Experimental crosstalk characterization in a 7-core multicore fiber

The study of SDM (Space-Division Multiplexing) techniques are spreading in optical communications due to the growing of the demand of capacity caused by the increasing of the internet traffic. The purpose of this thesis is to characterize the so-called intercore crosstalk (ICXT) in the SDM optical systems that use multicore fibers (MCF) as spatial multiplexing technique. Starting from a mathematical model that gives as output the ICXT characteristics; it uses the fiber parameters and the kind of signal transmitted, it is characterized the behaviour in time of the ICXT present in a 7-core MCF. The fiber is long 2.9 km and was made by the Photonic Network Systems Lab at National Institute of Information and Communications Technology (NICT) in Japan. In the experiment we transmitted, only in the central core, laser sources with different linewidth and signals with different modulation and bandwidth; but at the same power and nominal wavelength. More in detail, for the modulated signals, we used discrete multitone modulation (DMT): this modulation allows to characterize the ICXT behaviour in presence of signals without a flat spectrum. Moreover it is interesting because is an adaptive modulation: useful in the MCFs where the ICXT affects unequally the channels of transmission medium. It is moreover characterized the impact of the beating of two signals; in the case of signals coming from different laser sources propagating in different cores of the fiber (both at the same nominal wavelength).

Lo studio di tecniche di multiplazione quali SDM (Space-Division Multiplexing) nell’ambito delle comunicazioni in fibra ottica si sta diffondendo sempre di più a causa della sempre crescente richiesta di capacità dovuta all’aumento del traffico internet. Lo scopo di questa tesi è la caratterizzazione del cosiddetto intercore crosstalk (ICXT) su sistemi ottici basati su SDM che utilizzano fibre ottiche multicore (MCF) come tecnica di multiplazione spaziale. A partire da un modello matematico che restituisce le caratteristiche dell’ICXT in base ai parametri della fibra e al segnale trasmesso in essa, si è caratterizzata la variazione dell’ICXT nel tempo in una MCF a 7 core lunga 2,9 km prodotta dal Photonic Network Systems Lab al National Institute of Information and Communications Technology (NICT) in Giappone. Negli esperimenti abbiamo trasmesso, solo nel core centrale, segnali che differiscono per ampiezza di riga del laser utilizzato e per modulazione e bandwidth del segnale stesso; tutti alla stessa potenza e lunghezza d’onda nominale. In particolare per quanto riguarda i segnali modulati, abbiamo usato la modulazione discrete multitone (DMT): questa modulazione ci permette di caratterizzare il comportamento dell’ICXT quando i segnali trasmessi nella MCF non presentano uno spettro piatto. Inoltre è interessante perchè è una modulazione adattativa: utile nelle MCFs dove l’ICXT colpisce in modo ineguale i diversi canali del mezzo trasmissivo. Si è inoltre caratterizzato l’impatto dei battimenti di due segnali; nel caso di segnali provenienti da sorgenti laser differenti propaganti in diversi core della fibra (entrambi alla stessa lunghezza d’onda nominale).