BR102018076057A2 - METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS - Google Patents

METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS Download PDF

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BR102018076057A2
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Abstract

A presente invenção descreve de um novo método para compensação de dispersão cromática em sinais digitais de banda limitada, aplicado a sistemas de comunicações por fibras óticas com conexões de longa distância e altas taxas de símbolos, em que apresentam distorção decorrente da propagação de sinais de comunicação e necessitam de ompensação da dispersão, o qual visa diminuir a complexidade da compensação de dispersão cromática, tirando vantagem da forma particular o filtro de dispersão de segunda ordem.

Figure 102018076057-2-abs
The present invention describes a new method for compensation of chromatic dispersion in limited band digital signals, applied to optical fiber communications systems with long distance connections and high symbol rates, in which they present distortion due to the propagation of communication signals. and require dispersion compensation, which aims to reduce the complexity of chromatic dispersion compensation, taking advantage of the second order dispersion filter's particular shape.
Figure 102018076057-2-abs

Description

MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADAMETHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS

[001]Trata a presente invenção de um novo método para compensação de dispersão cromática em sinais digitais de banda limitada, aplicado a sistemas de comunicações por fibras óticas com conexões de longa distância e altas taxas de símbolos, que apresentam distorção decorrente da propagação de sinais de comunicação e necessitam de compensação da dispersão, o qual visa diminuir a complexidade da compensação de dispersão cromática, tirando vantagem da forma particular do filtro de dispersão de segunda ordem.[001] The present invention deals with a new method for compensation of chromatic dispersion in digital signals of limited band, applied to communication systems by optical fibers with long distance connections and high symbol rates, which present distortion due to the propagation of signals and require dispersion compensation, which aims to reduce the complexity of chromatic dispersion compensation, taking advantage of the particular shape of the second order dispersion filter.

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[002]O método para compensação de dispersão cromática em sinais digitais de banda limitada, objeto da presente invenção, é aplicado a sistemas de comunicações por fibras óticas com conexões de longa distância e altas taxas de símbolos, que apresentam distorção decorrente da propagação de sinais de comunicação e necessitam de compensação da dispersão.[002] The method for compensating chromatic dispersion in limited band digital signals, object of the present invention, is applied to optical fiber communications systems with long distance connections and high symbol rates, which present distortion due to the propagation of signals and need dispersion compensation.

OBJETIVO DA INVENÇÃOOBJECTIVE OF THE INVENTION

[003]O método para compensação de dispersão cromática em sinais digitais de banda limitada, objeto da presente invenção, tem por objetivo principal a diminuição da complexidade da compensação de dispersão cromática, tirando vantagem da forma particular do filtro de dispersão de segunda ordem, ao invés de empregar uma técnica de filtragem genérica.[003] The main objective of the method for compensating chromatic dispersion in limited band digital signals, the object of the present invention, is to reduce the complexity of chromatic dispersion compensation, taking advantage of the particular shape of the second order dispersion filter, by instead of employing a generic filtering technique.

[004]PROBLEMA A SER RESOLVIDO A dispersão é uma distorção que ocorre durante a propagação de sinais de comunicação. Em comunicações por fibras óticas, esse efeito é chamado de dispersão cromática, e em conexões de longa distância e altas taxas de símbolos, essa dispersão pode chegar a milhares de amostras. A dispersão cromática pode ser compensada no domínio óptico por meio de fibras especiais (DCF - Do inglês Dispersion Compensating Fiber) ou no domínio digital empregando um filtro invariante no tempo.[004] PROBLEM TO BE SOLVED Dispersion is a distortion that occurs during the propagation of communication signals. In optical fiber communications, this effect is called chromatic dispersion, and in long distance connections and high symbol rates, this dispersion can reach thousands of samples. The chromatic dispersion can be compensated in the optical domain by means of special fibers (DCF - From English Dispersion Compensating Fiber ) or in the digital domain using a time-invariant filter.

[005]A compensação da dispersão realizada através do domínio digital empregando um filtro invariante no tempo é muito utilizada por ser viável e reduzir custos de implantação do sistema como um todo. Contudo, em alguns casos, essa compensação da dispersão realizada no domínio digital é muito complexa.[005] The dispersion compensation performed through the digital domain using a time-invariant filter is widely used because it is feasible and reduces the costs of implementing the system as a whole. However, in some cases, this compensation for dispersion in the digital domain is very complex.

[006]O algoritmo conhecido hoje como FFT (do inglês Fast Fourier Transform), se tornou popular após a publicação do trabalho AN ALGORITHM FOR THE MACHINE CALCULATION OF COMPLEX FOURIER SERIES, de James W. Cooley e John W. Tukey (1965), em que é apresentada a variante de decimação no tempo do algoritmo de FFT. Dentre as muitas aplicações desse algoritmo, destacamos aqui a filtragem.[006] The algorithm known today as FFT (from the English Fast Fourier Transform ), became popular after the publication of the work AN ALGORITHM FOR THE MACHINE CALCULATION OF COMPLEX FOURIER SERIES , by James W. Cooley and John W. Tukey (1965), in which the time decimation variant of the FFT algorithm is presented. Among the many applications of this algorithm, we highlight filtering here.

[007]Assim, a presente invenção visa diminuir a complexidade da compensação de dispersão cromática, tirando vantagem da forma particular do filtro de dispersão de segunda ordem, permitindo a compensação de dispersão cromática aplicando apenas uma transformação de Fourier, ao invés de duas como é feito na técnica atual.[007] Thus, the present invention aims to decrease the complexity of chromatic dispersion compensation, taking advantage of the particular shape of the second order dispersion filter, allowing chromatic dispersion compensation by applying only one Fourier transformation, instead of two as is done in the current technique.

ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATUS

[008]Existem alguns artigos, documentos de patente e literatura que descrevem filtros, métodos de filtragem e métodos de compensação da dispersão cromática através do domínio digital empregando filtros, porém, nenhum desses documentos antecipa o método aqui proposto. Dentre esses documentos, podem-se destacar os seguintes:[008] There are some articles, patent documents and literature that describe filters, filtering methods and chromatic dispersion compensation methods through the digital domain using filters, however, none of these documents anticipates the method proposed here. Among these documents, the following can be highlighted:

[009]O trabalho “ALGORITHM FOR THE MACHINE CALCULATION OF COMPLEX FOURIER SERIES”, de James W. Cooley e John W. Tukey (1965) em que é apresentada a variante de decimação no tempo do algoritmo de FFT(do inglês Fast Fourier Transform);[009] The work “ ALGORITHM FOR THE MACHINE CALCULATION OF COMPLEX FOURIER SERIES ”, by James W. Cooley and John W. Tukey (1965) in which the time decimation variant of the FFT algorithm (from English Fast Fourier Transform) is presented );

[010]O artigo de Tomas J. Stockham, Jr., “HIGH-SPEED CONVOLUTION AND CORRELATION”, 1966, apresenta uma técnica para calcular convoluções usando transformada rápida de Fourier. No mesmo artigo, ele sugere uma técnica de fatiamento do sinal para calcular FFTs em blocos de tamanho parecido com o menor dentre os comprimentos dos operandos. Técnica que, mais tarde, passa a ser identificada como overlap-add;[010] Tomas J. Stockham, Jr.'s article, “ HIGH-SPEED CONVOLUTION AND CORRELATION ”, 1966, presents a technique for calculating convolutions using the Fast Fourier transform. In the same article, he suggests a signal slicing technique to calculate FFTs in blocks of a size similar to the smallest of the lengths of the operands. Technique that later becomes identified as an overlap-add ;

[011]O livro “THE DISCRETE-TIME SIGNAL PROCESSING” de Allan V. Oppenheim e Ronald W. Schafer menciona duas principais técnicas para filtrar sequências longas usando convoluções de tamanho fixo. A técnica overlap-add consiste em selecionar fatias justapostas do dado e filtrá-las individualmente, e somar os resultados obrepostos após a filtragem. A técnica overlap-save consiste, por sua vez, em usar fatias do dado de entrada com sobreposição, e aproveitar algumas amostras da convolução calculada, que correspondem a fatias justapostas da saída;[011] The book “ THE DISCRETE-TIME SIGNAL PROCESSING ” by Allan V. Oppenheim and Ronald W. Schafer mentions two main techniques for filtering long strings using fixed-size convolutions. The overlap-add technique consists of selecting juxtaposed slices of the data and filtering them individually, and adding the results obtained after filtering. The overlap-save technique consists, in turn, of using slices of the input data with overlap, and taking advantage of some samples of the calculated convolution, which correspond to juxtaposed slices of the output;

[012]O documento de patente US 2010/0196009 A1, “POLARIZATION INDEPENDENT FREQUENCYDOMAIN EQUALIZATION (FDE) FOR CHROMATIC DISPERSION (CD) COMPENSATION IN POLMUX COHERENT SYSTEMS”, que descreve a compensação de dispersão cromática no domínio do tempo, usando uma arquitetura universal de filtragem invariante no tempo de resposta finita;[012] US patent document 2010/0196009 A1, “ POLARIZATION INDEPENDENT FREQUENCYDOMAIN EQUALIZATION (FDE) FOR CHROMATIC DISPERSION (CD) COMPENSATION IN POLMUX COHERENT SYSTEMS ”, which describes the chromatic dispersion compensation in the time domain, using a universal architecture of finite response time invariant filtering;

[013]O documento de patente US 8,792,189 B1, “OPTIMIZED CHROMATIC DISPERSION FILTERˮ, que descreve um sistema para a filtragem de dispersão cromática, em que o número de taps do filtro é truncado, removendo taps de menor magnitude;[013] US patent document 8,792,189 B1, “ OPTIMIZED CHROMATIC DISPERSION FILTER ˮ, which describes a system for chromatic dispersion filtering, in which the number of taps of the filter is truncated, removing tapes of lesser magnitude;

[014]O documento de patente WO 2016/095942 A1, “CHROMATIC DISPERSION COMPENSATION FILTER”, que descreve um sistema amparado pelo teorema da convolução; nesse sistema, emprega-se STFT (Short-Time Fourier Transform) que consiste em calcular a transformada de Fourier para fatias de um sinal e reconstrói o sinal usando overlap-save ou overlap-add;[014] Patent document WO 2016/095942 A1, “ CHROMATIC DISPERSION COMPENSATION FILTER ”, which describes a system supported by the convolution theorem; in this system, STFT ( Short-Time Fourier Transform ) is used, which consists of calculating the Fourier transform for slices of a signal and reconstructs the signal using overlap-save or overlap-add ;

[015]O documento de patente US 7,649,927 B, “EQUALIZER FILTER WITH DYNAMICALLY CONFIGURABLE CONVOLUTION FILTER, que descreve um sistema que usa a mesma estratégia de filtragem proposta por Stockham, apenas tratando algumas questões práticas preocupando-se em flexibilidade. E esse sistema pode ser usado para compensar dispersão cromática;[015] US patent document 7,649,927 B, “ EQUALIZER FILTER WITH DYNAMICALLY CONFIGURABLE CONVOLUTION FILTER , which describes a system that uses the same filtering strategy proposed by Stockham, only addressing a few practical issues with concern for flexibility. And this system can be used to compensate for chromatic dispersion;

[016]Manipulações algébricas análogas às empregadas nessa invenção foram usadas por Lawrence R. Rabiner, Ronald W. Schafer and Charles M Rader, no trabalho “THE CHIRP Z-TRANSFORM ALGORITHM AND ITS APPLICATIONS”, de 1968, para calcular numericamente a transformada z de pontos em uma espiral exponencial sobre o plano complexo. Nesse trabalho, é mostrado como o uso da transformada z para vários pontos pode ser obtida por meio de uma simples convolução;[016] Algebraic manipulations similar to those employed in this invention were used by Lawrence R. Rabiner, Ronald W. Schafer and Charles M Rader, in the work “ THE CHIRP Z-TRANSFORM ALGORITHM AND ITS APPLICATIONS ”, from 1968, to numerically calculate the z transform. of points in an exponential spiral on the complex plane. In this work, it is shown how the use of the z transform for various points can be obtained through a simple convolution;

[017]O trabalho de Lawrence et al, está intimamente ligado ao trabalho de Leo I. Bluestein, intitulado “A LINEAR FILTERING APPROACH TO THE COMPUTATION OF DISCRETE FOURIER TRANSFORM”, de 1970. Nesse trabalho, é mostrado como uma FFT de tamanho arbitrário pode ser obtida por meio de uma convolução que, por sua vez, pode ser feita usando o algoritmo FFT (de comprimento maior, mas que, por ser uma potência de 2, é computado mais eficientemente);[017] The work of Lawrence et al, is closely linked to the work of Leo I. Bluestein, entitled “ A LINEAR FILTERING APPROACH TO THE COMPUTATION OF DISCRETE FOURIER TRANSFORM ”, from 1970. In this work, it is shown as an FFT of arbitrary size it can be obtained by means of a convolution which, in turn, can be made using the FFT algorithm (of greater length, but which, being a power of 2, is computed more efficiently);

[018]O artigo“CHROMATIC DISPERSION COMPENSATION USING DIGITAL IIR FILTERING WITH COHERENT DETECTION”, de Giliad Condfarb e Guifang Li apresenta uma abordagem diferente em essência das mencionadas até aqui. Consiste em compensar a dispersão cromática, usando um filtro de resposta infinita que aproxima a resposta do filtro de dispersão cromática usando um número muito menor de coeficientes. O filtro é de resposta infinita, e é implementado como um filtro de coeficientes reais, uma dificuldade técnica dessa técnica é que requer um filtro de resposta infinita do sinal revertido no tempo;[018] The article “ CHROMATIC DISPERSION COMPENSATION USING DIGITAL IIR FILTERING WITH COHERENT DETECTION ”, by Giliad Condfarb and Guifang Li presents a different approach in essence to those mentioned so far. It consists of compensating for chromatic dispersion, using an infinite response filter that approximates the response of the chromatic dispersion filter using a much smaller number of coefficients. The filter is infinite response, and is implemented as a filter of real coefficients, a technical difficulty of this technique is that it requires an infinite response filter of the signal reversed in time;

[019]O artigo de Fumio Koyama, Kenichi Iga, intitulado “FREQUENCY CHIRPING IN EXTERNAL MODULATORS”,de 1988, se discute como modular a fase juntamente com a amplitude, influencia a largura mínima possível de pulso em função da distância e de um parâmetro de gorgeio; e[019] The article by Fumio Koyama, Kenichi Iga, entitled “FREQUENCY CHIRPING IN EXTERNAL MODULATORS ”, from 1988, discusses how to modulate the phase together with the amplitude, influences the minimum possible pulse width as a function of distance and a parameter of gorgeio; and

[020]O artigo de A. H. Gnauck, S. K. Korotky, J. J. Veselka, J. Nagel, C. T. Kemmerer, W. J. Minford e D. T. Moser, intitulado “DISPERSION PENALTY REDUCTION USING AN OPTICAL MODULATOR WITH ADJUSTABLE CHIRP”, de 1991, é avaliado experimentalmente o efeito do gorgeio sobre a transmissão usando um modulador com o parâmetro de gorgeio ajustável.[020] The article by AH Gnauck, SK Korotky, JJ Veselka, J. Nagel, CT Kemmerer, WJ Minford and DT Moser, entitled “ DISPERSION PENALTY REDUCTION USING AN OPTICAL MODULATOR WITH ADJUSTABLE CHIRP ”, is experimentally evaluated for the effect of the gorgeio on the transmission using a modulator with the adjustable gorgeio parameter.

DESCRIÇÃO DAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

[021 ]A seguir, faz-se referência às figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê:[021] Below, reference is made to the figures accompanying this specification, for a better understanding and illustration of it, where it can be seen:

[022]A figura 1 mostra o esquema que pode ser usado para implementar a técnica de filtragem proposta. Inicialmente o sinal: (1) passa por uma reamostragem; (2) é multiplicado por um gorgeio; (3) passa por uma transformada de Fourier; (4) é multiplicado por um segundo gorgeio; (5) é reamostrado para a taxa de amostragem desejada.[022] Figure 1 shows the scheme that can be used to implement the proposed filtering technique. Initially the signal: (1) goes through a resampling; (2) is multiplied by a gorge; (3) undergoes a Fourier transform; (4) is multiplied by a second gorge; (5) is resampled to the desired sample rate.

[023]A figura 2 mostra como o esquema pode ser adaptado para corrigir uma quantidade positiva ou negativa de dispersão por meio da conjugação (ou não) do sinal antes e depois da filtragem; e um multiplexador que permite escolher o sinal filtrado ou o sinal original; sendo assim três diferentes valores de dispersão podem ser compensados com esse arranjo.[023] Figure 2 shows how the scheme can be adapted to correct a positive or negative amount of dispersion by conjugating (or not) the signal before and after filtering; and a multiplexer that allows you to choose the filtered signal or the original signal; thus, three different dispersion values can be compensated with this arrangement.

[024]A figura 3 mostra como dois blocos, um portando uma FFT de tamanho N e outro portando uma FFT de tamanho N/4, podem ser conectados para obter 3 possíveis filtros, sem considerar as reamostragens.[024] Figure 3 shows how two blocks, one carrying an FFT of size N and the other carrying an FFT of size N / 4, can be connected to obtain 3 possible filters, without considering resamples.

[025]A figura 4 mostra lado a lado relações de equivalência que podem ser usadas para simplificar diferentes projetos.[025] Figure 4 shows side by side equivalence relationships that can be used to simplify different projects.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃOGENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION

[026]O filtro de dispersão cromática tem resposta em frequência
H (ω) = κ 1exp(2jκ2ω2 )
Onde κ2 é o parâmetro de dispersão da velocidade de grupo relacionado com o parâmetro de dispersão cromática da fibra definido de acordo com

Figure img0001
Em que λ é o comprimento de onda central do canal, D = CL é a dispersão cromática acumulada ao longo da fibra, C é um parâmetro característico que depende do tipo de fibra ec 0 é a velocidade da luz.
A resposta ao impulso do filtro de dispersão cromática no domínio do tempo é
Figure img0002
[026] The chromatic dispersion filter has a frequency response
H ( ω ) = κ 1 exp (2 jκ 2 ω 2 )
Where κ 2 is the group velocity dispersion parameter related to the fiber chromatic dispersion parameter defined according to
Figure img0001
Where λ is the central wavelength of the channel, D = CL is the chromatic dispersion accumulated along the fiber, C is a characteristic parameter that depends on the type of fiber and c 0 is the speed of light.
The impulse response of the chromatic dispersion filter in the time domain is
Figure img0002

[027]A resposta no tempo é o complexo conjugado da resposta na frequência multiplicado por alguma constante. Esse modelo é válido caso o sinal tenha largura de banda infinita. Ao introduzir limitação de banda no sinal com uma janela retangular, a resposta no tempo é multiplicada por um sinal com a maior fração da energia concentrada em um curto intervalo de tempo, cuja magnitude se aproxima de um retângulo quando a κ2 é grande.[027] The time response is the conjugate complex of the frequency response multiplied by some constant. This model is valid if the signal has infinite bandwidth. When introducing bandwidth limitation in the signal with a rectangular window, the response in time is multiplied by a signal with the largest fraction of energy concentrated in a short time, whose magnitude approaches a rectangle when κ 2 is large.

[028]Limitar no tempo o sinal com banda retangular cause um efeito análogo no domínio da frequência. Ao longo desta descrição, nos referiremos ao sinal com janela retangular como a forma analítica e seu sinal dual como sinal limitado, H (ω)multiplicado por uma janela retangular é a resposta analítica em frequência, a transformação inversa de Fourier, é a resposta limitada no tempo, h(t) multiplicado por uma janela retangular é a resposta analítica no tempo, a transformação de Fourrier desse sinal é a resposta limitada em frequência.[028] Limiting the signal with a rectangular band in time causes an analogous effect in the frequency domain. Throughout this description, we will refer to the signal with a rectangular window as the analytical form and its dual signal as a limited signal, H (ω) multiplied by a rectangular window is the frequency analytical response, the inverse Fourier transformation, is the limited response in time, h ( t ) multiplied by a rectangular window is the analytical response in time, the Fourrier transformation of this signal is the frequency-limited response.

[029]Considerando uma resposta no tempo, normalizada, e amostrada de modo que

Figure img0003
E uma janela de tamanho N, o período de amostragem pode ser escolhido de modo que
Figure img0004
Explicitamente
Figure img0005
A saída yn , a convolução entre um sinal de entrada x e o filtro h pode ser calculado como
Figure img0006
[029] Considering a response in time, normalized, and sampled so that
Figure img0003
And a window of size N , the sampling period can be chosen so that
Figure img0004
Explicitly
Figure img0005
The output y n , the convolution between an input signal x and the filter h can be calculated as
Figure img0006

[030]Considerando uma janela de - N/2 a (N/2 - 1), as saídas do somatório coincidem para diferentes valores de n, com a transformada discreta de Fourier, portanto podem ser calculadas usando o algoritmo FFT.[030] Considering a window from - N / 2 to ( N / 2 - 1), the summation outputs coincide for different values of n, with the discrete Fourier transform, so they can be calculated using the FFT algorithm.

[031]Mas como no caso da filtragem de Stockham, ao empregar a FFT, os índices passam a ser somados em um grupo cíclico de N elementos. O que significa que a convolução será calculada assumindo extensões periódicas de x eh. Mas vale notar que os componentes de baixa frequência são representados majoritariamente pelas amostras do filtro próximos à origem. Logo, se o sinal x tem banda limitada, os termos para grandes valores de (n - k) terão pouca influência na filtragem. Partindo desssa premissa, é possível que, ao menos uma fatia da FFT, servirá como uma boa aproximação da saída y.[031] But as in the case of Stockham filtering, when using FFT, the indices are added to a cyclic group of N elements. Which means that the convolution will be calculated assuming periodic extensions of x and h . But it is worth noting that low frequency components are represented mainly by the filter samples close to the source. Therefore, if the signal x has a limited bandwidth, the terms for large values of ( n - k ) will have little influence on filtering. Based on this premise, it is possible that, at least a slice of the FFT, will serve as a good approximation of the output y .

[032]Mais explicitamente, uma transformada de Fourier de tamanho N pode ser usada para compensar o parâmetro dispersão da velocidade de grupo, κ2= ±NTs 2 /4π. [032] More explicitly, a transformed N Fourier size can be used to compensate for the parameter of group velocity dispersion, κ = ± 2 NT s 2/4 π.

DESCRIÇÃO DETALHADA E FORMA DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION AND FORM OF CARRYING OUT THE INVENTION

[033]Em seguida, descreve-se uma forma preferencial não restritiva de realização da presente invenção, objeto desta patente, onde a configuração e aplicação podem variar na forma adequada para cada aplicação desejada; descrevendo as possibilidades construtivas que levam a concretizar o objeto descrito e a forma como o mesmo funciona.[033] Next, a preferred non-restrictive form of realization of the present invention, object of this patent, is described, where the configuration and application can vary in the appropriate form for each desired application; describing the constructive possibilities that lead to concretizing the described object and the way it works.

[034]Em uma das realizações da invenção, o sinal é processado de acordo com o apresentado na figura 1. Possivelmente, usando uma reamostragem antes e outra depois da filtragem. No processo de reamostragem, criam-se fatias de tamanho N, extraídas do sinal copiando N amostras deslocadas N/2 entre si. O gorgeio produz um sinal que para a n-ésima amostra de um bloco é

Figure img0007
Da saída da FFT apenas N/2 coeficientes são considerados a partir do coeficiente N/4; Os coeficientes não utilizados podem ser removidos antes mesmo de multiplicar a saída pelo gorgeio, reduzindo, assim a complexidade do sistema.[034] In one of the embodiments of the invention, the signal is processed according to that shown in figure 1. Possibly, using a resampling before and another after filtering. In the resampling process, size N slices are created, extracted from the signal by copying N samples displaced N / 2 between them. The gorgeio produces a signal that for the nth sample of a block is
Figure img0007
Of the FFT output, only N / 2 coefficients are considered from the N / 4 coefficient; Unused coefficients can be removed even before multiplying the output by the gorge, thus reducing the complexity of the system.

[035]A reamostragem pode ser feita em uma taxa fixa, ou um sistema configurável com um buffer para manter a continuidade do fluxo de dados.[035] Resampling can be done at a fixed rate, or a configurable system with a buffer to maintain the continuity of the data flow.

[036]Em outra realização, dois sinais de controle são utilizados, permitindo que o bloco compense 3 valores de dispersão ±NTs 2/4π ou 0. A transformada de Fourier também poderia ser modificada para mudar o sinal da compensação realizada.[036] In another embodiment, two control signals are used, allowing the block to compensate dispersion values ± 3 NT s 2/4 π and 0. The Fourier transform could also be modified to change the compensation signal performed.

[037]Outra realização combina duas instâncias, uma capaz de compensar NTs 2/4π, com uma FFT de tamanho N, eoutra podendo compensar ±NTs 2/16π ou zero, por meio de uma FFT de tamanho N/4.[037] Another embodiment combines two bodies, one can compensate NT s 2/4 π, with a FFT size N, eoutra can compensate ± NT s 2/16 π or zero, by means of an FFT of size N / 4 .

[038]Em outra realização, os filtros de tamanho N 1, N 2, N 3, ..., NF são cascateados, cada um podendo compensar -NfTs 2/4π, 0 ou NfTs 2/4π, de modo que a compensação de todos os filtros concatenados seja a soma da compensação de cada filtro. Em particular, os comprimentos podem ser escolhidos de modo queNi +1 = 3Ni , isso permite compensar qualquer valor de dispersão em um grid igualmente espaçado de

Figure img0008
Figure img0009
Além disso, esse grid pode ser deslocado cascateando outros filtros.[038] In another embodiment, the filter size N 1, N 2, N 3, ..., N F are cascaded, each being offset - f N T s 2/4 π, 0 , or N s 2 f T / 4 π, so that the compensation for all concatenated filters is the sum of the compensation for each filter. In particular, the lengths can be chosen so that N i +1 = 3 N i , this allows to compensate for any dispersion value in an equally spaced grid of
Figure img0008
Figure img0009
In addition, this grid can be moved by cascading other filters.

[039]O gorgeio de frequência é definido como y(t) = exp(1j . F2 . t 2) . u(t) e a reamostragem de fator é definida como y(t) = u(t/F). A conjugação complexa a reamostragem e a multiplicação por gorgeio podem ser simplificadas quando aparecem consecutivamente e, na figura 4 são mostrados várias relações de equivalências que podem ser empregadas de modo a agrupar elementos similares e que, portanto, podem ser simplificados, dando origem a várias possíveis novas realizações.[039] The frequency gorgeio is defined as y (t) = exp (1 j. F 2. T 2 ) . u ( t ) and the factor resampling is defined as y (t) = u ( t / F ). The complex conjugation of resampling and multiplication by gorgeio can be simplified when they appear consecutively and, in figure 4, several equivalence relations are shown that can be used in order to group similar elements and, therefore, can be simplified, giving rise to several possible new achievements.

[040]Desta forma, conforme descrito acima, pode-se notar que o método, objeto da presente invenção, diminui de forma vantajosa a complexidade da compensação de dispersão cromática, tratando-se de um método novo para o estado da técnica revestindo-se de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas, que o fazem merecer o privilégio de patente de invenção.[040] Thus, as described above, it can be noted that the method, object of the present invention, advantageously reduces the complexity of the chromatic dispersion compensation, being a new method for the state of the art by coating conditions of innovation, inventive activity and unprecedented industrialization, which make it deserve the privilege of patent of invention.

Claims (8)

MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, onde o sinal:(1) é fatiado em blocos de tamanho N, podendo esses serem parcialmente sobrepostos; (2) é multiplicado por um gorgeio; (3) passa por uma transformada de Fourier; (4) é multiplicado por um segundo gorgeio; (5) fatias dos blocos de saída são combinadas para formar o sinal de saída; caracterizado por consistir na filtragem do sinal no domínio digital, utilizando um filtro de dispersão de segunda ordem invariante no tempo, através de uma única FFT para compensarK2 o parâmetro dedispersão da velocidade de grupo relacionado com o parâmetro de dispersão cromática da fibra. METHOD FOR COMPENSATION OF CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensation of chromatic dispersion in an optical communication system, where the signal: (1) is sliced into blocks of size N, which may be partially overlapping; (2) is multiplied by a gorge; (3) undergoes a Fourier transform; (4) is multiplied by a second gorge; (5) slices from the output blocks are combined to form the output signal; characterized by the filtering of the signal in the digital domain, using a second-order time-varying dispersion filter, through a single FFT to compensate for K 2 the group velocity dispersion parameter related to the fiber chromatic dispersion parameter. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar uma reamostragem antes e outra depois da filtragem, criando-se fatias de tamanho N, extraídos do sinal copiando N amostras consecutivas, podendo ser realizado em uma taxa fixa, ou em um sistema configurável com um buffer para manter a continuidade do fluxo de dados. METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensating chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 1, characterized by using a resampling before and after filtering, creating slices of size N, extracted from the signal by copying N consecutive samples, which can be performed at a fixed rate, or in a configurable system with a buffer to maintain the continuity of the data flow. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar sinais de controle que permitem configurar um sistema, empregando ou não a conjugação da entrada e da saída para compensar um valor positivo ou negativo de dispersão, e usar um multiplexador para selecionar a entrada filtrada ou não; permitindo assim selecionar três diferentes compensações de dispersão. METHOD FOR COMPENSATION OF CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensation of chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 1, characterized by using control signals that allow configuring a system, using or not the conjugation input and output to compensate for a positive or negative dispersion value, and use a multiplexer to select the filtered or unfiltered input; allowing to select three different dispersion compensations. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filtros de tamanho N1,N2,N3 ,...,NF serem cascateados, cada um podendo compensar dispersão negativaK2 , 0 oudispersão positivaK2 ,de modo que a compensação de todos os filtros concatenados seja a soma da compensação de cada filtro. METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensating chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 1, characterized by filters of size N 1, N 2, N 3 , .. ., N F be cascaded, each being able to compensate for negative dispersion K 2 , 0 or positive dispersion K 2 , so that the compensation of all the concatenated filters is the sum of the compensation of each filter. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por usar sinais de controle de modo que o cada um dos filtros possam operar como um filtro de dispersão cromática com coeficiente -NfTs 2/4π, 0 ou +NfTs 2/4π, possibilitando assim até 3F configurações. METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensating chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 4, characterized by using control signals so that each of the filters can operate as a chromatic dispersion filter with coefficient -N f T s 2 / 4π, 0 or + N f T s 2 / 4π, thus allowing up to 3 F configurations. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 5 caracterizado por escolher os parâmetros de modo que Ni+1 = 3Ni compensar quantidades de dispersão cromática com coeficientes igualmente espaçados. METHOD FOR COMPENSATION OF CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensation of chromatic dispersion in optical communication system, according to claim 5 characterized by choosing the parameters so that N i + 1 = 3 N i compensate quantities of chromatic dispersion with equally spaced coefficients. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por combinar filtros configuráveis e filtros não configuráveis. METHOD FOR COMPENSATING CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensating chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 5, characterized by combining configurable filters and non-configurable filters. MÉTODO PARA COMPENSAÇÃO DE DISPERSÃO CROMÁTICA EM SINAIS DIGITAIS DE BANDA LIMITADA, método para compensação de dispersão cromática em um sistema de comunicação ótica, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por empregar relações de equivalência listadas para eliminar certos blocos do sistema final. METHOD FOR COMPENSATION OF CHROMATIC DISPERSION IN LIMITED BAND DIGITAL SIGNS , method for compensation of chromatic dispersion in an optical communication system, according to claim 6, characterized by employing listed equivalence relations to eliminate certain blocks from the final system.
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