Transmission of 200 Tb/s (375 × 3 × 178.125 Gb/s) PDM-DFTS-OFDM-32QAM super channel over 1 km FMF

Abstract

A few-mode fiber (FMF) is designed to support three spatial modes (LP₀₁, LP_11a, and LP_11b) and fabricated through plasma chemical vapor deposition (PCVD)and rod-in-tube (RIT) method. Using PDM-DFTS-OFDM-32QAM modulation, wavelength division multiplexing, mode multiplexing, and coherent detection, we successfully demonstrated 200 Tb/s (375 × 3 × 178.125 Gb/s) signal over 1 km FMF using C and L bands with 25 GHz channel spacing. After 1 km FMF transmission, all the tested bit error rates (BERs) are below 20% forward error correction (FEC) threshold (2.0 × 10⁻²). Within each sub-channel, we achieved a spectral efficiency of 21.375 bits/Hz in the C and L bands.

Keywords

few-mode fiber (FMF) / mode multiplexing / coherent detection

References

[1] Winzer P J. Modulation and multiplexing in optical communication systems. IEEE LEOS Newsletter, 2009, 23(1): 4–10

[2] Fukuchi K, Kasamatsu T, Morie M, Ohhira R, Ito T, Sekiya K, Ogasawara D, Ono T. 10.92-Tb/s (273 40-Gb/s) triple-band/ultra-dense WDM optical-repeatered transmission experi-ment. In Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2001. 2001, Paper PD24

[3] Gnauck A H, Charlet G, Tran P, Winzer P J, Doerr C R, Centanni J C, Burrows E C, Kawanishi T, Sakamoto T, Higuma K. 25.6-Tb/s C+L band transmission of polarization-multiplexed RZ-DQPSK signals. In: Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2007. 2007, PD19

[4] Zhou X, Yu J, Huang M F, Shao Y, Wang T, Nelson L, Magill P, Birk M, Borel P I, Peckham D W, Lingle R Jr. 64-Tb/s (640 ×107-Gb/s) PDM-36 QAM transmission over 320 km using both pre- and post-transmission digital equalization. In: Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2010. 2010, PDP B9

[5] Qian D, Huang M, Ip E, Huang Y K, Shao Y, Hu J, Wang T. High capacity/spectral efficiency 101.7-Tb/s WDM transmission using PDM-128QAM-OFDM over 165-km SSMF within C- and L-bands. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(10): 1540–1548

[6] Sano1 A, Kobayashi T, Yamanaka S, Matsuura A, Kawakami H, Miyamoto Y, Ishihara K, Masuda H. 102.3-Tb/s (224 × 548-Gb/s) C- and extended L-band all-Raman transmission over 240 km using PDM-64QAM single carrier FDM with digital pilot tone. In: Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2012. 2012, PDP B5C.3

[7] Luo M, Li C, Yang Q, He Z, Xu J, Zhang Z, Yu S. 100.3-Tb/s(375×267.27-Gb/s) C- and L-band transmission over 80-km SSMF using DFT-S OFDM 128-QAM. In: Proceedings of Asia-Pacific Communications and Photonics Conference (ACP) 2014. 2014, PDP AF4B.1

[8] Richardson D J, Fini J M, Nelson L E. Space-division multiplexing in optical fibers. Nature Photonics, 2013, 7(5): 354–362

[9] Krummrich P M, Petermann K. Evaluation of potential optical amplifier concepts for coherent mode multiplexing. In: Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2012. 2012, Paper OMH5

[10] Ip E, Bai N, Huang Y K, Mateo E, Yaman F, Li M J. 88×3×112-Gb/s WDM transmission over 50 km of three-mode fiber with inline few-mode fiber amplifier. In: Proceedings of 37th European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC), 2011. 2011, Paper Th.13.C.2

[11] Sleiffer V, Jung Y, Veljanovski V, Uden R, Kuschnerov M, Kang Q, Grüner-Nielsen L, Sun Y, Richardson D, Alam S, Poletti F, Sahu J, Dhar A, Chen H, Inan B, Koonen T, Corbett B, Winfield R, Ellis A, Waardt H. 73.7 Tb/s (96×3×256-Gb/s) mode-division-multiplexed DP-16QAM transmission with inline MM-EDFA. In: Proceedings of European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC) 2012. 2012, Th.3.C.4

[12] Ryf R, Randel S, Fontaine N K, Montoliu M, Burrows E, Chandrasekhar S, Gnauck A H, Xie C, Essiambre R, Winzer P, Delbue R, Pupalaikis P, Sureka A, Sun Y, Gruner-Nielsen L, Jensen R V, Lingle R. 32-bit/s/Hz spectral efficiency WDM transmission over 177-km few-mode fiber. In: Proceedings of Optical Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2013. 2013, PDP5A.1

[13] Ip E, Li M J, Huang Y K, Tanaka A, Mateo E, Wood W, Hu J Q, Yano Y, Koreshkov K. 146λ×6×19-Gbaud wavelength- and mode-division multiplexed transmission over 10×50-km spans of few-mode fiber with a gain-equalized few-mode EDFA. In: Proceedings of Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2013. 2013, PDP5A.2

[14] Yang Q, He Z, Yang Z, Yu S, Yi X, Shieh W. Coherent optical DFT-spread OFDM transmission using orthogonal band multiplexing. Optics Express, 2012, 20(3): 2379–2385

[15] Li C, Yang Q, Jiang T, He Z, Luo M, Li C, Xiao X, Xue D, Yi X, Yu S. Investigation of coherent optical multi-band DFT-S OFDM in long haul transmission. IEEE Photonics Technology Letters, 2012, 24(19): 1704–1707

[16] Randel S, Ryf R, Sierra A, Winzer P J, Gnauck A H, Bolle C A, Essiambre R J, Peckham D W, McCurdy A, Lingle R Jr. 6×56-Gb/s mode-division multiplexed transmission over 33-km few-mode fiber enabled by 6×6 MIMO equalization. Optics Express, 2011, 19(17): 16697–16707

[17] Liu X, Buchali F, Tkach R W. Improving the nonlinear tolerance of polarization-division-multiplexed CO-OFDM in long-haul fiber transmission. Journal of Lightwave Technology, 2009, 27(16): 3632–3640

Acknowledgements

This work was supported by the Major Scientific and Technological Innovation Projects of Hubei Province (No. 2014AAA001), the National Basic Research Program of China (Nos. 2014CB340100, 2014CB340101, and 2014CB340105), and the Natural Science Foundation of Hubei Province (No. 2015CFA056).

RIGHTS & PERMISSIONS

2014 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg