DE10047593C1

DE10047593C1 - Control method for Mach-Zehnder modulator in optical communications system uses feedback regulating signal for reduction of time difference between data signal and inverse data signal

Info

Publication number: DE10047593C1
Application number: DE2000147593
Authority: DE
Inventors: Erich Gottwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2020-09-27

Abstract

The control method has part of the modulated optical transmission signal (MOS) provided by the Mach-Zehnder modulator (DMZM) extracted and converted into an electrical signal, for determining the propagation time difference between the electrical data signal and the inverse data signal supplied to the Mach-Zehnder modulator, with provision of a regulating signal (RS) for a variable delay element (VLE) used for reduction of this time difference.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators, dem zur Erzeugung eines modulierten optischen Übertragungssignals ein optisches Trägersignal, ein Datensignal und das inverse, elektrische Da tensignal zugeführt werden.The invention relates to a method for controlling a differentially controllable Mach-Zehnder modulator, the for Generation of a modulated optical transmission signal optical carrier signal, a data signal and the inverse, electrical Da tensignal are supplied.

Bei optischen Übertragungssystemen mit Datenraten von 20 Gbit/s und mehr trägt bei digitalen amplitudenmodulierten op tischen Signalen bzw. Übertragungssignalen ein geringes Ex tinktionsverhältnis, insbesondere in optischen Weitverkehrs systemen mit optischen Verstärkern erheblich dazu bei, daß das empfangsseitig zur Rekonstruktion der Daten erforderliche optische Signal-zu-Rauschverhältnis ("optical signal-to- noise-ratio", OSNR) verschlechtert wird. Das Extinktions verhältnis ergibt sich aus dem Leistungsverhältnis zwischen logischer Null-Signalleistung und logischer Eins- Signalleistung, d. h. ein amplitudenmoduliertes Signal mit ei nem hohen, die Hälfte der Gesamtleistung des optischen Über tragungssignals übersteigenden Continious-Wave-Anteil bzw. Trägeranteil weist ein niedriges Extinktionsverhältnis und ein nahezu vollständig "durchmoduliertes" Signal ein sehr ho hes Extinktionsverhältnis auf. Beträgt beispielsweise in ei nem Übertragungssystem mit optischen Verstärkern das Extink tionsverhältnis des amplitudenmodulierten optischen Signals 3 dB, so ist für den fehlerfreien Empfang des amplitudenmodu lierten optischen Signals ein um mehr als den Faktor 10 höhe res Signal-zu-Rauschverhältnis (OSNR) als bei einem Extinkti onsverhältnis von 20 dB erforderlich. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Verkürzung der regenerationsfrei überbrückba ren Übertragungsstrecke um etwa eine Größenordnung. In optical transmission systems with data rates of 20 Gbit / s and more contributes to digital amplitude modulated op tical signals or transmission signals a low Ex tinkation ratio, especially in long-distance optical traffic systems with optical amplifiers contribute significantly to that that is required at the receiving end to reconstruct the data optical signal-to-noise ratio ("optical signal-to- noise ratio ", OSNR). The extinction ratio results from the performance ratio between logical zero signal power and logical on Signal power, d. H. an amplitude modulated signal with egg nem high, half of the total optical output continuous wave portion or Carrier content has a low extinction ratio and an almost completely "fully modulated" signal a very high hes absorbance ratio. For example, in egg the Extink in a transmission system with optical amplifiers ratio of the amplitude-modulated optical signal 3 dB, so is for the error-free reception of the amplitude mod lated optical signal a more than a factor of 10 res signal-to-noise ratio (OSNR) than with an extinct on ratio of 20 dB required. This results in a considerable shortening of the regeneration-free bridging ren transmission path by about an order of magnitude.

In optischen Übertragungssystemen, insbesondere nach dem WDM- Technik (Wavelength Division Multiplexing) realisierten Über tragungssystemen, mit Datenraten von 10 Gbits/s und mehr sind Mach-Zehnder-Modulatoren (MZM) als elektro-optische Wandler der direkten Modulation bzw. der externen Modulation mit E lektroabsorptionsmodulatoren von Lasern deutlich überlegen. Derartige Mach-Zehnder-Modulatoren (MZM) bzw. Mach-Zehnder- Interferometer (MZE) erfordern im allgemeinen neben einem Mo dulationssignal eine hohe Ansteuerspannung bzw. Treiberspan nung von 6 Volt bis 2 × 6 Volt, um das für eine fehlerfrei Übertragung erforderliche hohe Extinktionsverhältnis zu rea lisieren. Insbesondere weisen differentiell ansteuerbare MZ- Modulatoren den Vorteil auf, daß mit Hilfe dieser das Chirp- Verhalten des Mach-Zehnder-Modulators variierbar wird und so mit auch mit dessen Hilfe Duobinär-Verfahren implementiert werden können. Derartige Duobinär-Verfahren reduzieren neben der starken Unterdrückung der stimulierten Brillouinstreuung auch die optische Bandbreite des optischen Signals bzw. Über tragungssignals und ermöglichen somit einen engeren Wellen längenmultiplexbetrieb, d. h. der Kanalabstand zwischen den WDM-Kanälen kann erheblich reduziert werden.In optical transmission systems, especially according to the WDM Technology (Wavelength Division Multiplexing) realized over transmission systems with data rates of 10 Gbits / s and more Mach-Zehnder modulators (MZM) as electro-optical converters direct modulation or external modulation with E electro-absorption modulators of lasers clearly superior. Such Mach-Zehnder modulators (MZM) or Mach-Zehnder Interferometers (MZE) generally require in addition to a Mo dulation signal a high control voltage or driver chip voltage from 6 volts to 2 × 6 volts, for a faultless Transfer required high extinction ratio to rea lize. In particular, differentially controllable MZ Modulators have the advantage that with these the chirping Behavior of the Mach-Zehnder modulator becomes variable and so with which it also implemented the duobinary procedure can be. Such duobinary processes also reduce the strong suppression of stimulated Brillouin scatter also the optical bandwidth of the optical signal or via carrier signal and thus enable narrower waves length division multiplexing, d. H. the channel spacing between the WDM channels can be significantly reduced.

Beim Einsatz von differentiell ansteuerbaren MZI-Modulatoren ist für eine optimale Modulation der Modulationssignals eine phasenrichtige Zuführung der beiden Ansteuersignale erforder lich, um Verzerrungen des optischen Übertragungsignals und insbesondere eine Reduzierung der Extinktion zu vermeiden.When using differentially controllable MZI modulators is for optimal modulation of the modulation signal correct supply of the two control signals required Lich to distortion of the optical transmission signal and in particular to avoid a reduction in extinction.

Bei Leistungsverstärkern mit internen Laufzeiten bis in den ns-Bereich sind beispielsweise bei Übertragungsdatenraten von 40 Gbit/s Laufzeitvariationen, die unter anderem durch Tempe raturschwankungen innerhalb des optischen Übertragungssystems auftreten können, von nur wenigen ps zulässig. Beim Auftreten von größeren Änderungen der Laufzeitdifferenz der beiden An steuersignale bzw. Modulationssignale würden somit zu einer erheblichen Verzerrung des optischen Übertragungssignales bzw. optischen Signales führen, wobei bei sehr starken Verzerrung des optischen Signals das optische Signal nicht mehr rekonstruiert werden kann.For power amplifiers with internal terms up to ns range are for example at transmission data rates of 40 Gbit / s runtime variations, which are caused, among other things, by Tempe fluctuations in temperature within the optical transmission system may occur from just a few ps. When it occurs of major changes in the runtime difference of the two types Control signals or modulation signals would thus become one considerable distortion of the optical transmission signal or optical signals, with very strong distortion the optical signal no longer the optical signal can be reconstructed.

Derartige integrierte differentielle Treiberbausteine zur Er zeugung derartiger Steuerspannungen für 10 Gbit/s optische Übertragungssysteme sind unter anderem aus dem Beitrag zum Galium Arsenide IC Symposium 1995 in New York USA bekannt, in den von Wong P. Y. K. und von Freunddorfer A. P. ein 10 Gbit/s Galium Arsenide, differentiell ansteuerbarer HBT- Hochleistungsverstärker für III-V Mach-Zehnder-Modulatoren beschrieben wird.Such integrated differential driver modules for Er Generation of such control voltages for 10 Gbit / s optical Transmission systems are, among other things, from the contribution to Galium Arsenide IC Symposium 1995 in New York USA known in that of Wong P. Y.K. and Freunddorfer A. P. a 10 Gbit / s Galium arsenide, differentially controllable HBT High-performance amplifier for III-V Mach-Zehnder modulators is described.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Ansteuerung eines differentiell ansteuerbaren Mach- Zehnder-Modulator zu verbessern. Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale ge löst.The object underlying the invention is the control of a differentially controllable machine Zehnder modulator to improve. The task is going out of a method according to the features of the preamble of Claim 1 by its characteristic features ge solves.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein Teil des modulierten optischen Über tragungssignals ausgekoppelt wird und zur Ermittlung der Laufzeitdifferenz zwischen dem Datensignal und dem inversen Datensignal der ausgekoppelte Teil des modulierten optischen, Übertragungssignal in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Anschließend wird die Leistung oder der Strom oder die Span nung des elektrischen Signals für Frequenzen gleich oder grö ßer der halben Datenrate bestimmt und anhand der ermittelten Leistung- oder Strom- oder Spannungwerten mindestens ein Re gelsignal gebildet wird. Das mindestens eine Regelsignal wird dem mindestens einen variabel einstellbaren Laufzeitelement zur Reduzierung der Laufzeitdifferenz zwischen elektrischem Datensignal und inversem elektrischen Datensignal zugeführt. Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die durch eine Laufzeitfehlanpassung bzw. Phasenfehlanpassung zwischen dem Datensignales und des inversen Datensignales hervorgerufene Reduzierung der Augenöffnung des modulierten optischen Über tragungssignals derart ermittelt, daß ein Teil des modulierten optischen Signals ausgekoppelt wird und beispielsweise die spektralen Leistung des ausgekoppelten Teils des modu lierten optischen Übertragungssignals bei Frequenzen nahe der halben Datenrate und insbesondere auch bei Frequenzen ober halb der halben Datenrate, beispielsweise bei der ¾ der Da tenrate, bestimmt wird. Anhand der Größe des beispielsweise ermittelten Leistungwertes des ausgekoppelten Teils des modu lierten optischen Übertragungssignals wird besonders vorteil haft das Regelkriterium bzw. Regelsignal abgeleitet, welches zur Anpassung bzw. Reduzierung der Laufzeitdifferenz zwischen dem Datensignal und inversen Datensignal zur Ansteuerung des differentiel ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators eingesetzt wird. Hierdurch können vorteilhaft aufgrund von Phasenfehlan paassungen bzw. Laufzeitdifferenzen zwischen dem Datensignal und inversen Datensignal bei der Ansteuerung eines differen tiel ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators erzeugte Signal verzerrungen des modulierten optischen Übertragungssignals erheblich reduziert werden.The essential aspect of the method according to the invention is to see that part of the modulated optical over Transmission signal is coupled out and to determine the Runtime difference between the data signal and the inverse Data signal the decoupled part of the modulated optical, Transmission signal is converted into an electrical signal. Then the power or the current or the span voltage of the electrical signal for frequencies equal or larger ß determined half the data rate and based on the determined Power or current or voltage values at least one re Gel signal is formed. The at least one control signal is the at least one variably adjustable runtime element to reduce the transit time difference between electrical data signal and inverse electrical Data signal supplied. Advantageous is by the inventive method by a Runtime mismatch or phase mismatch between the Data signals and the inverse data signal caused Reduction of the eye opening of the modulated optical over Carrying signal determined such that part of the modulated optical signal is coupled out and for example the spectral power of the decoupled part of the modu gated optical transmission signal at frequencies close to half the data rate and especially at frequencies above half the data rate, for example at ¾ the da tenrate is determined. Based on the size of, for example determined power value of the decoupled part of the modu lated optical transmission signal is particularly advantageous the control criterion or control signal is derived, which to adjust or reduce the runtime difference between the data signal and inverse data signal to control the differently controllable Mach-Zehnder modulator used becomes. This can be advantageous due to phase errors adjustments or transit time differences between the data signal and inverse data signal when driving a differen tiel controllable Mach-Zehnder modulator generated signal distortion of the modulated optical transmission signal be significantly reduced.

Eine weitere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Ermittlung der Leistung oder des Stromes oder der Span nung des elektrischen Signals für Frequenzen gleich oder grö ßer der halben Datenrate mit Hilfe eines oder mehrerer elekt rischer Bandpaßfilter bzw. einer oder mehrerer schmalbandiger elektrischer Verstärker durchgeführt wird - Anspruch 2. Zur Ermittlung der Leistung oder des Stromes oder der Spannung des elektrischen Signals werden vorteilhaft kostengünstige Bandpaßfilter oder schmalbandige elektrische Verstärker ein gesetzt, deren Durchlaßbereich bzw. Verstärkungsbereich ins besondere den Frequenzbereich mit Frequenzen gleich oder grö ßer der halben Datenrate umfaßt.Another advantage of the invention is that the determination of the power or the current or the span voltage of the electrical signal for frequencies equal or larger ß half the data rate with the help of one or more elect Bandpass filter or one or more narrowband filters electrical amplifier is carried out - claim 2. Zur Determination of power or current or voltage of the electrical signal are advantageously inexpensive Bandpass filters or narrowband electrical amplifiers set, the passband or gain range ins especially the frequency range with frequencies equal or larger ß includes half the data rate.

Vorteilhaft werden die Signalleistungen oder Signalströme o der Signalspannungen an den Ausgängen der einzelnen elektri schen Bandpaßfilter bzw. der einzelnen schmalbandigen elekt rischen Verstärker zur Ermittlung des zumindest einen Regel signals getrennt bewertet - Anspruch 3. Hierdurch kann eine Feinabstimmung der Laufzeitdifferenzregelung durch die Aus wertung der Leistung oder des Stromes oder der Spannung des elektrischen Signals für Frequenzen des ausgeblendeten Fre quenzbereiches erfolgen.The signal powers or signal currents are advantageous the signal voltages at the outputs of the individual electri rule bandpass filter or the individual narrow-band elect amplifier to determine the at least one rule signals evaluated separately - claim 3. This allows a Fine-tuning the runtime difference control through the off evaluation of the power or the current or the voltage of the electrical signal for frequencies of the hidden Fre frequency range.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention The method can be found in the further claims.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von einem Prinzipschaltbild und einem Diagrammen näher erläutert.The method according to the invention is described below with reference to a block diagram and a diagrams explained in more detail.

Fig. 1 zeigt beispielhaft in einem Prinzipschaltbild einen differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulator mit der erfindungsgemäßen Laufzeitdifferenzrege lung, Fig. 1 shows an example of a basic circuit diagram of a differentially controllable Mach-Zehnder modulator with the inventive lung transit time difference Rege,

Fig. 2 zeigt beispielhaft in einem Diagramm den Zusammen hang zwischen der ermittelten Leistung des ausge koppelten Teil des modulierten optischen Übertra gungssignals und der Laufzeitdifferenz zwischen dem Datensignal und dem inversen Datensignal. Fig. 2 shows an example in a diagram, the relationship between the determined power of the decoupled part of the modulated optical transmission signal and the transit time difference between the data signal and the inverse data signal.

In Fig. 1 ist beispielhaft eine Anordnung zur Amplitudenmo dulation AAM eines optischen Trägersignales ts dargestellt, welche insbesondere eine Datenquelle DQ, ein variabel ein stellbares Laufzeitelement VLE, eine erste Verstärkerstufe V1, eine zweite Verstärkerstufe V2, eine Trägersignaleinheit CW, einen differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulator DMZM, eine optische Koppeleinheit OK, einen opto-elektrischen Wandler OEW, sowie eine Regeleinheit RU, eine Filtereinheit F und eine Bewertungseinheit LU aufweist. Die Datenquelle DQ weist einen ersten und zweiten Ausgang e1, e2 auf, wobei der erste Ausgang e1 mit dem Eingang i des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE, beispielsweise ein elektrisch ein stellbarer breitbandiger Phasenschieber, verbunden ist und der zweite Ausgang e2 an den Eingang der zweiter Verstärker stufe V2 geführt ist. In Fig. 1 is an example of an arrangement for Amplitudenmo dulation AAM an optical carrier signal shown ts which in particular a data source DQ, a variably stellbares runtime element VLE, a first amplifier stage V1, a second amplifier stage V2, a carrier signal unit CW, a differentially controllable Mach- Zehnder modulator DMZM, an optical coupling unit OK, an opto-electrical converter OEW, and a control unit RU, a filter unit F and an evaluation unit LU. The data source DQ has a first and a second output e1, e2, the first output e1 being connected to the input i of the variably adjustable delay element VLE, for example an electrically adjustable broadband phase shifter, and the second output e2 to the input of the second amplifier level V2 is passed.

Der Ausgang e des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE ist an den Eingang der ersten Verstärkerstufe V1 ange schlossen. Desweiteren weist das variabel einstellbare Lauf zeitelement VLE mindestens einen Steuereingang si auf, wel cher mit dem Ausgang e der Regeleinheit RU verbunden ist. Der Ausgang der ersten und zweiten Verstärkerstufe V1, V2 ist an an den ersten Eingang i1 bzw. den zweiten Eingang i2 des dif ferentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM ge führt. Desweiteren weist die Trägersignaleinheit CW einen Ausgang e auf, welcher mit dem dritten Eingang i3 des diffe rentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM verbunden ist. An den Ausgang e des differentiell ansteuerbaren Mach- Zehnder-Modulators DMZM ist die optische Übertragungsfaser OF angeschlossen, welche zur Übertragung des mit Hilfe des dif ferentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM erzeug ten modulierten optischen Übertragungssignals MOS vorgesehen ist.The output e of the variably adjustable runtime element VLE is connected to the input of the first amplifier stage V1 closed. Furthermore, the variably adjustable barrel has time element VLE at least one control input si, wel cher is connected to the output e of the control unit RU. The The output of the first and second amplifier stages V1, V2 is on to the first input i1 or the second input i2 of the dif Mach-Zehnder modulator DMZM that can be controlled separately leads. Furthermore, the carrier signal unit CW has one Output e, which is connected to the third input i3 of the diffe Mach-Zehnder modulator DMZM that can be controlled profitably is. At the output e of the differentially controllable mach Zehnder modulator DMZM is the optical transmission fiber OF connected, which is used for the transmission of the dif generate controllable Mach-Zehnder modulator DMZM th modulated optical transmission signal MOS provided is.

Mit Hilfe der optischen Koppeleinheit OK wird ein Teil des modulierten optischen Übertragungssignals MOS ausgekoppelt und an den an die optische Koppeleinheit OK angeschlossene opto-elektrischen Wandler OEW übertragen. Der Ausgang des op to-elektrischen Wandlers OEW ist mit dem Eingang i der Fil tereinheit F verbunden. Am Ausgang e der Filtereinheit F ist die Bewertungseinheit LU angeschlossen, deren Ausgang e an den Eingang i der Regeleinheit RU geführt ist.With the help of the optical coupling unit OK, part of the decoupled modulated optical transmission signal MOS and to the one connected to the optical coupling unit OK opto-electrical converter OEW transmit. The outcome of the op to-electrical converter OEW with input i is the fil ter unit F connected. At the output e of the filter unit F is connected to the evaluation unit LU, whose output e the input i of the control unit RU is guided.

In Fig. 1 ist vorzugsweise nur ein variabel einstellbares Laufzeitelement VLE dargestellt, wobei erfindungsgemäß durch aus ein weiteres variabel einstellbares Laufzeitelement VLE zwischen dem zweiten Ausgang e2 der Datenquelle DQ und der Verstärkerstufe V2 eingeschaltet sein kann. Desweiteren kann das eine variabel einstellbare Laufzeitelement VLE durchaus nur zwischen den zweiten Ausgang e2 der Datenquelle DQ und der zweiten Verstärkerstufe V2 eingeschaltet sein, während der erste Ausgang e1 der Datenquelle DQ direkt mit der ersten Verstärkerstufe V1 verbunden ist.In Fig. 1, only a variably adjustable runtime element VLE preferably is illustrated, it being possible according to the invention is turned on by adjustable from another variable term VLE element between the second output e2 of the data source DQ and the amplifier stage V2. Furthermore, the one variably adjustable runtime element VLE can only be switched on between the second output e2 of the data source DQ and the second amplifier stage V2, while the first output e1 of the data source DQ is connected directly to the first amplifier stage V1.

In der Datenquelle DQ wird ein Datensignal D und ein inverses Datensignal D erzeugt und an die Ausgänge e1, e2 gesteuert, wobei das Datensignal D an den ersten Ausgang e1 und das in verse Datensignal D an den zweiten Ausgang e2 der Daten quelle DQ gesteuert wird. Das Datensignal D wird vom ersten Ausgang e1 der Datenquelle DQ an den Eingang i des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE übertragen. Mit Hilfe des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE wird das Daten signal D um die gemäß dem über den zumindest einen Steuerein gang si mit Hilfe eines Regelsignales rs eingestellte Lauf zeitdauer verzögert an den Ausgang e des variabel einstellba ren Laufzeitelementes VLE übertragen. Das verzögerte Daten signal D' wird mit Hilfe der ersten Verstärkerstufe V1 ver stärkt und an den ersten Eingang e1 des differentiell ansteu erbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM übertragen. Analog hier zu wird das inverse Datensignal D vom zweiten Ausgang e2 der Datenquelle DQ unmittelbar an die zweite Verstärkerstufe V2 übertragen, durch diese verstärkt und an den zweiten Ein gang e2 des differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder- Modulators DMZM übermittelt.In the data source DQ there is a data signal D and an inverse Data signal D generated and controlled at outputs e1, e2, wherein the data signal D to the first output e1 and in verse data signal D to the second output e2 of the data source DQ is controlled. The data signal D is from the first Output e1 of the data source DQ to input i of the variable adjustable runtime element VLE transfer. With the help of The data is variably adjustable runtime element VLE signal D by the according to the at least one Steuerein gang si set with the help of a control signal rs time delayed at output e of the variably adjustable Ren runtime element transfer VLE. That delayed data signal D 'is ver using the first amplifier stage V1 strengthens and drive to the first input e1 of the differential Mach-Zehnder modulator DMZM. Analog here the inverse data signal D from the second output e2 the data source DQ directly to the second amplifier stage V2 transferred, reinforced by this and to the second one gear e2 of the differentially controllable Mach-Zehnder Modulator DMZM transmitted.

In der optischen Trägersignaleinheit CW wird vorzugsweise ein optisches Trägersignal ts erzeugt und über den Ausgang e der optischen Trägersignaleinheit CW an den dritten Eingang e3 des differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM übertragen. Mit Hilfe des dem differentiell einstellbaren Mach-Zehnder-Modulator DMZM zugeführten optischen Trägersig nal ts, dem verzögerten Datensignal D' und dem inversen Da tensignal D wird ein moduliertes optisches Übertragungssig nal MOS gebildet, welches über den Ausgang e des differen tiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM ausgegeben wird. Das modulierte optische Übertragungssignal MOS wird im weiteren über die optische Faser OF zu einer entfernt liegenden optischen Empfangseinheit - in Fig. 1 nicht dargestellt - übertragen. Mit Hilfe der optischen Koppeleinheit OK wird ein Teil des modulierten optischen Übertragungssignal MOS ausgekoppelt und der ausgekoppelte Teil des modulierten opti schen Übertragungssignals tmos an den opto-elektrischen Wand ler OEW übertragen. In dem opto-elektrischen Wandler OEW wird der ausgekoppelte Teil des modulierten optischen Übertra gungssignals tmos in ein elektrisches Signal es umgesetzt.An optical carrier signal ts is preferably generated in the optical carrier signal unit CW and transmitted via the output e of the optical carrier signal unit CW to the third input e3 of the differentially controllable Mach-Zehnder modulator DMZM. With the help of the differentially adjustable Mach-Zehnder modulator DMZM supplied optical carrier signal ts, the delayed data signal D 'and the inverse data signal D a modulated optical transmission signal MOS is formed, which via the output e of the differentially controllable Mach-Zehnder -Modulator DMZM is output. The modulated optical transmission signal MOS is subsequently transmitted via the optical fiber OF to a remote optical receiving unit - not shown in FIG. 1. With the help of the optical coupling unit OK, a part of the modulated optical transmission signal MOS is decoupled and the decoupled part of the modulated optical transmission signal tmos is transmitted to the opto-electrical converter OEW. In the opto-electrical converter OEW, the decoupled part of the modulated optical transmission signal tmos is converted into an electrical signal.

Das elektrische Signal es wird an die Filtereinheit F bzw. an den Eingang i den Filtereinheit F übertragen. Mit Hilfe der Filtereinheit F, welche insbesondere durch vorzugsweise ein oder mehrere elektrische Bandpaßfilter bzw. ein oder mehrere schmalbandige elektrische Verstärker realisiert sein kann, werden die Frequenzen gleich oder größer der halben Daten übertragungsrate bzw. Datenrate des Datensignales D gefil tert. Die Signalleistung bzw. die Signalströme bzw. die Sig nalspannungen an den Ausgängen der einzelnen elektrischen Bandpaßfilter bzw. der einzelnen schmalbandigen elektrischen Verstärker der Filtereinheit F werden an den bzw. die Eingän ge i der Bewertungseinheit LU übertragen. In der Bewertungs einheit LU werden die Leistung oder der Strom oder die Span nung des gefilterten elektrischen Signales es für die Fre quenzen gleich oder größer der halben Datenübertragungsrate, welche mit Hilfe der Filtereinheit F explizit bestimmt wur den, ermittelt bzw. bewertet. Des Weiteren werden die ermit telten Leistungs- bzw. Strom- bzw. Spannungswerte über den bzw. die Ausgänge e der Bewertungsseinheit LU an den bzw. die Eingänge i der Regeleinheit RU übertragen.The electrical signal it is to the filter unit F or the input i transmit the filter unit F. With the help of Filter unit F, which in particular by preferably or more electrical bandpass filters or one or more narrowband electrical amplifiers can be realized the frequencies become equal to or greater than half the data transmission rate or data rate of the data signal D gefil tert. The signal power or the signal currents or the Sig Voltage at the outputs of the individual electrical Bandpass filter or the individual narrow-band electrical Amplifiers of the filter unit F are connected to the inputs ge i transferred to the evaluation unit LU. In the evaluation unit LU will be the power or the current or the span of the filtered electrical signal for Fre sequences equal to or greater than half the data transfer rate, which was explicitly determined with the help of the filter unit F. the, determined or evaluated. Furthermore, the mitit the power, current or voltage values above the or the outputs e of the evaluation unit LU to the Transfer inputs i of the control unit RU.

In der Regeleinheit werden die ermittelten Leistungs- oder Strom oder Spannungswerte vorzugsweise gemeinsam bewertet und hieraus ein Regelsignal gebildet, wobei bei mehreren Sig nalleistungen oder Signalströmen oder Signalspannungen zur Ermittlung des vorzugsweise elektrischen Regelsignales RS diese auch getrennt bewertet werden können. Die Amplitude des in der Regeleinheit RU erzeugten zumindest einen Regelsignales RS weist einen proportional zur Laufzeitdifferenz zu- o der abnehmenden Verlauf auf, wobei bei einer nahezu den Wert 0 annehmenden Laufzeitdifferenz, d. h. bei keiner Phasenfehl anpassung, zwischen dem Datensignal D und den inversen Daten signal D das Regelsignal sein Maximum aufweist. Das zumin dest eine Regelsignal RS wird vom Ausgang bzw. den Ausgängen e der Regeleinheit RU an den zumindest einen Signaleingang si des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE übertragen. Mit Hilfe des Regelsignales RS wird die Laufzeitverzögerung des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE geregelt, d. h. vorzugsweise durch die Amplitude des Regelsignales RS wird die durch das variabel einstellbare Laufzeitelement VLE durchgeführte Verzögerung des Datensignales D bestimmt.The determined power or Current or voltage values are preferably evaluated together and from this a control signal is formed, with several sig nal powers or signal currents or signal voltages for Determination of the preferably electrical control signal RS these can also be assessed separately. The amplitude of the in the control unit RU generated at least one control signal RS assigns a proportional to the transit time difference the decreasing course, with a nearly the value 0 assuming runtime difference, d. H. with no phase error adjustment, between the data signal D and the inverse data signal D the control signal has its maximum. That at least at least one control signal RS is from the output or the outputs e of the control unit RU to the at least one signal input si of the variably adjustable runtime element VLE. With the help of the control signal RS, the runtime delay of the variably adjustable runtime element VLE, d. H. preferably by the amplitude of the control signal RS the runtime element VLE performed delay of the data signal D determined.

Das Vorzeichen der zur Erzeugung des Regelsignales RS erfor derlichen Regelabweichung des zumindest einen Regelsignales RS wird durch "Wobbeln" des Arbeitspunktes des variabel ein stellbaren Laufzeitelementes VLE durch beispielsweise nie derfrequente Sinusspannungen ermitteltThe sign of the RS to generate the control signal the system deviation of the at least one control signal RS becomes variable by "wobbling" the working point of the adjustable runtime element VLE by, for example, never derfrequente Sinine voltages determined

Des Weiteren wird die Regelung des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE nach dem analogen Lock-in-Prinzip oder durch eine digitale Steuerung - in Fig. 1 nicht dargestellt - durchgeführt.Furthermore, the regulation of the variably adjustable runtime element VLE is carried out according to the analog lock-in principle or by a digital control - not shown in FIG. 1.

In Fig. 2 ist beispielhaft in einem Diagramm D der Zusammen hang zwischen der Laufzeitdifferenz bzw. der Phasenfehlanpas sung LZD in Pikosekunden (ps) und dem gemessenen Leistungspe gels ARS des gefilterten elektrischen Signals es am Ausgang e der Filtereinheit F dargestellt. An der horizontalen Achse des Diagramms D ist die Phasenfehlanpassung LZD und an der vertikalen Achse des Diagramms D wird die Leistung des elekt rischen Signals es am Ausgang e der Filtereinheit F angetra gen. Die vertikale Achse weist hierbei eine Normierung der Leistung auf den Maximalwert auf, d. h. der Wert 1 entspricht der maximalen Leistung des elektrischen Signals es. Das Dia gramm D zeigt zwei unterschiedliche Kurven f_I, f_II, welche sich insbesondere darin unterscheiden, daß die erste Kurve f_I die Leistung des elektrischen Signales es bei der halben Da tenrate und die zweite Kurve f_II die Leistung des elektri schen Signales es bei dreiviertel der Datenrate des optischen Übertragungssystems anzeigt.In Fig. 2 is an example in a diagram D, the relationship between the transit time difference or the phase error adjustment LZD in picoseconds (ps) and the measured power level ARS of the filtered electrical signal it at the output e of the filter unit F is shown. The phase mismatch LZD is on the horizontal axis of the diagram D and the power of the electrical signal is applied to the output e of the filter unit F on the vertical axis of the diagram D. The vertical axis has a normalization of the power to the maximum value, ie the value 1 corresponds to the maximum power of the electrical signal es. The diagram D shows two different curves f _I , f _II , which differ in particular in that the first curve f _I the power of the electrical signal it at half the data rate and the second curve f _II the power of the electrical signal it at three quarters of the data rate of the optical transmission system.

Aus dem im Diagramm D dargestellten Kurvenverläufen f_I, f_II wird deutlich, daß bei einer optimalen Phasenanpassung des Datensignales D und des inversen Datensignales D, d. h. bei einer Phasenfehlanpassung LZD von nahezu 0 Pikosekunden (ps), die Signalleistung ARS des elektrischen Signales es sein Ma ximum aufweist. Speziell die erste Kurve f_I weist bei einer Phasenfehlanpassung von 0 Pikosekunden den maximalen normier ten Signalleistungswert 1 des elektrischen Signales es auf und nimmt mit steigender Phasenfehlanpassung LZD ab. Bei ei ner Phasenfehlanpassung LZD von 100 Pikosekunden weist die normierte Signalleistung ARS des elektrischen Signales es ei nen nahezu den Wert 0 annehmenden Signalleistungswert auf.From the curve profiles f _I , f _II shown in the diagram D it becomes clear that with an optimal phase adaptation of the data signal D and the inverse data signal D, ie with a phase mismatch LZD of almost 0 picoseconds (ps), the signal power ARS of the electrical signal will be Has maximum. Specifically, the first curve f _I has the maximum normalized signal power value 1 of the electrical signal at a phase mismatch of 0 picoseconds and decreases with increasing phase mismatch LZD. With a phase mismatch LZD of 100 picoseconds, the normalized signal power ARS of the electrical signal has an almost zero signal power value.

Im Gegensatz zur ersten Kurve f_I weist die zweite Kurve f_II ihr Minimum bereits bei einer Phasenfehlanpassung LZD von ca. 70 Pikosekunden auf. Das Maximum der zweiten Kurve f_II liegt ebenfalls bei einer nahezu dem Wert 0 aufweisenden Phasen fehlanpassung LZD vor, wobei im Vergleich zur ersten Kurve f_I die zweite Kurve f_II einen steileren Abfall aufweist, der nach Durchschreiten des Minimums bei 70 Pikosekunden wiederum ansteigt und am Ende des betrachteten Zeitraumes sogar einen positiven normierten Signalleistungspegel von 0,4 bei einer Phasenfehlanpassung von 100 Pikosekunden aufweist.In contrast to the first curve f _I , the second curve f _II already has its minimum with a phase mismatch LZD of approximately 70 picoseconds. The maximum of the second curve f _II is also present at a phase mismatch LZD which has almost the value 0, the second curve f _II having a steeper drop compared to the first curve f _I, which increases again after passing through the minimum at 70 picoseconds and at the end of the period under consideration even has a positive normalized signal power level of 0.4 with a phase mismatch of 100 picoseconds.

Wie bereits durch die erste und zweite Kurve f_I, f_II in Fig. 2 angedeutet, können durchaus mehrere Regelsignale RS zur Laufzeitdifferenzregelung des differentiell ansteuerbaren Mach-Zehnder-Modulators DMZM eingesetzt werden, welche von der Regeleinheit RU erzeugt und über den Ausgang e der Regel einheit RU an den Signaleingang bzw. die Signaleingänge si des variabel einstellbaren Laufzeitelementes VLE übertragen werden.As already indicated by the first and second curves f _I , f _II in Fig. 2, several control signals RS can be used to control the transit time difference of the differentially controllable Mach-Zehnder modulator DMZM, which is generated by the control unit RU and via the output e Control unit RU are transmitted to the signal input or the signal inputs si of the variably adjustable runtime element VLE.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit die Phasenla ge der beiden Ansteuersignale bzw. des Datensignales D und des inversen Datensignales D eines differentiellen Mach- Zehnder-Modulators DMZM nahezu automatisch eingestellt wer den, wodurch sich eine erhebliche Verbesserung der Signalqua lität des modulierten optischen Übertragungssignales MOS er gibt.With the method according to the invention, the phase length ge of the two control signals and the data signal D and of the inverse data signal D of a differential mach Zehnder DMZM modulators are set almost automatically the, resulting in a significant improvement in signal quality lity of the modulated optical transmission signal MOS gives.

Claims

1. A method for driving a differentially controllable Mach-Zehnder modulator (DMZM), which is used to generate a modulated optical transmission signal (MOS), an optical carrier signal (ts), an electrical data signal (D) and the inverse electrical data signal (D) are characterized by
that part of the modulated optical transmission signal (MOS) is coupled out,
that to determine the transit time difference between the data signal (D) and the inverse data signal (D) the decoupled part of the modulated optical transmission signal (tmos) is converted into an electrical signal (es),
that the power or the current or the voltage of the electrical signal (es) is determined for frequencies of the electrical signal (es) equal to or greater than half the data rate,
that at least one control signal (RS) is formed on the basis of the determined power or current or voltage values and
that the at least one control signal (RS) is fed to at least one variably adjustable delay element (VLE) to reduce the delay difference between the electrical data signal (D) and the inverse electrical data signal (D).

2. The method according to claim 1, characterized, that the determination of the power or the current or the Voltage of the electrical signal (es) for frequencies of the e electrical signal (es) equal to or greater than half the data rate using an electrical bandpass filter or more electrical bandpass filter or one or more narrowband electrical amplifier (F) is performed.

3. The method according to claim 2, characterized, that the signal powers or signal currents or signal span at the outputs of the individual electrical bandpass filters or the single narrow band electrical Ver stronger (F) for determining the at least one control signal (RS) can be assessed separately.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the decoupled part of the modulated optical transmission supply signal (tmos) with the help of an opto-electrical wall lers (OEW) is converted into an electrical signal (es).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that with the help of at least one variably adjustable Runtime element (VLE) the runtime of the electrical data signals (D) and the inverse electrical data signal (D) before being fed to the differentially controllable machine Zehnder modulator (DMZM) is varied.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that the control signal (RS) proportional to the transit time diff Reference increases or decreases, with one assuming the value zero mender transit time difference (LZD) the control signal a maximum having.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that the sign of the control deviation of the at least one Control signal (RS) by wobbling the working point of the varia adjustable runtime element (VLE) is determined.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that the regulation of the variably adjustable runtime element (VLE) according to the analog lock-in principle or by a digi tale control is carried out.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that the variably adjustable runtime element (VLE) as e Electrically adjustable broadband phase shifter reali is settled.