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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Übertragungssystem,
das ein OTDM-Signal (Optisches Zeitmultiplexsignal) über eine Übertragungslichtleitfaser
und über
einen optischen linearen Verstärker
und/oder über
einen optischen Regeneratorverstärker
sendet, wobei ein Steuersignal, das Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen, Rahmeninformationen,
Multiplexsignal-Kanalinformationen usw. übermittelt, dadurch übertragen
wird, dass es mit einem OTDM-Signal
multiplexiert wird.
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Außerdem bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf ein optisches Übertragungssystem,
das ein optisches Signal über
eine Übertragungslichtleitfaser und über optische
lineare Verstärker
sendet, wobei das in der Wellenlängendispersions-Kompensation des Übertragungswegs
verwendete Überwachungslicht
dadurch übertragen
wird, dass es mit Signallicht multiplexiert wird.
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Stand der
Technik
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In
einem optischen Übertragungssystem sind
die Übertragungsqualitätsüberwachung,
die Rahmensynchronisation und die Extraktion von Multiplexsignalkanälen sehr
wichtig. In der herkömmlichen
elektrischen Zeitmultiplexierung (ETDM), die Kanäle mit mehreren Zeilen in der
elektrischen Phase multiplexiert, werden die Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen,
Rahmeninformationen und Multiplexsignal-Kanalinformationen, die
jeder dieser Funktionen entsprechen, in den Organisationsdaten des
SDH-Rahmens untergebracht, wobei durch elektrische Signalverarbeitung
nach der Umsetzung des Signallichts in ein elektrisches Signal durch
einen Lichtempfänger
eine Übertragungsqualitätsüberwachung,
eine Rahmensynchronisation und eine Kanalextraktion ausgeführt werden.
Außerdem besteht
ein Verfahren zum Verbessern der Übertragungseigenschaften im
Verringern der Fehlerrate durch Hinzufügen eines Vorwärtsfehlerkorrekturcodes
(siehe M. Tomizawa u. a., "STM-64
linearly repeating optical transmission experiment using forward
error correcting codes",
in Electron. Lett., Bd. 31, Nr. 12, S. 1001–1003, 1996).
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Im
Gegensatz dazu ist ein Verfahren zum Verbessern der Übertragungsgeschwindigkeit
in optischen Übertragungssystemen
die optische Zeitmultiplexierung (OTDM), die mehrere kurze optische
Impulse multiplexiert, während
sie die Zeitgebung entlang der Zeitachse versetzt. Darüber hinaus
gibt es für
die optische Zeitmultiplexierung die parallele Form, die in 18 gezeigt
ist (siehe japanische ungeprüfte
Patentanmeldung, erste Veröffentlichung, Nr.
Hei 10-229364, "Optical
Pulse Multiplexing Apparatus"),
und die serielle Form, die in 19 gezeigt ist
(siehe S. Kawanishi u. a., "All-optical
time-division-multiplexing of 100 GBit/s signal based an four-wave
mixing in a travelling-wave semiconductor laser amplifier", Electron. Lett.,
Bd. 33, Nr. 11, S. 976–977,
1997).
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In 18 wird
der optische Impulszug mit der Wiederholungsrate f0 durch
einen optischen Teiler 61 in N Teile aufgeteilt und in
jeweilige optische Modulatoren 62-1–62-N eingegeben.
Die durch jeden optischen Modulator modulierten optischen Signale werden
jeweils durch optische Verstärker 63-1–63-N verstärkt, durch
optische Verzögerungsvorrichtungen 64-1–64-N mit
einer unterschiedlichen Verzögerung beaufschlagt
und durch einen Optokoppler 65 gekoppelt. Dadurch wird
ein OTDM-Signal mit einer Bitrate Nf0 erzeugt.
Wenn die Bitraten aller Zeilen gleich sind, kann diese Struktur
ein OTDM-Signal erzeugen, das N Zeilen optischer Signale mit beliebigen
Bitraten zeitmultiplexiert, indem es jeweils den optischen Impulszug
mit einer Grundfrequenz f0, der in N Teile
aufgeteilt ist, falls die N Zeilen eines modulierten Signals eine
Bitrate mif0 haben
(i = 1, 2, ..., N und mi ist eine ganze
Zahl gleich oder größer 1),
multipliziert.
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In 19 wird
durch eine Einrichtung 66 zum Erzeugen eines schnellen
optischer Impulszugs ein optischer Impulszug mit einer Wiederholungsrate Σmif0 erzeugt und unter
Verwendung eines Modulationssignals mit einer Bitrate m1f0 durch einen optischen Modulator 67-1 moduliert
und durch einen optischen Verstärker 68-1 verstärkt. Auf
die folgende Weise ist es möglich,
durch sequentielle Modulation unter Verwendung von Modulationskanälen, die
jeweils Bitraten mif0 haben,
bei jedem Modulator ein OTDM-Signal zu erzeugen, das ein Zeitmultiplex-Signallicht
von N Zeilen besitzt.
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Außerdem ist
bei optischen Übertragungssystemen
einer der Hauptfaktoren, die die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften
verursachen, die Wellenlän gendispersion
des optischen Übertragungswegs.
Wenn diese Wellenlängendispersion
groß ist,
verursacht die Intersymbolsteuerung Bitfehler, da die Signalform
des Signallichts verzerrt wird. Der Einfluss hiervon nimmt zu, während die Übertragungsgeschwindigkeit
zunimmt. Somit ist es bei der Konstruktion eines optischen Übertragungssystems
notwendig, die Wellenlängendispersionseigenschaften
des optischen Übertragungswegs zu
verstehen und eine Dispersionskompensation auszuführen.
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Eine
herkömmliche
Einrichtung zum Messen der Wellenlängendispersion bei der Implementierung eines
Systems, wie es in 20 gezeigt ist, ist die Messung
der Null-Dispersions-Wellenlänge
des optischen Übertragungswegs
unter Verwendung eines PM-AM-Umsetzers und deren Verwenden zur Bestimmung
des Betrags der Wellenlängendispersion (siehe
M. Tomizawa, u. a., "Non-linear
influence an PM-AM conversion measurement of group velocity dispersion
in optical fibers",
Electron. Lett., Bd. 30, Nr. 17, S. 1434–1435, 1994).
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In 20 wird
Dauerstrichlicht mit einer Wellenlänge λ1, das
von der Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 71 des
optischen Senders ausgegeben wird, in eine Einrichtung 72 zur
optischen Phasenmodulation eingegeben, wobei Überwachungslicht, auf das eine
Phasenmodulation mit der Frequenz ω1 angewendet
worden ist, an die Übertragungslichtleitfaser 73 gesendet
wird. Das Überwachungslicht
wird über
eine Überwachungslichtleitfaser 73 und über einen
optischen linearen Verstärker 74 gesendet,
durch den optischen Verstärker 75 des optischen
Empfängers
verstärkt
und von einer optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 76 empfangen.
Wegen der Wellenlängendispersion,
die das Überwachungslicht
in der Übertragungslichtleitfaser 73 erfährt, erscheint
derzeit eine Intensitätsmodulationskomponente
mit der Frequenz ω1, die von der Phasenmodulation abhängt.
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Da
diese Intensitätsamplitude
von dem Betrag der Wellenlängendispersion
abhängt,
die das Licht mit der Frequenz λ1 über
die gesamte Übertragungslichtleitfaser
empfängt,
kann der durchschnittliche Betrag der Wellenlängendispersion über die
gesamte Übertragungslichtleitfaser
bekannt sein, falls die Intensitätsamplitudeninformationen
von einem von der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 76 der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 77 ausgegebenen
elektrischen Signal extrahiert werden. Diese Informationen werden
unter Verwendung der Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 78 zu
der Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 71 rückgekoppelt,
wobei es durch mehrmaliges Ausführen
der gleichen Messung durch Ändern
der Wellenlänge
des Eingangslichts möglich
ist, eine beliebige Wellenlänge
zu setzen, die für
die Übertragungslichtleitfaser
geeignet ist, die in das System eingeführt worden ist. Normalerweise
ist es durch Anpassen der durchschnittlichen Null-Dispersions-Wellenlänge der Übertragungslichtleitfaser
als Ganzes möglich,
den Betrag der Dispersion der Übertragungslichtleitfaser
minimal zu machen.
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Allerdings
ist in schnellen Übertragungssystemen
von 40 GBit/s oder höher
als eine Maßnahme gegen
zeitabhängige
Fluktuation der Wellenlängendispersion
wegen der Temperaturfluktuation das Einstellen einer Dispersionsentzerrung,
die die Wellenlängendispersion
in Echtzeit optimal kompensiert, notwendig. Als ein herkömmlich angewendetes
Dispersionsentzerrungsverfahren, das verwendet wird, während ein
System in Betrieb ist, ist ein wie in 21 gezeigtes
Verfahren vorgeschlagen worden, in dem Überwachungslicht mit einer
Wellenlänge,
die sich von der des Signallichts unterscheidet, mit dem Signallicht
wellenlängenmultiplexiert
und gesendet wird, wobei das Überwachungslicht
erst durch ein Wellenlängenfilter
von dem Wellenlängenmultiplex-Licht,
das optisch bei dem Empfänger
aufgeteilt wird, getrennt und der Betrag der Wellenlängendispersion
gemessen wird (siehe Kuwahara u. a., "Study of adjusting dispersion equalization
by dispersion fluctuation detection using the PM-AM conversion effect", Electronic Information
Communication Association Technical Research Report OCS 98-5 [auf
japanisch]).
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In 21 gibt
die Signallicht-Erzeugungseinrichtung 81 Signallicht mit
einer Wellenlänge λ0 aus.
Die Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 82 gibt
Dauerstrichlicht mit einer Wellenlänge λ1 (≠ λ0) aus
und die optische Phasenmodulationseinrichtung 83 erzeugt Überwachungslicht
dadurch, dass sie auf das Dauerstrichlicht eine Phasenmodulation
mit der Frequenz ω1 anwendet. Das Signallicht und das Überwachungslicht
werden durch die optische Kopplungseinrichtung 84 multiplexiert
und über
eine Übertragungslichtleitfaser 85 und über einen
optischen linearen Verstärker 86 gesendet.
Derzeit verbreitert sich die Impulsbreite des Signallichts wegen
der von der gesamten Übertragungslichtleitfaser
empfangenen Wellenlängendispersion,
wobei in dem Überwachungslicht
eine Intensitätsmodulationskomponente mit
einer Frequenz ω1 erscheint, die von der Phasenmodulation
abhängt.
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Das übertragene
Signallicht und Überwachungslicht
werden durch den optischen Verstärker 87 des
optischen Empfängers
verstärkt
und durch die optische Teilungseinrichtung 88 in zwei Teile
aufgeteilt. Einer der Teile wird in das optische Bandpassfilter 89 eingegeben,
das eine Wellenlänge λ1 durchlässt, wodurch
nur das Überwachungslicht
extrahiert wird, während
das Signallicht durchgelassen wird. Dieses Überwachungslicht wird durch
die optoelektronische Umsetzungseinrichtung 90 in ein elektrisches
Signal umgesetzt. Da die Intensitätsamplitude des Überwachungslichts
von dem Betrag der Wellenlängendispersion
abhängt,
die das Licht mit der Wellenlänge λ1 über die
gesamte Übertragungslichtleitfaser
empfängt,
kann der Betrag der durchschnittlichen Wellenlängendispersion der gesamten Übertragungslichtleitfaser
bekannt sein, falls aus dem von der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 90 der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 91 ausgegebenen
elektrischen Signal Intensitätsamplitudeninformationen
extrahiert werden. Diese Informationen werden unter Verwendung der
Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 92 zu
der Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 82 rückgekoppelt,
wobei es durch mehrmaliges Ausführen
der gleichen Messung durch Ändern
der Wellenlänge
des Eingangslichts durch Verfolgen der Null-Dispersions-Wellenlängenfluktuation, während das
System in Betrieb ist, möglich
ist, eine optimale Übertragungswellenlänge zu setzen.
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In
diesem Zusammenhang wird in dem herkömmlichen OTDM-Format ein optisches
Impulssignal nur auf der Zeitachse multiplexiert und zerstreut und
besitzt nicht die Organisationsdaten, die die ETDM benötigt. Somit
gibt es fast keine Untersuchung der Überwachung der Übertragungsqualität und der
Rahmensynchronisation, der Extraktion von Multiplexkanälen oder
der Übertragung
von Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes.
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Im
Gegensatz dazu ist ein Verfahren zum Übertragen von Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes ohne Verwendung
von Organisationsdaten oder redundante Bitfolgen vorgeschlagen worden.
Dieses Verfahren beschränkt
die Bitratenzunahme wegen der Vorwärtskorrektur-Bitfolge des Hauptsignals
durch Wellenlängenmultiplexübertragung
des Vorwärtsfehlerkorrektur-Codes
durch ein Steuersignal mit einer Wellenlänge, die sich von der des Hauptsignals
unterscheidet (siehe japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste
Veröffentlichung,
Nr. Hei 11-32008, "Optical
Transmission Apparatus").
Zum Beispiel werden in dem in 21 gezeigten Überwachungslicht
Steuerinformationen übermittelt
und übertragen, wobei
auch für
das OTDM-Format eine Vorwärtsfehlerkorrektur
ohne Organisationsdaten möglich
ist, wenn dieses Verfahren verwendet wird.
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Da
bei der Wellenlängenmultiplexübertragung
des Hauptsignals und des Steuersignals aber zwei Wellen durch das
in dem optischen linearen Verstärker
vorgesehene optische Bandpassfilter gehen müssen, ist im Vergleich zu der
Bitrate des Hauptsignals eine breite Bandbreite notwendig. Infolgedessen gibt
es das Problem, dass der Ausschließungseffekt der ASE (verstärkten spontanen
Emission), den der optische Verstärker erzeugt, verringert wird
und dass sich die Übertragungseigenschaften
verschlechtern. Darüber
hinaus wird der Einfluss der Wellenlängendispersion der Übertragungslichtleitfaser
umso größer, je
schneller die Bitrate wird, wobei die Phasendifferenz zwischen den
zwei Wellen des Hauptsignals und des Steuersignals ein Bit übersteigt.
Somit gibt es das Problem, dass keine richtige Vorwärtsfehlerkorrektur
ausgeführt
werden kann.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Übertragungssystem
zu schaffen, das Steuersignallicht, das den Organisationsdaten entspricht,
die die Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen,
die Rahmeninformationen, die Multiplexsignal-Kanalinformationen
usw. aufnehmen, mit derselben (oder nahezu derselben) Wellenlänge wie
das OTDM-Signal übertragen
kann.
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Wie
in 21 gezeigt ist, ist in einem optischen Übertragungssystem,
das ein Lichtsignal mit einer Wellenlänge λ0 und Überwachungslicht
mit einer Wellenlänge λ1 durch
Wellenlängenmultiplexierung überträgt und unter
Verwendung des Überwachungslichts
eine Wellenlängendispersions-Kompensation
ausführt,
die Wellenlängendispersions-Kompensation
außerdem
immer für
die Überwachungslichtwellenlänge, wobei
das Versatz des Betrags der Wellenlängendispersion der Überwachungslichtwellenlänge und
der Signallichtwellenlänge
im Voraus bekannt ist und anhand dessen eine Steuerung der Signallichtwellenlänge der
Signallicht-Erzeugungseinrichtung 81 notwendig war.
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Um
die Signallichtwellenlänge
und das Überwachungslicht
mit einer Differenzwellenlänge
wie oben beschrieben zu wellenlängenmultiplexieren
und zu übertragen,
wären außerdem Breitbandeigenschaften
des optischen linearen Verstärkers 86 notwendig.
Infolgedessen wird der Einfluss der durch den optischen Verstärker erzeugten
ASE groß,
wobei es die Bedenken der Verschlechterung der Signaleigenschaft
gibt.
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US 5 815 294 offenbart ein
optisches Übertragungssystem
mit einer Übertragungseigenschaft-Messvorrichtung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Übertragungssystem
zu schaffen, das den Betrag der Wellenlängendispersion unter Verwendung
von Überwachungslicht
mit derselben (oder nahezu derselben) Wellenlänge wie das Signallicht überwacht
und die optische Wellenlängendispersions-Kompensation
immer ausführt.
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Probleme ist der erste Aspekt der Erfindung
durch einen optischen Sender charakterisiert, der Folgendes umfasst:
eine Einrichtung zum Erzeugen optischer Zeitmultiplexsignale, die
ein OTDM-Signal mit einer Wellenlänge λ0 ausgibt,
die ein Zeitmultiplexsignallicht mit N Zeilen und mit einer Bitrate
mif0 hat, die ein ganzzahliges
Vielfaches der Grundfrequenz fo ist, eine Steuerlicht-Erzeugungseinrichtung,
die Steuersignallicht erzeugt, wobei durch Steuerinformationen des
OTSM-Signals ein optischer Impulszug mit einer Wellenlänge λ1,
die gleich oder fast gleich der Wellenlänge des OTDM-Signals ist, und
mit einer Bitrate kf0, die ein ganzzahliges
Vielfaches der Grundfrequenz f0 ist, oder
mit einer Bitrate f0/k, die ein primitiver
Bruch einer ganzen Zahl der Grundfrequenz f0 ist,
die mit dem OTDM-Signal synchronisiert ist, moduliert wird, eine
Einrichtung zum Verbreitern optischer Impulse, die die optische
Impulssignalform des Steuersignals in einem Zeitbereich verbreitet
und ein Steuersignal mit einer optischen Spitzenintensität ausgibt,
die im Vergleich zu der OTDM-Signalspitzenintensität ausreichend
niedrig gesetzt ist, und eine optische Kopplungseinrichtung, die
das OTDM-Signal und das Steuerlicht multiplexiert und sie an die Übertragungslichtleitfaser
abgibt. Darüber
hinaus ist die erste Erfindung durch einen optischen Empfänger charakterisiert,
der Folgendes schafft: eine Lichtteilungseinrichtung, die das übertragene
Licht in zwei Teile aufteilt, eine Einrichtung zum Verschmälern optischer
Impulse, die das in einem Teil des durch die optische Teilungseinrichtung
aufgeteilten Lichts induzierte Steuerlicht zu dem ursprünglichen
optischen Impulszug regeneriert, eine optoelektronische Umsetzungseinrichtung,
die das Ausgangslicht der Einrichtung zum Verschmälern optischer
Impulse in ein elektrisches Signal umsetzt, eine Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung,
die aus dem elektrischen Signal Informationen, die sich auf die
optische Zeitmultiplexie rung des OTDM-Signals beziehen, und Steuerinformationen wie
etwa den Zeitgebungstakt usw. extrahiert, und eine optische Zeitmultiplexeinrichtung,
die je nach den Steuerinformationen eine optische Zeitdemultiplexierung
des in dem anderen Teil des durch die optische Teilungseinrichtung
in ein N-Zeilen-Signallicht aufgeteilten Lichts enthaltenen OTDM-Signals
ausführt.
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Das
optische Übertragungssystem
des ersten Aspekts der Erfindung kann Steuersignale, die den Organisationsdaten
entsprechen, die Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen, Rahmeninformationen,
Multiplexsignal-Kanalinformationen usw. aufnehmen, mit der gleichen
oder nahezu mit der gleichen Wellenlänge wie das OTDM-Signal übertragen.
Außerdem
ist es unter Verwendung eines optischen linearen Verstärkers oder
eines optischen Regeneratorverstärkers
möglich,
ein optisches Bandpassfilter mit einer minimal notwendigen Bandbreite
zu verwenden, durch das das OTDM-Signal und das Steuerlicht gehen
können,
wobei es möglich
ist, Übertragungseigenschaften
zu realisieren, die wenig durch die durch optische Verstärker erzeugte
ASE beeinflusst werden.
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Darüber hinaus
ist es für
jeden optischen linearen Verstärker
durch Verbessern des S/R-Verhältnisses
des OTDM-Signals und des Steuersignals möglich, den Einfluss nichtlinearer
optischer Effekte wie etwa Selbstphasenmodulation und Inter-Bit-Vierwellenmischungslicht
zu verringern, wobei es möglich
ist, die Langstreckenübertragung
zu implementieren.
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Außerdem ist
der erste Aspekt der Erfindung charakterisiert durch die Schaffung
des Folgenden in einem Teil von oder in allen mehreren optischen
linearen Verstärkern:
einer optischen Teilungseinrichtung, die übertragenes Licht in zwei Teile
aufteilt, einer ersten optischen Signalregenerationseinrichtung, die
das OTDM-Signal
regeneriert, das in einem Teil des durch die optische Teilungseinrichtung
aufgeteilten Lichts enthalten ist, einer Einrichtung zum Verschmälern optischer
Impulse, die das in dem anderen Teil des durch die optische Teilungseinrichtung
aufgeteilten Lichts enthaltene Streusignal zu dem ursprünglichen
optischen Impulszug regeneriert, einer zweiten optischen Impulsregenerationseinrichtung, die
den optischen Impulszug des Steuerlichts, das von der Einrichtung
zum Verschmälern
optischer Impulse ausgegeben wird, regeneriert, einer Einrichtung
zum Verbreitern optischer Impulse, die die optische Impulssignalform
des regenerierten Steuerlichts in einem Zeitbereich verbreitert
und das Steuerlicht mit einer optischen Spitzenintensität, die im Vergleich
zu der Spitzenintensität
des OTDM-Sig nals ausreichend niedrig gesetzt ist, ausgibt und einer
optischen Kopplungseinrichtung, die das regenerierte OTDM-Signal
und das Steuerlicht multiplexiert und sie an die Übertragungslichtleitfaser
abgibt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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1 ist
ein Blockschaltplan, der eine erste Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2A ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer ersten Struktur der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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2B ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer ersten Struktur der Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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3A ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer zweiten Struktur der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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3B ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer zweiten Struktur der Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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4A ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer dritten Struktur der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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4B ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer dritten Struktur der Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse (Codierungsverfahren) zeigt.
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5A ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer vierten Struktur der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse (Wellenlängendispersion-Anwendungsverfahren)
zeigt.
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5B ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer vierten Struktur der Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse (Wellenlängendispersion-Anwendungsverfahren)
zeigt.
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6 ist
ein Blockschaltplan, der eine zweite Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel einer Struktur der optischen Signalregenerationseinrichtung 27 zeigt.
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8 ist
ein Blockschaltplan, der eine dritte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist
ein Blockschaltplan, der eine vierte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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10 ist
ein Blockschaltplan, der eine fünfte
Ausführungsform
des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist
ein Blockschaltplan, der eine sechste Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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12A ist eine Zeichnung, die ein Beispiel der Struktur
der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 zeigt.
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12B ist eine Zeichnung, die das elektrische Spektrum
des von der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 ausgegebenen
elektrischen Signals zeigt.
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12C ist eine Zeichnung, die die Wellenlängendispersionseigenschaften
des Überwachungslichts
zeigt.
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13 ist
ein Blockschaltplan, der eine siebente Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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14 ist
ein Blockschaltplan, der eine achte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist
ein Blockschaltplan, der eine neunte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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16 ist
ein Blockschaltplan, der eine zehnte Ausführungsform des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist
eine Zeichnung, die ein Beispiel der Struktur des Vorverbreiterungsverfahrens
in der zehnten Ausführungsform
zeigt.
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18 zeigt
ein Beispiel der Struktur (paralleler Typ) der Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung.
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19 zeigt
ein Beispiel der Struktur (serieller Typ) der Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung.
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20 ist
ein Blockschaltplan, der ein erstes Beispiel einer herkömmlichen
Struktur zeigt, die die Wellenlängendispersion
eines optischen Übertragungssystems
misst.
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21 ist
ein Blockschaltplan, der ein zweites Beispiel einer herkömmlichen
Struktur zeigt, die die Wellenlängendispersion
eines optischen Übertragungssystems
misst.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Der
optische Sender 1 und der optische Empfänger 2 sind in der
Figur über
eine Übertragungslichtleitfaser 3 und über den
optischen linearen Verstärker
oder über
einen optischen Regeneratorverstärker
verbunden. Der optische Sender 1 ist aus einer optischen
Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung 11, aus einer
Steuerlicht-Erzeugungseinrichtung 12, aus einer Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse und aus einer optischen Kopplungseinrichtung 14 konstruiert.
Der optische Empfänger 2 ist
aus einem optischen Verstärker 21,
aus einer optischen Teilungseinrichtung 22, aus einer optischen Zeitdemultiplex-Einrichtung 23,
aus einer Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse, aus
einer optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 und aus
einer Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 konstruiert.
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Die
Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung 11, die die gleiche
Struktur wie die herkömmliche
verwendet, gibt ein OTDM-Signal mit einer Wellenlänge λ0 und
mit einer Bitrate Σmif0 aus. Die Steuerlicht-Erzeugungseinrichtung 12 erzeugt
syn chron zu dem OTDM-Signal einen optischen Impulszug mit einer
Wellenlänge λ1 (≠ λ0)
und mit einer Wiederholungsfrequenz kf0,
die ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist, und gibt
ihn nach der Intensitäts-
oder Phasenmodulation durch Informationen, die sich auf die optische
Zeitmultiplexierung (die Kopfposition des Rahmens, die Bitrate jedes
Kanals, die Anordnung der Kanäle
usw.) und auf Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen
usw. beziehen, aus. Außerdem
kann das Steuerlicht intensitäts-
oder phasenmoduliert werden, sodass das Steuersignal eine Zeitgebungstaktkomponente
besitzt, die ein ganzzahliges Vielfaches von hf0 (h
ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) der Grundfrequenz
ist.
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Die
optische Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung 11 in
der Steuerlicht-Erzeugungseinrichtung 12 kann den optischen
Impulszug von einer anderen Impulslichtquelle erzeugen und kann den
optischen Impulszug mit einer Wiederholungsrate f0 von
der Impulslichtquelle der optischen Zeitmultiplexsignal-Erzeugungseinrichtung 11,
der durch Aufteilen unter Verwendung der optischen Teilungseinrichtung
erhalten wird, oder einen optischen Impulszug, der ein Vielfaches
oder ein Bruchteil davon ist, verwenden.
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Die
Einrichtung 13 zum Verbreitern optischer Impulse verbreitert
die optische Impulssignalform des Steuerlichts in einem Zeitbereich
und gibt ein Steuersignal mit einer Spitzenintensität aus, die
im Vergleich zu der Spitzenintensität des OTDM-Signals ausreichend
niedrig ist. Das OTDM-Signal und das Steuerlicht werden durch die
optische Kopplungseinrichtung 14 multiplexiert und über die Übertragungslichtleitfaser 3 und
den optischen linearen Verstärker oder
den optischen Regeneratorverstärker 4 abgegeben.
Wenn das Steuersignallicht die Rahmeninformationen des OTDM-Signals
und den Vorwärtsfehlerkorrektur-Code übermittelt,
ist es darüber
hinaus notwendig, dass der optische Sender 1 so konstruiert ist,
dass dieser Teil während
der Multiplexierung mit der Rahmenphase des OTDM-Signals in Übereinstimmung
steht.
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Außerdem kann
die Polarisationsbeziehung zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht, wenn
es auf die optische Kopplungseinrichtung 14 auftrifft,
beliebig sein, wobei es aber insbesondere dann möglich ist, die Interferenz
zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht zu minimieren, wenn
sie so gesetzt ist, dass jedes in einem zu dem anderen orthogonalen
Zustand ist.
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Da
das OTDM-Signal und das Steuerlicht fast die gleiche Wellenlänge haben,
ist es außerdem möglich, in
dem optischen linearen Verstärker
oder in dem optischen Regeneratorverstärker ein optisches Bandpassfilter
mit einer minimalen Bandbreite zu verwenden. Somit ist es im Vergleich
zu dem herkömmlichen
Verfahren, das Steuerlicht mit einer von der des OTDM-Signals verschiedenen
Wellenlänge verwendet,
möglich,
die durch die optischen Verstärker
erzeugte ASE mit guter Effizienz abzuschneiden und somit die Übertragungseigenschaften
zu verbessern.
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Nachdem
das übertragende
OTDM-Signal und das Steuerlicht durch den optischen Verstärker 21 optisch
verstärkt
worden sind, werden sie durch den optischen Teiler 22 in
zwei Teile aufgeteilt. Einer der zwei Aufteilungsteile des OTDM-Signals und des Steuerlichts
wird in die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse eingegeben.
Die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse stellt
das in einem Zeitbereich verbreiterte Steuersignal mit der Wellenlänge λ1 zu
der ursprünglichen
Impulszeile wieder her. Diese Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer
Impulse arbeitet für
das OTDM-Signal als eine Einrichtung zum Verbreitern optischer Impulse,
wobei die Signalform des OTDM-Signals mit einer Wellenlänge λ0 in
einem Zeitbereich verbreitert und ausgegeben wird, sodass es möglich ist,
nur das Steuerlicht zu regenerieren. Außerdem werden der andere der
zwei Aufteilungsteile des OTDM-Signals und des Steuerlichts in die optische
Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 eingegeben, wobei es aber
nur möglich
ist, das OTDM-Signal zu regenerieren, da die Steuerlichtintensität im Vergleich
zu der OTDM-Signalintensität
niedrig ist.
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Das
durch die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse regenerierte
Steuerlicht mit einer Wellenlänge λ1 wird
durch die optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25 in
ein elektrisches Signal umgesetzt und die Informationen, die sich
auf die optische Zeitmultiplexierung beziehen, die durch das Steuerlicht übertragen
werden (Rahmenkopfposition, die Bitrate jedes Kanals, die Anordnung
der Kanäle usw.),
und die Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen
usw. werden durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 gelesen.
Wenn das Steuerlicht auf der Sendeseite so gesetzt wird, dass es
eine Zeitgebungstaktkomponente hat, wird dieser Zeitgebungstakt
außerdem
extrahiert und an die optische Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 gesendet. Wenn
das Steuerlicht die Rahmeninformationen, den Vorwärtsfehlerkorrektur-Code
usw. des OTDM-Signals übermittelt,
ist es darüber
hinaus notwendig, den optischen Empfänger 2 so zu entwerfen,
dass die Zeitgebung für
die Übertragung
der extrahierten Informationen an die op tische Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 in Übereinstimmung
mit der Rahmenphase des OTDM-Signals steht.
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Die
optische Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 trennt das OTDM
gemäß dem Zeitgebungstakt
und dem optischen Zeitdemultiplex-Steuersignal von der Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 in
einen N-Zeilen-Kanal. Als eine optische Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 können eine
optische Trennschaltung, die z. B. einen nichtlinearen optischen
Schleifenspiegel verwendet (siehe K. Uchiyama u. a., "100 Gbit/s to 6.3
Gbit/s demultiplexing experiment using polarization-independent
non-linear optical
loop mirror", Electron.
Lett., Bd. 29, S. 873–875,
1994), und eine optische Trennschaltung, die den Vierwellen-Lichtmischungseffekt
verwendet (siehe P. A. Andrekson u. a., "16 Gbit/s all-optical demultiplexing using
four wave mixing",
Electron. Lett., Bd. 27, S. 922–924,
1991), verwendet werden.
-
Dadurch
ist es unter Verwendung von Steuerlicht mit einer Wellenlänge, die
gleich oder fast gleich der des OTDM-Signals ist, möglich, ein
Zeitmultiplex-Übertragungssystem
zu realisieren, das Steuerinformationen für die optische Zeitmultiplexierung
wie etwa Rahmenerfassung, Kanalregeneration, Übertragungsqualitätsüberwachung
und Zeitgebungstakt übertragen
kann. Außerdem
wurde die obige Erläuterung
hinsichtlich einer Anwendung auf das Zeitmultiplexformat gegeben,
wobei sie aber in der gleichen Weise auf das RZ-, NRZ- usw. Zeitmultiplexformat
in der elektrischen Phase angewendet werden kann.
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Als
Verfahren zum Verbreitern des optischen Impulses in der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse können
das optische Codierungsverfahren und das Wellenlängendispersions-Anwendungsverfahren
verwendet werden. Als Verfahren zum Verschmälern optischer Impulse in der
Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse können das
umgekehrte optische Codierungsverfahren und das umgekehrte Wellenlängendispersions-Anwendungsverfahren
verwendet werden.
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Wie
in 2A gezeigt ist, wird in dem optischen Codierungsverfahren
die optische Frequenzkomponente des optischen Impulses durch den
optischen Wellenlängendemultiplexer 31-1 in
mehrere Teile unterteilt, jede der Frequenzkomponenten durch die
Phasenmodulatoren 32-1–32-n mit
einer Phasenmodulation mit verschiedenen Beträgen durch einen Grad der Phasenmodulation,
der auf der festen Codierungsfolge beruht, beaufschlagt und die optische
Signalform durch Multiplexieren jeder der Frequenzkomponenten durch
den optischen Wellenlängen multiplexer 34-1 auf
der Zeitachse verbreitert. Außer
diesem Verfahren ist es ebenfalls möglich, das Verfahren zum Beaufschlagen
mit einem Betrag der Intensitätsmodulation,
der sich für
jede der Frequenzkomponenten unterscheidet, durch die Intensitätsmodulatoren 35-1–35-n,
wie es in 3A gezeigt ist, und das Verfahren
zum Beaufschlagen mit unterschiedlichen Beträgen der Phasen- und Intensitätsmodulation
jeder der Frequenzkomponenten durch die Phasen- und Intensitätsmodulatoren 37-1–37-n, wie
es in 4A gezeigt ist, zu verwenden.
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In
dem Umkehrcodierungsverfahren, wie es in 2B gezeigt
ist, wird die Frequenzkomponente des optischen Impulses durch den
optischen Wellenlängendemultiplexer 31-2 in
mehrere Teile unterteilt, wird jede der Frequenzkomponenten durch
den Grad der Phasenmodulation, der auf der festen Codierungsfolge
beruht, die die Phasenmodulatoren 33-1–33-n sind, mit einer
Phasenmodulation mit verschiedenen Beträgen beaufschlagt und wird durch Multiplexieren
jeder der Frequenzkomponenten durch den Betrag der Phasenmodulation,
der auf der Grundlage der Codierungsfolge gesetzt wird, der das Umgekehrte
der Einrichtung zum Verbreitern optischer Impulse ist, die optische
Signalform durch die Phasenmodulatoren 33-1–33-n zu
ihrer ursprünglichen
Form auf der Zeitachse regeneriert. Außer diesem Verfahren ist es
außerdem
möglich,
das Verfahren zum Beaufschlagen mit einem Betrag der Intensitätsmodulation,
der sich für
jede der Frequenzkomponenten unterscheidet, durch die Intensitätsmodulatoren 36-1–36-n, wie es in 3A gezeigt
ist, und das Verfahren zum Beaufschlagen mit unterschiedlichen Beträgen der
Phasen- und Intensitätsmodulation
für jede
der Frequenzkomponenten durch die Phasen- und Intensitätsmodulatoren 38-1–38-n,
wie es in 4A gezeigt ist, zu verwenden.
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Das
optische Codierungsverfahren und das Verfahren zum Verschmälern optischer
Impulse durch das in den 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B gezeigte
optische Umkehrcodierungsverfahren in der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse ermöglichen, einen räumlichen Phasenmodulator
(siehe J. A. Salehi, "Coherent
Ultrashort Light Pulse Code-Division Multiple Access Communication
Systems", J. Lightwave
Technol., Bd. 8, Nr. 3, S. 478–491,
1990) und eine PLC-Phasenmodulationsschaltung (siehe Takiguchi u.
a., "The principles
and experiments of coherent optical CDMA using an array waveguide
lattice pair", Electronics
Information Communication Association, Frühjahr 1998, C-3-115 [auf japanisch])
zu verwenden.
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Das
Wellenlängendispersions-Anwendungsverfahren,
wie es in 5A gezeigt ist, verringert die optische
Spitzenintensität
durch Verbreitern der Impulsbreite gemäß dem Betrag seiner Wellenlängendispersion
dadurch, dass die Wellenlängendispersions-Anwendungseinrichtung 39 auf
den optischen Impuls einen spezifizierten Wellenlängendispersionsbetrag
(D (ps/nm)) anwendet. Darüber
hinaus muss die Wellenlängendispersions-Anwendungseinrichtung 39 einen
ausreichend großen
Betrag an Wellenlängendispersion
haben, sodass die Steuerlicht-Spitzenintensität während der Verbreiterung um eine
oder mehrere Stellen kleiner als die OTDM-Signalspitzenintensität wird.
Dadurch, dass die optische Impulsbreite während der Verbreiterung kleiner
als die Wiederholungsperiode des eingegebenen optischen Eingangsimpulszugs
wird, wird darüber
hinaus die Interferenz zwischen benachbarten Impulsen klein, wobei
es möglich
ist, stabiles Steuerlicht mit kleinen Intensitätsfluktuationen zu erzeugen.
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Das
umgekehrte Wellenlängendispersions-Anwendungsverfahren,
wie es in 5B gezeigt ist, stellt den optischen
Impulszug dadurch wieder her, dass die Wellenlängendispersions-Anwendungseinrichtung 40 einen
spezifizierten Wellenlängendispersionsbetrag
(–D (ps/nm))
der Codierung anwendet, der das Umgekehrte dessen der Wellenlängendispersions-Anwendungseinrichtung 39 ist.
Es ist möglich,
in den Wellenlängendispersions-Anwendungseinrichtungen 39 und 40 eine
Lichtleitfaser, ein Chirp-Lichtleitfaser-Beugungsgitter (siehe K.
O. Hill, "Aperiodic
Distributed-Parameter Waveguide for Integrated Optics", Appl. Opt., Bd.
13, Nr. 8, S. 1853–1856,
1974) usw. zu verwenden.
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6 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Ausführungsform
ist durch eine optische Signalregenerationseinrichtung 27,
die das Licht des überlagerten
OTDM-Signals und Steuerlicht in dem optischen Bereich regeneriert,
charakterisiert, die vor der optischen Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 des
optischen Empfängers 2 angeordnet
ist, die die Niederpegel-Steuerlichtkomponente beseitigt und nur
die Hochpegel-OTDM-Signalkomponente in die optische Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 eingibt. Dadurch
wird das S/R-Verhältnis
verbessert und ist es möglich,
ein optisches Übertragungssystem
mit guten Übertragungseigenschaften
zu realisieren.
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Es
ist möglich,
als die optische Signalregenerationseinrichtung 27 einen
sättigba ren
Absorberkörper
(siehe Hirano, u. a., "Optical
processing technology using high speed saturable absorbing body type
optical gate and its application to optical identification and optical
time division separation circuits", Electrical Information Communication
Association Research Report OCS 96-29 [auf japanisch]) und einen
nichtlinearen Verstärkungsschleifenspiegel (NALM)
(siehe M. E. Fermann u. a., "Nonlinear
amplifying loop mirror",
Opt. Lett., Bd. 15, Nr. 13, S. 752–754, 1990) und eine optische
2R- und 3R-Signalverarbeitung unter Verwendung eines bistabilen Lasers
vom Typ mit transversaler Lichtinjektion (siehe Nonaka u. a., "Optical signal processing
using a laser-type optical switch", Electrical Information Communication
Association Research Report OCS 97-109 [auf Chinesisch]) zu verwenden.
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Außerdem ist
es möglich,
ein Verfahren zu verwenden, das die Differenz nichtlinearer optischer Effekte
wegen der Differenzen der Spitzenleistung des OTDM-Signals und des Steuerlichts
nutzt. Wenn z. B. wie in der in 7 gezeigten
Struktur das aus der Überlappung
des OTDM-Signals und des Steuerlichts gebildete Licht durch den
optischen Verstärker 51 verstärkt und
in das nichtlineare optische Medium 52 eingegeben wird,
wird die Spektralspreizung des OTDM-Signals mit der Spitzenleistung wegen
der Selbstphasenmodulation oder gegenseitigen Phasenmodulation groß (siehe
P. V. Mamyshev, "All-Optical
Regeneration Based an Self-phase Modulation Effect", ECOC' 98, Bd. 1, S. 475–476, 1998).
Somit ist es durch Abschneiden eines Teils des verbreiterten Spektrums
durch das optische Bandpassfilter 53 möglich, ein OTDM-Signal zu erhalten,
bei dem der Einfluss des Steuerlichts verringert ist.
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Wenn
für die
optische Signalregenerationseinrichtung 27 die Rahmeninformationen
und ein Zeitgebungstakt notwendig sind, werden außerdem die
Rahmeninformationen und der Zeitgebungstakt eingegeben, die durch
die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 erfasst
werden. Als diese Art einer optischen Signalregenerationseinrichtung 27 kann
ein phasenempfindlicher optischer Verstärker (PSA) (siehe japanisches
ungeprüftes
Patent, erste Veröffentlichung,
NO. Hei 9-222622, "An
Optical Amplifier and an Optical Amplifier Transmission System") oder ein nichtlinearer
optischer Schleifenspiegel (NOLM) (siehe J. J. Doran, "Nonlinear-optical loop
mirror", Opt. Lett.,
Bd. 13, Nr. 1, S. 56–58,
1988) verwendet werden.
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8 zeigt
eine dritte Ausführungsform
des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Ausführungsform
ist durch eine optische Signalregenerationseinrichtung 27 charakterisiert,
die das Licht des überlagerten
OTDM-Signals und Steuerlichts in dem optischen Bereich regeneriert,
die vor der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 des
optischen Empfängers 2 angeordnet ist,
die OTDM-Signalkomponente beseitigt, deren Spitzenintensität wegen
der Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse abgesenkt
worden ist, und nur die Steuerlichtkomponente mit einem hohen Pegel
in die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 eingibt.
Dadurch wird die Identifizierung des Steuerlichts leicht.
-
Als
die optische Signalregenerationseinrichtung, wie sie in der zweiten
Ausführungsform
gezeigt ist, ist es möglich,
einen sättigbaren
Absorberkörper, der
den Halbleiter verwendet, einen nichtlinearen Verstärkungsschleifenspiegel
(NALM), eine optische 2R- und 3R-Signalverarbeitung, die einen bistabilen Laser
vom Typ mit transversaler Lichtinjektion verwendet, ein Verfahren,
das die Differenz nichtlinearer optischer Effekte wegen der Differenz
der Spitzenleistung zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht
verwendet (wobei hier das Steuerlicht mit einer hohen Spitzenleistung
eine spektrale Verbreiterung verursacht und das Steuerlichtsignal,
für das
der Einfluss des OTDM-Signals verringert ist, erhalten wird), zu
verwenden. Darüber
hinaus ist es möglich,
die optische Signalregenerationseinrichtung 27 sowohl vor der
optischen Zeitdemultiplex-Einrichtung 23 des optischen
Empfängers
als auch vor der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 anzuordnen.
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9 zeigt
eine vierte Ausführungsform
des optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
-
Die
vorliegende Ausführungsform
ist durch die Ausführung
der Regeneration des OTDM-Signals und des Steuerlichts durch optische
Signalregeneratoren 4 charakterisiert, die in geeigneten
Intervallen in die Übertragungslichtleitfaser 3,
die den optischen Sender 1 und den optischen Empfänger 2 verbindet, eingefügt sind.
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Das
OTDM-Signal und das Signallicht, die in den optischen Regenerator 4 eingegeben
werden, werden durch die optische Teilungseinrichtung 22 in zwei
Teile aufgeteilt, wobei ein Teil des OTDM-Signals und des Signallichts
in die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse eingegeben
werden. Die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse stellt
das in einem Zeitbereich verbreiterte Steuerlicht zu dem ursprünglichen
optischen Impulszug wieder her und verbreitert das OTDM-Signal in einem
Zeitbereich. Es ist möglich,
die in den 2A–5 gezeigten
Strukturen, die der Einrichtung 13 zum Verbreitern optischer
Impulse des optischen Senders 1 entsprechen, als die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer
Impulse zu verwenden. Das regenerierte Steuerlicht wird durch die
optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25 in ein elektrisches Signal
umgesetzt und die Informationen, die sich auf die optische Zeitmultiplexierung
beziehen (Rahmenkopfposition, die Bitrate jedes Kanals, die Anordnung der
Kanäle
usw.), die Übertragungsqualität-Überwachungsinformationen,
der Zeitgebungstakt usw. werden durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 gelesen.
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Die
optische Signalregenerationseinrichtung 27 gibt den anderen
Teil des OTDM-Signals
und des Steuerlichts, die durch die optische Teilungseinrichtung 22 aufgeteilt
worden sind, ein und regeneriert sie in einem Zeitbereich, wobei
es möglich
ist, durch Identifizieren nur des OTDM-Signals das S/R-Verhältnis zu
verbessern, da die Steuerlichtintensität im Vergleich zu der OTDM-Signalintensität niedrig
ist. Wenn bei der optischen Signalregenerationseinrichtung 27 Rahmeninformationen
und ein Zeitgebungstakt notwendig sind, werden außerdem durch
die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 erfasste Rahmeninformationen
und der Zeitgebungstakt eingegeben.
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Darüber hinaus
wird in der früheren
optischen Signalregenerationseinrichtung 27 Licht mit niedriger
Intensität
ohne Verwendung eines Zeitgebungstakts beseitigt, wobei es, wie
in dem zweiten Beispiel gezeigt wurde, möglich ist, einen sättigbaren Absorberkörper, der
einen Halbleiter, einen nichtlinearen Verstärkungsschleifenspiegel (NALM),
optische 2R- und 3R-Signalverarbeitung unter Verwendung eines bistabilen
Lasers vom Typ mit transversaler Lichtinjektion und ein Verfahren,
das die Differenz nichtlinearer optischer Effekte wegen der Differenz der
Spitzenleistung zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht verwendet,
zu verwenden. Dieser optische Signalregenerator 4 kann
ebenfalls eine optische 2R-Weiterleitung (Entzerrung und Regeneration)
verwenden.
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Außerdem führt die
spätere
optische Signalregenerationseinrichtung 27 die Regeneration
von auftreffendem Licht durch einen externen optischen Takt aus
und kann, wie in der zweiten Ausführungsform gezeigt ist, einen
phasenempfindlichen optischen Verstärker (PSA) und einen nichtlinearen
optischen Schleifenspiegel (NOLM) verwenden. In diesem optischen
Signalregenerator 4, der den Zeitgebungstakt von der Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 verwendet,
ist es möglich,
eine optische 3R-Weiterleitung (Entzerrung, Neuzeitgebung, Regeneration)
auszuführen.
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Da
das Steuerlicht auf diese Weise nicht in dem regenerierten OTDM-Signal
enthalten ist, ist es notwendig, das Steuerlicht zu regenerieren,
es mit dem OTDM-Signal
zu multiplexieren und an die Übertragungslichtleitfaser
abzugeben. Die Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 28 erzeugt
auf der Grundlage des durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 extrahierten
Zeitgebungstakts einen optischen Impulszug mit der Wellenlänge λ1 (≠ λ0),
der daraufhin unter Verwendung der Informationen, die sich auf die
optische Zeitmultiplexierung beziehen, und Übertragungsqualitätsinformationen,
die durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 erfasst
werden, intensitäts-
oder phasenmoduliert wird und ausgegeben wird.
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Darüber hinaus
entspricht die zweite optische Signalregenerationseinrichtung, die
das Steuersignal in dem zweiten Aspekt der Erfindung regeneriert,
hier der optoelektronischen Umsetzungseinheit 25, der Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 und
der optischen Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 28.
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Die
von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 28 ausgegebene
optische Impulssignalform des regenerierten Steuerlichts wird durch
die Einrichtung 29 zum Verbreitern optischer Impulse in
einem Zeitbereich verbreitert und in Steuerlicht mit einer ausreichend
niedrigen Spitzenintensität
im Vergleich zur Spitzenintensität
des OTDM-Signals umgesetzt. Dabei werden das regenerierte OTDM-Signal
und Steuerlicht durch die optische Multiplexeinrichtung 30 multiplexiert
und, nachdem sie durch den optischen Verstärker 21 optisch verstärkt worden
sind, an die Übertragungslichtleitfaser 3 ausgegeben.
Derzeit wird die spezifische Relation zwischen der Rahmenkopfposition
des OTDM-Signals und der Rahmenkopfposition des Steuerlichts gesetzt.
Außerdem kann
die Polarisationsbeziehung zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht
so gesetzt werden, dass sie beim Auftreffen auf die optische Kopplungseinrichtung 30 in
einem zueinander orthogonalen Zustand sind. Außerdem kann der optische Verstärker 21 vor
oder nach oder auf beiden Seiten der optischen Teilungseinrichtung 22 angeordnet
sein.
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10 zeigt
eine fünfte
Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Ausführungsform
ist dadurch charakterisiert, dass die Regeneration des OTDM-Signals und
des Steuerlichts wie in der vierten Ausführungsform durch den optischen
Signalregenerator 4 ausgeführt wird, wobei sich aber das
Regenerationsverfahren des Steuerlichts von dem der vierten Ausführungsform
unterscheidet.
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Das
OTDM-Signal und das Steuerlicht, die in den optischen Regenerator 4 eingegeben
werden, werden durch die optische Teilungseinrichtung 22-1 in
zwei Teile aufgeteilt, wobei ein Teil des OTDM-Signals und des Steuerlichts
in die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse eingegeben
wird. Die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse stellt
das in einem Zeitbereich verbreiterte Steuerlicht zu dem ursprünglichen
optischen Impulszug wieder her und verbreitert das OTDM-Signal in dem
Zeitbereich. Als die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer
Impulse kann die in 2A–5 gezeigte
Struktur verwendet werden, die der Einrichtung 13 zum Verbreitern
optischer Impulse des optischen Senders 1 entspricht. Dieses
OTDM-Signal und das regenerierte Steuerlicht werden durch die optische
Teilungseinrichtung 25 aufgeteilt, wobei ein Teil des OTDM-Signals
und des Steuerlichts durch eine optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25 in ein
elektrisches Signal umgesetzt wird und der Zeitgebungstakt usw.
durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 gelesen
werden.
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Die
optische Signalregenerationseinrichtung 27-2 gibt den anderen
Teil des OTDM-Signals und des Steuerlichts, die durch den optischen
Teiler 22-2 aufgeteilt worden sind, ein und regeneriert
sie in einem optischen Bereich, wobei es aber möglich ist, nur das Steuerlicht
zu identifizieren, da die OTDM-Signalintensität im Vergleich zu der Steuerlichtintensität niedrig
ist. Wenn bei der optischen Signalregenerationseinrichtung 27-2 ein
Zeitgebungstakt notwendig ist, wird außerdem der durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 erfasste
Zeitgebungstakt eingegeben.
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Die
optische Signalregenerationseinrichtung 27-1 gibt den anderen
Teil des OTDM-Signals und des Steuerlichts, die durch die optische
Signalteilungseinrichtung 22-1 aufgeteilt worden sind,
ein und regeneriert sie in einem Zeitbereich, wobei aber dadurch,
dass nur das OTDM-Signal identifiziert wird, das S/R-Verhältnis verbessert
werden kann, da die Steuerlichtintensität im Vergleich zu der OTDM-Signalintensität niedrig
ist. Wenn Rahmeninformationen und ein Zeitgebungstakt für die optische
Signalregenerationseinrichtung 26 notwendig sind, werden
außerdem
die Rahmeninformationen und der Zeitgebungstakt, die durch die Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 erfasst
worden sind, eingegeben. Für die
obige optische Signalregenerationseinrichtung 27-1 und 27-2 ist
es möglich,
dieselbe wie in der vierten Ausführungsform
zu verwenden.
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Darüber hinaus
entspricht hier die zweite optische Signalregenerationseinrichtung,
die das Steuerlicht in dem zweiten Aspekt regeneriert, der optischen
Teilungseinrichtung 22-2, der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25,
der Steuersignal-Verarbeitungseinrichtung 26 und der optischen Signalregenerationseinrichtung 27-2.
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Die
optische Impulssignalform des von der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 27-2 ausgegebenen
regenerierten Steuerlichts wird durch die Einrichtung 29 zum
Verbreitern optischer Impulse in einem Zeitbereich verbreitert und
in Steuerlicht mit einer ausreichend niedrigen Spitzenintensität im Vergleich
zu der Spitzenintensität
des OTDM-Signals umgesetzt. Dabei werden das regenerierte OTDM-Signal und Steuerlicht
durch die optische Multiplexeinrichtung 30 multiplexiert
und an die Übertragungslichtleitfaser 3 ausgegeben,
nachdem sie durch den optischen Verstärker 21 optisch verstärkt worden
sind. Derzeit wird die spezifische Relation zwischen der Rahmenkopfposition
des OTDM-Signals und der Rahmenkopfposition des Steuerlichts gesetzt.
Außerdem
kann die Polarisationsbeziehung zwischen dem OTDM-Signal und dem
Steuerlicht so gesetzt werden, dass sie beim Auftreffen auf die
optische Kopplungseinrichtung 30 in einem zueinander orthogonalen
Zustand sind. Außerdem
kann der optische Verstärker 21 vor
oder auf beiden Seiten der optischen Teilungseinrichtung 22 angeordnet
sein.
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In
der Struktur der oben gezeigten Ausführungsform wird das Steuerlicht
mit dem OTDM-Signal durch das Codemultiplexformat (CDM) oder durch das
Dispersionsmultiplexformat (DDM-Format) multiplexiert und übertragen,
wird durch Auswählen
des Code- oder Dispersionsbetrags des Steuersignals auf der Empfangsseite
nur das Steuerlicht extrahiert und wird das Steuersignal, das darin
enthalten ist, als digitale Daten gelesen. Falls zwischen der Beziehung
zwischen dem OTDM-Signal und dem Steuerlicht und der Beziehung zwischen
dem Signallicht und dem Überwachungslicht
in der in 21 gezeigten Struktur, die die
Wellenlängendispersion
misst, eine Entsprechung hergestellt wird, ist es möglich, das
Signallicht und das Überwachungslicht
bei derselben oder nahezu bei derselben Wellenlänge zu multiplexieren und zu übertragen.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform
für diesen
Fall erläutert.
Darüber
hinaus ist es möglich,
als Überwachungslicht
jeder im Folgenden gezeigten Ausführungsform das Steuerlicht
in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen zu verwenden.
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11 zeigt
eine sechste Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Der
optische Sender 1 und der optische Empfänger 2 sind in der
Figur über
die Übertragungslichtleitfasern 3 und
die optischen linearen Verstärker 5 verbunden.
Der optische Sender 1 ist unter Verwendung einer Signallichterzeugungseinrichtung 15, einer Überwachungslichterzeugungseinrichtung 16, einer
Einrichtung 13 zum Verbreitern optischer Impulse und einer
optischen Kopplungseinrichtung 14 strukturiert. Der optische
Empfänger 2 ist
durch die Wellenlängendispersions-Einstellungseinrichtung 41,
durch die optische Trenneinrichtung 22, durch die Signallichtverarbeitungseinrichtung 42,
durch die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse, durch
die optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25, durch die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 und
durch die Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 strukturiert.
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Die
Signallicht-Erzeugungseinrichtung 15 gibt Signallicht mit
einer Wellenlänge λ0 und
mit einer Bitrate f0 aus. Die Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 16 gibt
einen optischen Impulszug mit einer Wellenlänge λ1 (≈ λ0)
und mit einer Wiederholungsfrequenz f1 (< f0)
aus. Die Einrichtung 13 zum Verbreitern optischer Impulse
verbreitert die Signalform des optischen Impulszugs in einem Zeitbereich und
gibt Überwachungslicht
mit einer ausreichend niedrigen Spitzenintensität im Vergleich zu der Signallichtspitzenintensität aus. Das
Signallicht und das Überwachungslicht
werden durch die optische Kopplungseinrichtung 14 multiplexiert
und durch eine Übertragungslichtleitfaser 3 und
durch einen optischen linearen Verstärker 3 übertragen.
Da die Wellenlänge
des Signallichts und des Überwachungslichts
nahezu dieselben sind, ist es derzeit möglich, das Minimalgebiet des
optischen Bandpassfilters in dem optischen linearen Verstärker 5 zu
verwenden. Dabei ist es im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren, das Überwachungslicht
mit einer Wellenlänge verwendet,
die sich von der des Signallichts unterscheidet, möglich, die
durch die optischen Verstärker erzeugte
ASE abzuschneiden und die Übertragungseigenschaften
zu verbessern.
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Darüber hinaus
hängt die
Signallicht-Erzeugungseinrichtung 15 nicht von einer RZ-
oder NRZ-Modulation ab, falls das Zeitmultiplexformat verwendet
wird. Außerdem
ist es möglich,
das optische Zeitmultiplexformat zu verwenden. Die Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 16 kann
eine Impulslichtquelle verwenden, die sich von der der Signallicht-Erzeugungseinrichtung 15 unterscheidet, wobei
es möglich
ist, einen optischen Impulszug mit einer Wiederholungsfrequenz f0 oder einen optischen Impulszug mit f0/n, was 1/n des Zyklus davon ist, zu verwenden,
wenn die Impulslichtquelle als die Signallichterzeugungseinrichtung
verwendet wird.
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Außerdem kann
die Polarisationsbeziehung zwischen dem Signallicht und dem Überwachungslicht
beliebig sein, während
es auf die optische Kopplungseinrichtung 14 auftrifft,
wobei aber insbesondere die Interferenz zwischen dem Signallicht
und dem Überwachungslicht
minimal gemacht werden kann, falls beide so eingestellt sind, dass
sie in einem zueinander orthogonalen Zustand sind.
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Nachdem
das übertragene
Signallicht und Überwachungslicht
durch den optischen Verstärker 21 optisch
verstärkt
worden sind, werden sie durch die Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 wellenlängendispersionskompensiert
und durch die optische Teilungseinrichtung 22 in zwei Teile
aufgeteilt. Ein Teil des aufgeteilten Signallichts und Überwachungslichts
wird in die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse eingegeben.
Die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse stellt
das Überwachungslicht
mit einer Wellenlänge λ1,
das in dem Zeitbereich verbreitert ist, zu dem ursprünglichen
optischen Impulszug wieder her. Da die Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse als eine Einrichtung zum Verbreitern optischer
Impulse für
das Signallicht wirkt und die Signalform des Signallichts mit der
Wellenlänge λ0 verbreitert
und ausgegeben wird, ist es möglich,
nur das Überwachungslicht
zu identifizieren. Außerdem
wird der andere Teil des aufgeteilten Signallichts und Überwachungslichts
in die Signallicht-Verarbeitungseinrichtung 42 eingegeben,
wobei es aber nur möglich
ist, das Signallicht zu identifizieren, da die Überwachungslichtintensität im Vergleich
zu der Signallichtintensität
niedrig ist.
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Das
durch die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse wiederhergestellte Überwachungslicht
mit der Wellenlänge λ1 wird
durch die optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25 in
ein elektrisches Signal umgesetzt und durch die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 die
Taktkomponente des Überwachungslichts
erfasst. Die Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 steuert
den Betrag der Wellenlängendispersion
der Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 in
der Weise, dass die erfasste Taktkomponente maximal gemacht wird.
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Darüber hinaus
können
für das
Steuerlicht der oben beschriebenen Ausführungsform in der Einrichtung 13 zum
Verbreitern optischer Impulse und in der Einrichtung 25 zum
Verschmälern
optischer Impulse die in den 2A–5 gezeigten Strukturen verwendet werden.
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12A zeigt ein Beispiel der Struktur der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43.
In dieser Figur ist die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 aus
einer Teilungseinrichtung 46, die das elektrische Signal
aufteilt, aus einem Tiefpassfilter 47-0, das die Gleichstromkomponente
extrahiert, aus einem Tiefpassfilter 47-1, das die Überwachungslichtimpuls-Wiederholungsfrequenzkomponente
(f1) extrahiert, aus einem Tiefpassfilter 47-N,
das die höhere
harmonische Komponente (Nf1, wobei N eine ganze
Zahl gleich oder größer als
2 ist) extrahiert, und aus einer Signalverarbeitungsschaltung 48 strukturiert.
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Da
das Überwachungslicht
ein optischer Impulszug ist, besitzt das elektrische Leistungsspektrum
des von der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 ausgegebenen
elektrischen Signals, wie in 12B gezeigt
ist, die Überwachungslichtimpuls-Wiederholungsratenkomponente
(f1) und die höhere harmonische Komponente
(Nf1). Falls der optische Impulszug z. B.
eine Impulsbreite von 3 ps und eine Impulswiederholungsimpulsrate
von 1 GHz besitzt, erstreckt sind das elektrische Leistungsspektrum
bis etwa 100 GHz, was der Gleichstromkomponente und einer Impulsbreite
von 3 ps entspricht. Jedes der Tiefpassfilter 47-0–47-N erfasst
aus diesem elektrischen Signal die Gleichstromkomponente und die
Wiederholungsratenkomponente (oder ihre höhere harmonische Komponente),
wobei die Signalverarbeitungsschaltung 48 das Verhältnis P(f1)/P(0) (oder P(Nf1)/P(0))
der elektrischen Leistung P(f1) der Wiederholungsratenkomponente
(oder der elektrischen Leistung PNf1 der
höheren
harmonischen Komponente) und der elektrischen Gleichstromleistung
P(0) als die Taktkomponente ausgibt. Die Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 steuert
die Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 in
der Weise, dass die von der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 ausgegebene
Taktkomponente ma ximal gemacht wird.
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Da
sich die kurze optische Impulssignalform des Überwachungslichts stark mit
der Fluktuation der Wellenlängendispersion
der Übertragungslichtleitfaser
unter den durch die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 erfassten
Taktkomponenten ändert,
fluktuiert sie darüber
hinaus, wie in 12C gezeigt ist, insbesondere
für die
höhere
harmonische Komponente empfindlich und fällt P(Nf1)/P(0)
stärker als
P(f1)/P(0) und fällt das Verhältnis der
elektrischen Leistungen viel schneller als die Fluktuation der Wellenlängendispersion.
Wenn das System implementiert wird, wird somit z. B. unter Verwendung
des P(f1)/P(0) festgestellt, dass der optische
Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag
eine Wellenlängendispersion
mit einem großen
Dynamikbereich besitzt. Außerdem
wird während
der Systemverwendung unter Verwendung von P(Nf1)/P(0)
eine genaue Wellenlängendispersions-Einstellungsentzerrung
der Übertragungslichtleitfaser
ausgeführt.
Auf diese Weise ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung entweder während
der Systemimplementierung oder während der
Systemverwendung immer möglich,
eine optimale Wellenlängendispersions-Kompensation
auszuführen.
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Es
ist möglich,
als eine Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 ein
Verfahren zu verwenden, in dem die Wellenlängendispersionseigenschaften
eines Chirp-Lichtleitfaser-Beugungsgitters
durch Temperatur oder mechanische Spannung oder Belastung geändert werden
(siehe N. Kato u. a., "A
Dispersion Tunable Fiber Bragg Grating Compensator Designed to Overcome
Wavelength Drift",
OECC '97, Technical
Digest, 9D1-2, S. 208–209,
1997) usw.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
als eine Struktur zum Steuern des Betrags der Wellenlängendispersion
der Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 anstelle
der Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 und
der Wellenlängenkompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 ein
Verfahren zu verwenden, das den Q-Wert des Überwachungslichts misst. Das
heißt,
durch Abtasten des Überwachungslichts
wird das Histogramm der Lichtintensität ermittelt, wobei der durch
dieses Histogramm zeitgemittelte S/R-Verhältnis-Koeffizient als der Q-Wert überwacht
wird und der Betrag der Wellenlängendispersion
der Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 so
gesteuert wird, dass dieser Q-Wert einen Optimalwert zeigt (siehe
japanische ungeprüfte
Patentanmeldung, erste Veröffentlichung,
Nr. 10-229659, "Optical
Signal Quality Monitor").
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13 zeigt
eine siebente Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Im
Gegensatz zu der sechsten Ausführungsform,
die die Wellenlängendispersions-Kompensation
unter Verwendung der Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 des
optischen Empfängers 2 ausführt, ist
es eine Eigenschaft der vorliegenden Ausführungsform, dass das von der
Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Einstelleinrichtung 44 ausgegebene
Steuersignal zu der Signallicht-Erzeugungseinrichtung 51 des
optischen Senders 1 und zu der Überwachungslicht-Erzeugungseinrichtung 16 rückgekoppelt
wird, wobei die Wellenlängendispersions-Kompensation
durch gleichzeitiges Ändern
der Wellenlänge λ0 des
Signallichts und der Wellenlänge λ1 des Überwachungslichts
ausgeführt
wird.
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Die
Struktur des Verbreiterns in einem Zeitbereich und des Übertragens
der optischen Impulssignalform des Überwachungslichts, des Regenerierens
des ursprünglichen
optischen Impulses bei dem Empfangsende und des Steuerns seiner
Taktkomponente in der Weise, dass sie maximal gemacht wird, ist
dieselbe wie in der sechsten Ausführungsform. Da die Wellenlänge λ0 des
Signallichts und die Wellenlänge λ1 des Überwachungslichts
in dieser Ausführungsform
so gesetzt sind, dass sie gleich oder nahezu gleich sind, ist es
darüber
hinaus durch Ausführen der
Wellenlängendispersions-Kompensation
an dem Überwachungslicht
gleichzeitig möglich,
an dem Signallicht die Wellenlängenkompensation
auszuführen.
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Außerdem ist
es ebenfalls möglich,
die sechste Ausführungsform
und die siebente Ausführungsform
zu kombinieren und die Wellenlängendispersions-Kompensation
durch die Wellenlängendispersions-Kompensationseinrichtung 41 des
optischen Empfängers 2 und
die Steuerung der Wellenlänge λ0 des
Signallichts und der Wellenlänge λ1 des Überwachungslichts
gleichzeitig auszuführen.
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14 zeigt
eine achte Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist dadurch charakterisiert, dass eine optische Signalregenerationseinrichtung 27 vor
der Signallicht-Verarbeitungseinrichtung 42 des optischen
Empfängers 2 angeordnet
ist und dass die Niederpegel-Überwachungslichtkomponente
beseitigt wird und nur die Hochpegel-Signallichtkompo nente in die
Signallicht-Verarbeitungseinrichtung 42 eingegeben wird. Dabei
ist es möglich,
ein optisches Übertragungssystem
mit guten Übertragungseigenschaften
zu realisieren. Die vorliegende Ausführungsform zeigt ein Beispiel
der Konstruktion, die den optischen Empfänger 2 der sechsten
Ausführungsform
anpasst, wobei es aber möglich
ist, den optischen Empfänger 2 der siebenten
Ausführungsform
in der gleichen Weise anzupassen.
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Es
ist möglich,
als die optische Signalregenerationseinrichtung 27 den
oben beschriebenen sättigbaren
Absorberkörper,
einen nichtlinearen verstärkten
Schleifenspiegel (NALM), eine optische 2R- oder 3R-Signalverarbeitung
unter Verwendung eines bistabilen Lasers vom Typ mit transversaler
Lichtinjektion usw. zu verwenden. Außerdem ist es durch die in 7 gezeigte
Struktur möglich,
ein Verfahren zu verwenden, das die Differenz nichtlinearer optischer
Effekte wegen der Differenzen zwischen der Spitzenleistung des Signallichts
und des Überwachungslichts
nutzt.
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15 zeigt
eine neunte Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist dadurch charakterisiert, dass eine optische Signalregenerationseinrichtung 27 vor
der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 des optischen
Empfängers
angeordnet ist, dass die Signallichtkomponente, deren Spitzenintensität durch
die Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer Impulse verringert
worden ist, beseitigt wird und dass in die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 nur
die Hochpegel-Überwachungslichtkomponente
eingegeben wird. Dadurch wird das Identifizieren des Überwachungslichts
leicht. Es ist möglich,
als die optische Signalregenerationseinrichtung 27 den
oben beschriebenen sättigbaren
Absorptionskörper,
der einen Halbleiter verwendet, einen nichtlinearen Verstärkerschleifenspiegel,
eine optische 2R- oder 3R-Signalverarbeitung, die einen bistabilen
Laser vom Typ mit transversaler Lichtinjektion verwendet, oder ein
Verfahren, das die Differenz des nichtlinearen optischen Effekts
wegen der Differenz der Spitzenleistung des Signallichts und des Überwachungslichts
nutzt, zu verwenden.
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Die
vorliegende Ausführungsform
zeigt ein Beispiel einer Struktur, die den optischen Empfänger 2 der
sechsten Ausführungsform
anwendet, kann aber in der gleichen Weise auf den optischen Empfänger 2 der
siebenten Ausführungsform angewendet
werden. Außerdem
ist es möglich,
sowohl vor der Signallicht-Verarbeitungseinrichtung 42 des
optischen Empfängers 2 als
auch vor der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung 25 eine
optische Signalregenerationseinrichtung 25 anzuordnen.
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16 zeigt
eine zehnte Ausführungsform des
optischen Übertragungssystems
der vorliegenden Erfindung.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist dadurch charakterisiert, dass die Wellenlängendispersionskompensation
mit einem optischen linearen Verstärker 5 ausgeführt wird,
der geeignet in die Lichtleitübertragungsfaser 3,
die den optischen Sender 1 und den optischen Empfänger 2 verbindet,
eingefügt ist.
Die Struktur zur Ausführung
der Wellenlängendispersions-Kompensation
in dem optischen linearen Verstärker 5 der
vorliegenden Ausführungsform
ist dieselbe wie die des in der sechsten Ausführungsform gezeigten optischen
Empfängers.
Das heißt,
sie ist durch einen optischen Verstärker 21, durch eine Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41, durch
eine optische Teilungseinrichtung 22, durch eine Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse, durch eine optoelektronische Umsetzungseinrichtung 25,
durch eine Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 und
durch eine Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 strukturiert,
wobei das Überwachungslicht mit
einer verbreiterten Impulsbreite zu dem ursprünglichen optischen Impulszug
wiederhergestellt wird und die Wellenlängendispersions-Kompensation
in der Weise gesteuert wird, dass ihre Taktkomponente maximal gemacht
wird.
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Darüber hinaus
ist es wie in der neunten Ausführungsform
möglich,
dass eine optische Signalregenerationseinrichtung vor der optoelektronischen Umsetzungseinrichtung
angeordnet ist und dass nur die Hochpegel-Überwachungslichtkomponente
in die Überwachungstakt-Erfassungseinrichtung 43 eingegeben
wird.
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Wie
in 17 gezeigt ist, ist außerdem vor der optischen Teilungseinrichtung 22 eine
erste Wellenlängen-Einstelleinrichtung 41-1 mit
einem veränderlichen
Wellenlängendispersionsbetrag
vorgesehen, ist vor der Einrichtung 24 zum Verschmälern optischer
Impulse eine zweite Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41-2 mit
einem festen Wellenlängendispersionsbetrag
vorgesehen und steuert die Wellenlängendispersions-Kompensationsbetrag-Steuereinrichtung 44 den
Betrag der Wellenlängendispersions-Kompensation
der Wellenlängendispersions- Einstelleinrichtung 41-1 in
der Weise, dass die Taktkomponente des Überwachungslichts, die über die
zwei Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtungen
dispersionskompensiert und durch die Einrichtung 24 zum
Verschmälern
optischer Impulse auf den optischen Impulszug wiederhergestellt
wird, maximal gemacht wird.
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Es
ist hier möglich,
ein Vorverbreiterungsverfahren (siehe japanische Patentanmeldung
Nr. Hei 10-135337, "Optical
Linear Repeater System")
anzupassen, das die Spitzenintensität des von dem optischen linearen
Verstärker 5 zu
der Übertragungslichtleitfaser 3 abgegebenen
optischen Lichts dadurch unterdrückt,
dass das Signallicht in der Weise angepasst wird, dass die Impulsbreite
auf etwa 60% des Zeitschlitzes gesetzt wird. Dabei ist es möglich, den
Einfluss nichtlinearer optischer Effekte wie etwa Selbstphasenmodulation
und Inter-Bit-Vierwellenmischung zwischen Bits zu verringern und
eine Langstreckenübertragung
zu implementieren.
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Darüber hinaus
ist es in dem oben beschriebenen optischen Empfänger in der sechsten, achten und
neunten Ausführungsform
und in dem oben beschriebenen optischen linearen Verstärker 5 in
der zehnten Ausführungsform
möglich,
die Anordnung des optischen Verstärkers 21 mit der Wellenlängendispersions-Einstelleinrichtung 41 zu
vertauschen.
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In
diesem Zusammenhang offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung,
erste Veröffentlichung,
Nr. Hei 8-321805 ("Optical
Transmission System, Optical Multiplexing Transmission System, and
their Peripheral Technology"),
eine Technologie, in der das Steuersignal auf dem Hauptsignal durch Amplituden-
und Phasenmodulation überlagert
wird und bei der auf der Empfangsseite die Wellenlängenkompensation
und die Kanalidentifizierung unter Verwendung dieses Steuersignals
ausgeführt
werden. Im Gegensatz dazu besitzt das optische Übertragungssystem der vorliegenden
Erfindung eine Struktur, in der das Steuerlicht (oder Überwachungslicht) durch
das Codemultiplexformat (CDM) oder durch das Dispersionsmultiplexformat
(DDM) mit dem OTDM-Signal (oder mit dem Signallicht) multiplexiert und
gesendet wird, das Steuerlicht (Überwachungslicht)
durch Auswählen
des Codes oder des Betrags der Dispersion auf der Empfangsseite
extrahiert wird und das darin enthaltene Steuersignal als digitale
Daten gelesen wird. Somit ist zunächst das Multiplexverfahren
des Steuersignals in Bezug auf das Hauptsignal verschieden. Darüber hinaus
können
in dem optischen Übertra gungssystem
der vorliegenden Erfindung die Informationen des Rahmenkopfs mit
dem Hauptsignal multiplexiert und übertragen werden, wobei es
z. B. möglich
ist, eine Steuerung der Vorwärtsfehlerkorrektur
auszuführen,
die aus analogen Informationen, z. B. aus den Takt- oder Intensitätsfluktuationen,
nicht ausgeführt
werden kann.