNover)+(20Nspan 6)NSCNover+16(Nspan+1)
NANN=2NSC(2Nbits+1)

7. 7
11
40 Gb/s
5G Context
SDM
Principe de l’algorithme ANN( Artificiel Neural Network)
Calculate le signal estimer et E(n)
Summation of BP-LR operation:
i) Il s’agit d’adapter les poids du réseaux ANN pour minimizer:
ii) Les poids sont adaptées avec l’utilisation de gradiant descendant de E(n)
Les poids sont adaptés comme suit :
Step 1
Step 2
Step 3
Initialization des poids et des seuils
Introduire le vecteur , X(n) et le vecteur désirée S(n)
Adaptation des poids en se basant à :
Si E(n) est inférieur au seuil go to Step 2
Step 4
Step 5
est le poids de l’i-éme neuron de k-éme sous réseau de neurone à l’n-éme iteration
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(4/6)

8. 8
11
40 Gb/s
5G Context
SDM
Q-factor vs. débit de signal d’un système CO-OFDM à1000km (LOP = –6 dBm) avec
IVSTF-NLE, sans NLE, et avec ANN-NLE en utilisant different longeur du vecteur
training pour ANN
Performances d’un système CO-OFDM avec 40 Gb/s avec et sans ANN
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(5/6)

9. 9
11
40 Gb/s
5G Context
SDM
-8 -4 0 4 8 12 16 20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
(a)
w/o NLE constellation
at 4 dBm
RSVM-NLE constellation
at 6 dBm
FEC-limit
Q-factor(dB)
Launched optical power (dBm)
RSVM-NLE
w/o NLE
Performances expérimental d’un système CO-OFDM avec 40 Gb/s avec et sans SVM
Les systèmes optiques au delà de 40 Gb/s(6/6)
20-Gb/s middle CO-OFDM channel at 3200 km

10. 10
12
40 Gb/s
5G Context
SDM
Fig.1 Block diagram of D-RoF system with either OFDM or
GFDM synthesis
0 3 6 9 12 15 18 21
1E-5
1E-4
1E-3
0,01
0,1
BER
SNR(dB)
MF-GFDM
MF-OFDM
MMSE-GFDM
MMSE-OFDM
ZF-GFDM
ZF-OFDM
FEC limit BER
Les systèmes optiques dans un contexte 5G (1/2)

11. 11
12
40 Gb/s
5G Context
SDM
11
Q factor versus launch optical power using third order Volterra equalizer with 3 taps at 600 and 700 Km a,
5 taps at 700 and 800 Km. GFDM parameters: K=64, Kon=32, M=15, g=RRC, α=0.1, nB=5.[m1]Maximum fiber length versus launch[m1] power with 3 and 5 taps third-order Volterra equalizer
Les systèmes optiques dans un contexte 5G (2/2)

12. SDM and Re-configurable mode division multiplexing
12
3
40 Gb/s
5G Context
SDM
Ce projet en cours de développement dans le cadre de la coopération bilatéral Tuniso-Korean

13. Publications
13
3
1. S Mhatli, H Mrabet, A Amari, ‘Extensive simulation of fibre non-linearity mitigation in a CO-OFDM-WDM long-haul
communication system’, IET Optoelectronics 12 (5), 258-262
2. T. Nguen et S.Mhatli., “Fiber nonlinearity equalizer based on support vector classification for coherent optical
OFDM”, IEEE Photonics Journal, 2016, Volume: 8, Issue: 2
3. E.Giacoumidis, A Tsokanos, M Ghanbarisabagh, S Mhatli, LP Barry, Unsupervised Support Vector Machines for
Nonlinear Blind Equalization in CO-OFDM, IEEE Photonics Technology Letters 30 (12), 1091 – 1094
4. H Mrabet, S Mhatli, I Dayoub, E Giacoumidis Performance analysis of AO-OFDM-CDMA with advanced 2D-hybrid
coding for amplifier-free LR-PONs IET Optoelectronics 12 (6), 293-298
5. RS Asha, VK Jayasree, S Mhatli, An 80Gbps multi-band access Radio over Fiber link with single side band optical
millimeter-wave dispersion-tolerant transmission without FBG and optical filter, Opto-Electronics Review 25 (4), 311-
317
6. E Giacoumidis, S Mhatli, MFC Stephens, A Tsokanos, J Wei, ...Reduction of nonlinear intersubcarrier intermixing in
coherent optical OFDM by a fast newton-based support vector machine nonlinear equalizer, Journal of Lightwave
Technology 35 (12), 2391-2397
7. S Mhatli, H Mrabet, E Giacoumidis, I Dayoub, Performance evaluation of an IMDD optical OFDM-CDMA system,
Applied optics 57 (7), 1569-1574

14. Merci pour votre
attention.