DE102009041808A1 - Optical arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Empfänger für serielle OFDM-Signale mit einem Abtastmittel und einem Fourier-Transformationsmittel. Hierbei ist vorgesehen, dass das Fourier-Transformationsmittel eine Verzögerungsinterferometerkaskade umfasst und die Abtastmittel der Kaskade nachgeordnet sind.The invention relates to a receiver for serial OFDM signals with a sampling means and a Fourier transforming means. It is provided here that the Fourier transform means comprises a delay interferometer cascade and the sampling means are arranged downstream of the cascade.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und befasst sich somit mit der Hochfrequenz-Signalübertragung.The present invention relates to the term claimed above and thus deals with the high-frequency signal transmission.
Die Übertragung von Signalen mit großer Bandbreite gewinnt immer mehr an Bedeutung. Besonders hohe Übertragungsraten lassen sich mit optischer Signalübertragung erreichen. Dazu werden in Lichtleiterfasern und dergleichen hochfrequente Lichtsignale übertragen. Im Regelfall liegen bei der Signalübertragung senderseitig parallele Signale vor, beispielsweise Datenwörter mit mehreren Bit Breite, und es werden auch auf der Empfängerseite Datenwörter mit mehreren Bit Breite verarbeitet. Gleichwohl erfolgt die Übertragung dieser parallel vorliegenden und benötigten Daten in serieller Weise über eine einzelne optische(Glas-)faser beziehungsweise eine Faser für die Hin- und eine Faser für die Rück-Leitung von Signalen.The transmission of signals with a large bandwidth is becoming increasingly important. Particularly high transmission rates can be achieved with optical signal transmission. For this purpose, high-frequency light signals are transmitted in optical fibers and the like. As a rule, in the case of signal transmission, parallel signals are present on the transmitter side, for example data words having a width of several bits, and data words with a width of several bits are also processed on the receiver side. Nevertheless, the transmission of these parallel present and required data takes place in a serial fashion via a single optical (glass) fiber or a fiber for the outgoing and a fiber for the return conduction of signals.
Es ist vorgeschlagen worden, auch im Bereich optischer Signalübertragung mit diskreten Mehrtonverfahren, genauer Orthogonalfrequenzmultiplexverfahren (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) zu arbeiten.It has also been proposed to work in the field of optical signal transmission with discrete multitone methods, more precisely orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).
Das Erzeugen eines seriellen OFDM-Signals aus parallelen Eingangsdaten und die Rückgewinnung von parallelen Daten aus einem OFDM-artigen Signal erfordert unter anderem die Durchführung von Fourier-Transformationen beziehungsweise inversen Fourier-Transformationen. Die Notwendigkeit, Daten sehr schnell zu übertragen, erzwingt dabei, dass auch die Fourier-Transformationen beziehungsweise die inversen Fourier Transformationen sehr schnell ausgeführt werden müssen. Prinzipiell ist dies möglich, indem eine digitale elektronische Signalverarbeitung vorgenommen wird. Allerdings kranken die digitalen elektrischen Signalverarbeitungen daran, dass mit steigenden Frequenzen der Energieverbrauch ganz erheblich bei sehr breitbandigen Signalen ansteigt. Dies ist nachteilig, wenn höchste Frequenzen auf einfache Weise und damit unter schmalbandiger beziehungsweise niederfrequent arbeitender Elektronik für die Signalübertragung verwendet werden sollen.The generation of a serial OFDM signal from parallel input data and the recovery of parallel data from an OFDM-like signal requires, inter alia, the performance of Fourier transforms or inverse Fourier transforms. The need to transfer data very quickly forces that the Fourier transforms and the inverse Fourier transformations also have to be executed very quickly. In principle, this is possible by making a digital electronic signal processing. However, the digital electrical signal processing suffers from the fact that with increasing frequencies of the energy consumption increases quite considerably with very broadband signals. This is disadvantageous if the highest frequencies are to be used in a simple manner and thus under narrow-band or low-frequency operating electronics for signal transmission.
Es ist bereits gezeigt worden, dass die optische OFDM-Übertragung nicht zwingend auf digital-elektronischer höchstfrequenter Signalverarbeitung basieren muss, sondern insbesondere die inversen Fourier-Transformationen (was nachfolgend soweit nicht anders ersichtlich, nicht von den Fourier-Transformationen unterschieden wird) optisch realisierbar sind, indem die Fourier-Transformationen mit herkömmlicher Kopplerinterferometrie ausgeführt werden. Wie prinzipiell eine diskrete Fourier-Transformation mit sternförmigen Netzwerken für Single-Mode-Fasern aufgebaut werden kann, ist beschrieben in
Verwiesen sei auch auf den Aufsatz von
Ein hochfrequent modulierter Sender für die Erzeugung optischer Signale ist im übrigen aus
Die typisch zur Erzeugung elektrischer paralleler Signale aus einem optischen, hochfrequenten OFDM-Signal verwendeten Anordnungen sind kompliziert. Es werden typisch zunächst die seriellen Signale mit Splittern aufgespalten, die jeweiligen, aufgespaltenen Signalanteile laufzeitverzögert und dann an den entsprechenden signalverzögerten parallelen Signalen die Bestimmung der Fouriertransformierten vorgenommen. Dies kann beispielsweise mit Verzögerungsinterferometern wie Mach-Zehnder-Interferometern geschehen. Der optische Aufwand hierfür ist ganz erheblich. Dies erhöht die Kosten auf der Empfängerseite massiv.The arrangements typically used to generate electrical parallel signals from an optical high frequency OFDM signal are complicated. Typically, the serial signals are first split with splitters, the respective split-up signal components are delay-delayed and then the Fourier transform is determined on the corresponding signal-delayed parallel signals. This can be done, for example, with delay interferometers such as Mach-Zehnder interferometers. The optical effort for this is quite significant. This massively increases the costs on the receiver side.
Mit der optischen Signalübertragung befasst sich auch schon die
In diesem Zusammenhang sei im übrigen darauf hingewiesen, dass, wenn vorliegend von einer Fourier-Transformation die Rede ist, auch hier stets in der Praxis die Bestimmung nur einer endlichen Anzahl von Termen einer Fourier-Reihe gemeint ist.It should also be noted in this connection that, if in the present case a Fourier transformation is mentioned, the determination of only a finite number of terms of a Fourier series is always meant in practice.
Es ist wünschenswert, einen Empfänger für OFDM-Signale bereitzustellen, der hochfrequente Signale einfach verarbeiten kann.It is desirable to provide a receiver for OFDM signals that can easily handle high frequency signals.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.The object of the present invention is to provide new products for commercial use.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The solution to this problem is claimed in an independent form. Preferred embodiments can be found in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung schlägt somit in einem ersten Grundgedanken einen Empfänger für serielle OFDM-Signale mit einem Abtastmittel und einem Fourier-Transformationsmittel vor, bei welchem vorgesehen ist, daß das Fourier-Transformationsmittel eine Verzögerunsginterferometerkaskade umfasst und die Abtastmittel der Kaskade nachgeordnet sind.The present invention thus proposes, in a first aspect, a receiver for serial OFDM signals with a sampling means and a Fourier transform means, in which it is provided that the Fourier transform means comprises a delay interferometer cascade and the sampling means are arranged downstream of the cascade.
Die vorliegende Erfindung hat erkannt, dass es in Empfängern für serielle OFDM-Signale möglich ist, energetisch günstig eine schnelle Fourier-Transformation (FFT; fast Fourier transformation; IFFT inverse Fourier transformation) analog, insbesondere bevorzugt optisch vorzunehmen, ohne dass große Anstrengungen zur Abstimmung der entsprechenden fouriertrans-formierenden (optischen) Elemente unternommen werden müssen und ohne dass aufwendigste elektronische (Digital-)Schaltungen erforderlich sind.The present invention has recognized that in receivers for serial OFDM signals it is possible to carry out a fast Fourier transformation (FFT, fast Fourier transformation) analogously, in particular preferably optically, without great efforts for tuning the corresponding Fourier transform-forming (optical) elements must be undertaken and without the need for the most elaborate electronic (digital) circuits.
Prinzipiell wäre es möglich, eine Umsetzung der Fourier-Transformationen mit optischen, typisch Zweipfad-Verzögerungsinterferometerkaskaden der Erfindung auch in Empfängern für elektrische Signale vorzunehmen. In einem solchen Fall könnte die Umsetzung von einem elektrischen Signal in ein optisches Signal, dann die optische Ausführung der Fourier-Transformation und danach eine Rückwandlung in elektrische Signale erfolgen. Typisch wird aber sein, dass der Empfänger als Empfänger für optische Signale, beispielsweise zum Anschluss an eine optische Faserleitung, wie etwa eine Glasfaser ausgebildet ist. Gleichwohl wäre die Umsetzung der Erfindung auch mit rein elektrischen Elementen wie Verzögerungsleitungen, Addierern und/oder Subtrahierern möglich.In principle, it would be possible to implement a conversion of the Fourier transforms with optical, typically two-path delay interferometer cascades of the invention also in receivers for electrical signals. In such a case, the conversion from an electrical signal to an optical signal, then the optical execution of the Fourier transform and then a conversion into electrical signals could take place. However, it will be typical for the receiver to be designed as a receiver for optical signals, for example for connection to an optical fiber line, such as a glass fiber. Nevertheless, the implementation of the invention would also be possible with purely electrical elements such as delay lines, adders and / or subtractors.
Der Empfänger kann gegebenenfalls wieder ein serielles Signal ausgeben, was etwa dann wichtig ist, wenn in Weitbereichsnetzwerken Zwischenverstärker oder dergleichen erforderlich sind; typisch wird der Empfänger aber parallele Signale wie Datenworte oder dergleichen ausgeben.The receiver may optionally output a serial signal again, which is important, for example, when repeaters or the like are required in wide area networks; typically, however, the receiver will output parallel signals such as data words or the like.
Das Abtastmittel wird optisch oder elektrisch abtasten. Dazu kann entweder ein elektro-optischer beziehungsweise elektro-absorptiver Modulator, aber auch eine rein optische Abtastung oder dergleichen im optischen Weg, insbesondere hinter jedem Verzögerungsinterferometerkaskadenausgang vorgesehen sein, oder es werden jeweilige Ausgänge mit Photodioden abgetastet. Auf die – prinzipielle, praktisch jedoch wohl nicht oder nur in Ausnahmefällen bevorzugte – Möglichkeit, sowohl eine optische Abtastung für einige Kanäle wie auch eine elektrische Abtastung für andere Kanäle vorzunehmen, sei erwähnt. Möglich ist insbesondere die Wandlung des optischen Signals in ein elektrisches mittels einer Photodiode und die nachfolgende Abtastung mittels etwa einer Smple- and Hold-Schaltung. Auch könnte ein Abtastfenster sowohl optisch wie auch fotoelektrisch durch Abtastung bestimmt werden.The scanning means will scan optically or electrically. For this purpose, either an electro-optical or electro-absorptive modulator, but also a purely optical scanning or the like may be provided in the optical path, in particular behind each delay interferometer cascade output, or respective outputs are scanned with photodiodes. On the - in principle, but practically not or only in exceptional cases preferred - possibility to make both an optical scan for some channels as well as an electrical scan for other channels, it should be mentioned. In particular, it is possible to convert the optical signal into an electrical signal by means of a photodiode and to subsequently scan it by means of a smart-and-hold circuit. Also, a sampling window could be determined both optically and photoelectrically by sampling.
Das Abtastmittel wird bevorzugt so ausgebildet, dass eine Signalabtastung jeweils nur während eines bestimmten Abtastintervalles erfolgt und auf die OFDM-Signale synchronisiert ist. Die Aufsynchronisation auf Signale nach bestimmten Frequenzen und/oder Modulationseigenschaften ist per sebekannt und muss nicht näher erläutert werden. Die Abtastung berücksichtigt dabei aber, dass die aus der Verzögerungsinterferometerkaskade erhaltenen Signale nur in einem bestimmten kurzen Zeitfenster betrachtet werden können, da die Signale zu anderen Zeiten stark gestört sind.The sampling means is preferably designed such that a signal sampling takes place in each case only during a specific sampling interval and is synchronized to the OFDM signals. The synchronization to signals according to certain frequencies and / or modulation properties is known per se and need not be explained in more detail. However, the sampling takes into account that the signals obtained from the delay interferometer cascade can only be viewed in a certain short time window, since the signals are severely disturbed at other times.
Wenn Δf der Abstand der Abtastpunkte im Frequenzbereich ist, so muss bei der Kaskadierung von Verzögerungsinterferometern zur mathematischen Bestimmung einer FFT berücksichtigt werden, dass für eine physikalische Realisierung in der Praxis das Ausgangssignal der Kaskade für den längsten Zeitraum durch Störungen überlagert ist. Eine alleinige Aufsynchronisation ist somit nicht ausreichend; vielmehr muss die Abtastzeit kurz gegen die Symboldauer gewählt und phasenkorrekt gewählt werden. Wird etwa eine 16-Punkt-FFT implementiert und ein ideales OFDM-Signal mit einer Symboldauer Ts = 1/Δf verwendet, so ist das Ausgangssignal der passiven Filterstruktur (d. h. der Verzögerungsinterferometerkasakde) bis auf einen Bruchteil von 1/16 der Symboldauer Ts störungsüberlagert. Die Abtastung mit dem Abtastmittel wird dabei für Intervalle erfolgen, die kurz gegen die Symboldauer sind und auf geeignete Weise darauf synchronisiert sind. Es ist insofern besonders bevorzugt, wenn das Abtastmittel zur Abtastung mit einer auf die OFDM-Symboldauer Ts bezogenen Abtastdauer abtastet, und zwar für einen Bruchteil der Symboldauer, wobei der Bruchteil bestimmt ist durch die Kaskadentiefe.If .DELTA.f is the distance of the sampling points in the frequency domain, then it must be taken into account in the cascading of delay interferometers for the mathematical determination of an FFT that, for a physical realization in practice, the output signal of the cascade for the longest period is overlaid by disturbances. A sole synchronization is therefore not sufficient; rather, the sampling time must be selected short against the symbol duration and selected phase correct. For example, if a 16-point FFT is implemented and an ideal OFDM signal with a symbol duration T s = 1 / Δf is used, the output of the passive filter structure (ie the delay interferometer mask) is up to a fraction of 1/16 of the symbol duration T s interference superimposed. The sampling with the sampling means will be carried out for intervals which are short against the symbol duration and are appropriately synchronized therewith. It is particularly preferred in this case for the sampling means to scan for a sampling duration based on the OFDM symbol duration T s , for a fraction of the symbol duration, the fraction being determined by the cascade depth.
Es sei erwähnt, dass bei nichtidealen OFDM-Signalen, wie sie beispielsweise aufgrund von Absorption bestimmter Frequenzanteile in der Glasfaser, Dispersion usw. auftreten können, die Abtastintervalle eventuell noch weiter verkürzt werden müssen. Eine Abtastintervallverlängerung kann dagegen durch Einführung eines Schutzintervalls (Guard Interval) erreicht werden, um den möglichen Abtastzeitraum zu verlängern. Es sei im übrigen erwähnt, dass gegebenenfalls einer oder mehrere der fotoelektrischen Wandler eine mehrstufige Umsetzung des optischen in ein elektrisches Signal vorsehen können, also nicht einfach eine einfache Hell-Dunkel-Unterscheidung vornehmen, sondern etwa den Helligkeitswert mit mehreren Bit erfassen. Dies kann bevorzugt sein, um bei stark gestörten Signalen noch eine verbesserte Aufsynchronisation zu ermöglichen und/oder eine Bit-Fehlerrate zu verringern.It should be noted that in non-ideal OFDM signals, such as may occur due to absorption of certain frequency components in the optical fiber, dispersion, etc., the sampling intervals may need to be further shortened. However, a sample interval extension can be achieved by introducing a Guard Interval to extend the possible sample period. It should be mentioned, moreover, that optionally one or more of the photoelectric converters can provide a multi-stage conversion of the optical into an electrical signal, so do not simply make a simple light-dark distinction, but approximately capture the brightness value with multiple bits. This may be preferred in order to enable even better synchronization in the case of strongly disturbed signals and / or to reduce a bit error rate.
Es ist nicht erforderlich, die gesamte Fourier-Transformation und/oder Signalverarbeitung auf optischem Weg durchzuführen.It is not necessary to carry out the entire Fourier transformation and / or signal processing by optical means.
Vielmehr können elektronische Filter und/oder eine digitale Signalverarbeitung, insbesondere zur Signalbandbreitenbegrenzung und/oder zur Pulsformung empfangener Pulse und/oder zur Durchführung einer (fortgesetzten) Fourier-Transformation, d. h. der Bestimmung weiterer Terme der Fourier-Reihe, einem fotoelektrischen Wandler nachgeordnet sein. Dabei ist zu beachten, dass durch die Durchführung einer optischen Fourier-Transformation der später noch erforderliche weitere Signalverarbeitungsaufwand erheblich sinkt, so dass diese weitere Signalverarbeitung mit nur geringen Taktraten der Digitalelektronik usw. durchgeführt werden kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn eine zusätzliche elektronische (analoge) oder digitale Signalverarbeitung dann erfolgt, wenn die Modulationsrate im OFDM-Signal wesentlich kleiner als der Kanalabstand ist.Rather, electronic filters and / or digital signal processing, in particular for signal bandwidth limiting and / or pulse shaping of received pulses and / or for performing a (continued) Fourier transformation, d. H. the determination of further terms of the Fourier series, to be arranged downstream of a photoelectric converter. It should be noted that by performing an optical Fourier transformation of the later required further signal processing effort drops significantly, so that this further signal processing with only low clock rates of digital electronics, etc. can be performed. It is particularly preferred if additional electronic (analogue) or digital signal processing takes place when the modulation rate in the OFDM signal is substantially smaller than the channel spacing.
Die Verzögerungsinterferometerkaskaden, die mehrstufig aufgebaut sind, weisen typisch Verzögerungen in jeder Stufe auf, die sich bestimmen aus der OFDM-Symboldauer Ts und der Kaskadenstufe, wobei für die erste Stufe die Verzögerung (1/2· T), in der zweiten Stufe (1/4·T), in der dritten Stufe (1/8 ·T) usw. beträgt. Jedes Verzögerungsinterferometer wird typisch in einem der Zweige ein Phasenglied umfassen, das auf den Träger abstimmbar oder abgestimmt ist. Es sei erwähnt, dass sich womöglich bei Verwendung kohärenter Empfänger, d. h. Empfängern, die das zu erfassende Lichtsignal vor dessen Detektoren mit einem Signal aus einer lokalen Quelle mischen, eine oder mehrere Kaskadenstufen, insbesondere die erste, erübrigen können.The delay interferometer cascades, which are multi-level, typically have delays in each stage, which are determined by the OFDM symbol duration T s and the cascade stage, where for the first stage the delay is (1/2 * T), in the second stage ( 1/4 · T), in the third stage (1/8 · T) and so on. Each delay interferometer will typically comprise in one of the branches a phase link tunable or tuned to the carrier. It should be noted that possibly when using coherent receivers, ie receivers which mix the light signal to be detected before its detectors with a signal from a local source, one or more cascade stages, in particular the first, may be unnecessary.
Es sei erwähnt, dass die Verzögerungsinterferometer als Zweipfadverzögerungsinterferometer aufgebaut sein können und bevorzugt sind und dass sie auch als integrierte Verzögerungsinterferometer aufgebaut sein können oder als Freistrahlverzögerungsinterferometer. Soweit nicht alle Stufen mit Interferometerkaskaden aufgebaut werden, können beispielsweise integrierte Verzögerungsinterferometer mit einem Waveguide Grating Router (WGR), Freistrahlverzögerungsinterferometer gefolgt von beispielsweise einem Freistrahl-Flüssigkristall-Waveguide Grating Router (LCWGR) usw. aufgebaut werden.It should be noted that the delay interferometers may be constructed as two-path delay interferometers and are preferred and that they may also be constructed as integrated delay interferometers or as a free-jet delay interferometer. For example, unless all stages are constructed with interferometer cascades, integrated delay interferometers may be constructed with a waveguide grating router (WGR), free-jet delay interferometer followed by, for example, a free-jet liquid crystal waveguide grating router (LCWGR), etc.
Die Erfindung macht es möglich, den optischen Aufwand für die Fourier-Filterung stark zu reduzieren. Anders als im Stand der Technik, wie er etwa beschrieben ist im Aufsatz von Marhic, nach welchem zur Berechnung einer schnellen optischen Fourier-Transformation O(N) = N·log(N) optische Koppler benötigt werden, d. h. eine Komplexität von O(N) gegeben ist, wobei die optische Phase in Gruppen von jeweils N Wellenleitern der Kopplerstruktur relativ zueinander zu stabilisieren ist, müssen vorliegend nur noch 2(N–1) optische Koppler verwendet werden und nur noch die relativen Phasen in jeweils zwei Armen der Verzögerungsinterferometer kontrolliert werden. Dies wird vorteilhafter, je größer N ist. Andererseits zeigt sich in Simulationen, dass die Gesamtleistung eines Systems am stärksten durch die ersten Stufen beeinflusst ist. Insbesondere gilt dies für die ersten zwei Verzögerungsinterferometerkaskadenstufen, so dass für N > 4 Komponenten im zu betrachtenden OFDM-Signal ohne großen Qualitätsverlust auch passive Splitter- und Bandpassfilter verwendet werden können, was den optischen Aufbau noch weiter erleichtert. Erwähnt sei hier insbesondere die Möglichkeit, anstatt der Splitter Standard-Wellenlängendemultiplexer oder speziellere Implementierungen, vor allem Arrayed Waveguide Gratings einzusetzen.The invention makes it possible to greatly reduce the optical complexity for the Fourier filtering. Unlike the prior art as described, for example, in Marhic's paper, which requires optical couplers to compute a fast optical Fourier transform O (N) = N * log (N), i. H. given a complexity of O (N), wherein the optical phase in groups of each N waveguides of the coupler structure is to be stabilized relative to each other, in the present case only 2 (N-1) optical couplers must be used and only the relative phases in each case two arms of the delay interferometer are controlled. This becomes more advantageous the larger N is. On the other hand, simulations show that the overall performance of a system is most affected by the first stages. This applies in particular to the first two delay interferometer cascade stages, so that passive splitter and bandpass filters can also be used for N> 4 components in the OFDM signal to be considered without great loss of quality, which further facilitates the optical design. In particular, the possibility of using arrayed waveguide gratings instead of splitter standard wavelength demultiplexers or more specific implementations should be mentioned.
Es sei darauf hingewiesen, dass dies als besonders vorteilhaft erachtet wird, um einfache Empfänger zu realisieren. Im übrigen sei darauf hingewiesen, dass sich womöglich die optimale Kaskadenstufenzahl auch bei einer Vielzahl von zu berücksichtigenden Kanälen des OFDM-Signals im Laufe der kom- menden Jahre ändern kann, weil womöglich eine digitale Signalverarbeitung durch neue Halbleitertechniken energetisch günstiger werden könnte oder weil in Zukunft noch bessere Modulationsmöglichkeiten auf einer Senderseite bestehen, Glasfaserübertragungseigenschaften verbessert werden und dergleichen. All dies kann einen Einfluss auf die bevorzugte Anzahl von hintereinander geschalteten Kaskadenstufen besitzen.It should be noted that this is considered particularly advantageous to simple To realize the receiver. It should also be pointed out that the optimum number of cascade stages may also change over the next few years, even with a large number of channels of the OFDM signal to be taken into account, because possibly digital signal processing could become more favorable in terms of energy due to new semiconductor technologies or in the future even better modulation options on a transmitter side exist, glass fiber transmission properties are improved and the like. All this can have an influence on the preferred number of cascade stages connected in series.
Es ist daher, jedenfalls momentan, bevorzugt, wenn die Kaskade nicht mehr als vier kaskadierte Verzögerungsinterferometer umfasst.It is therefore preferred, at least for the moment, if the cascade comprises no more than four cascaded delay interferometers.
Die einzelnen Kaskaden werden, wie ersichtlich ist, signalsplittend aufgebaut sein und es werden typisch eine Mehrzahl der gesplitteten Signale einzeln mit den Abtastmitteln abgetastet.As can be seen, the individual cascades are constructed in a signal-splitting manner and typically a plurality of the split signals are sampled individually with the sampling means.
Auf die Möglichkeit, zwischen Kaskade und Abtastmittel zumindest einen Wellenlängendemultiplexer vorzusehen, der nicht als und/oder mit Verzögerungsinterferometern aufgebaut ist, wurde bereits hingewiesen. Die Implementierung von Filterbeziehungsweise Aufspalt(Split-)mitteln durch von kaskadierten Verzögerungsinterformetern abweichende Elemente erlaubt es insbesondere, Filter mit bestimmter Charakteristik wie mit Gauß- oder Lorentz-Filter-Übertragungscharakteristik, aber auch mit Flat-Top- oder Sessel-Charakteristik vorzusehen. Dies kann bei der Weiterverarbeitung der Signale erheblich Vorteile mit sich bringen, etwa wenn Signale besonders stark gestört sind.Reference has already been made to the possibility of providing at least one wavelength demultiplexer between cascade and sampling means which is not constructed as and / or with delay interferometers. The implementation of filter or splitting means by elements differing from cascaded delay integrators makes it possible, in particular, to provide filters with specific characteristics, such as Gaussian or Lorentz filter transmission characteristics, but also flat-top or armchair characteristics. This can bring considerable advantages in the further processing of the signals, such as when signals are particularly disturbed.
Es sei erwähnt, dass dort, wo aus einem seriellen OFDM-Signal nicht alle Kanäle extrahiert werden müssen, der Aufbau nur eines Teils der Verzögerungsinterferometerkaskade ausreichend ist, ohne von den Grundprinzipien der Erfindung abzuweichen. Schutz wird daher auch für einen subträgerextrahierenden Empfänger für serielle OFDM-Signale mit einem Abtastmittel und einem Fourier-Transformationsmittel beansprucht, bei welchem das Fourier-Transformationsmittel Pfade einer Verzögerungsinterferometerkaskade umfasst, die den zu extrahierenden Subträger entsprechen und wobei die Abtastmittel den Pfaden der Kaskade nachgeordnet sind.It should be noted that where it is not necessary to extract all channels from a serial OFDM signal, the construction of only a portion of the delay interferometer cascade is sufficient without departing from the basic principles of the invention. Protection is therefore also claimed for a subcarrier extracting receiver for serial OFDM signals with a sampling means and a Fourier transform means, in which the Fourier transform means comprises paths of a delay interferometer cascade corresponding to the subcarrier to be extracted and wherein the sampling means are downstream of the paths of the cascade ,
Die Empfänger der vorliegenden Erfindung lassen sich verwenden für Endkundenzugangsgeräte in Netzwerken, als Weiterleitungsanordnung zur Signalweiterleitung und/oder Signalteilung in Netzwerken mit einem Empfänger, wie er vorstehend beschrieben wurde, aber auch für andere Anordnungen, wie für (zukünftige) LAN-Netzwerke, die Kommunikation von digitalen Signalverarbeitungseinheiten untereinander usw.The receivers of the present invention can be used for end-user access devices in networks, as routing arrangements for signal routing and / or signal division in networks with a receiver as described above, but also for other arrangements, such as for (future) LAN networks, communication of digital signal processing units with each other, etc.
Es sei hierzu darauf hingewiesen, dass der einfache optische Aufbau mit preiswerten Elementen ohne Erfordernis hoher Investitionen in aufwendige elektronische Signalverarbeitung ein sehr breites Spektrum an Anwendungen eröffnet und dass die hier als beispielhaft angegebenen bevorzugten Ausführungsformen wie Endkundenzugangsgeräte und Weiterleitungsanordnungen (Hubs, Router, Switches) nicht beschränkt aufzufassen sind. Schutz wird im übrigen auch für einen Sender beansprucht, mit dem serielle OFDM-Signale erzeugt werden, wobei ein Tastmittel und ein Forier-Transformationsmittel vorgesehen ist, wobei das Tastmittel zur Erzeugung einer Vielzahl von optischen Signalen ausgebildet ist, dem eine Mehrzahl von kaskadenartig zusammengeführten Verzögerungsinterferometern, die ein Fourier-Filtermittel bilden beziehungsweise zu einem solchen gehören, um eine (inverse) Fourier-Transformation zu realisieren, nachgeordnet ist. Als Tastmittel kommen insbesondere, jedoch nicht ausschließlich elektro-absorptive Modulatoren in Betracht. Es sei darauf hingewiesen, dass sich hier vergleichbare Vorteile wie bei den Empfängern geben und dass typisch dort, wo Empfänger in Geräten nach dem Prinzipien der vorliegenden Erfindung realisiert sind, auch derartige Sender realisiert sein können. Dies ermöglicht eine Zweiwegkommunikation über einen oder mehrere Pfade.It should be noted that the simple optical structure with inexpensive elements without requiring high investment in complex electronic signal processing opens up a very wide range of applications and that here as exemplary specified preferred embodiments such as end user access devices and routing arrangements (hubs, routers, switches) not are to be construed limited. Moreover, protection is also claimed for a transmitter with which serial OFDM signals are generated, wherein a sensing means and a forcing transform means are provided, wherein the sensing means is adapted to generate a plurality of optical signals comprising a plurality of cascaded delay interferometers subordinate to or forming part of a Fourier filter means for realizing an (inverse) Fourier transform. As a feeler are in particular, but not exclusively electro-absorptive modulators into consideration. It should be noted that there are similar advantages as in the receivers and that typically where receivers are realized in devices according to the principles of the present invention, such transmitters can be realized. This allows two-way communication over one or more paths.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durchThe invention will now be described by way of example only with reference to the drawings. In this is represented by
In den Figuren, insbesondere in den
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Es bedeutet weiter in
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In den
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Es bezeichnet im übrigen in den
Es sei im übrigen erwähnt, dass es besonders bei der Ausgestaltung nach
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Die mit dieser Anordnung erhältlichen Bitfehlerraten für verschiedene Träger sind in Abhängigkeit von der Eingangsleistung von der Empfängerseite in
Das Experiment hat auch gezeigt, dass die vorgestellte OFDM-Implementierung keine aufwendige Phasenstabilisierung des Transmitters erfordert.The experiment has also shown that the presented OFDM implementation does not require extensive phase stabilization of the transmitter.
Mit einer Anordnung wie in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 5852505 [0009] US 5852505 [0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Discrete Fourier transforms by single-mode star networks” von M. E. Marhic in Optics Letters Band 12, Nr. 1, Januar 1987 [0005] "Discrete Fourier transforms by single-mode star networks" by ME Marhic in Optics Letters Vol. 12, No. 1, January 1987 [0005]
- Yue-Kai Huan et al. mit dem Titel „All-optical OFDM transmission with couplerbased IFFT/FFT and pulse interleaving”, ISBN-Nummer 978-1-4244-1932-6/08 [0006] Yue-Kai Huan et al. entitled "All-optical OFDM transmission with coupler based IFFT / FFT and pulse interleaving", ISBN 978-1-4244-1932-6 / 08 [0006]
- A. D. Ellis, F. G. Garcia Gunning und T. Healy „Coherent WDM: The Achievement of High Information Spectral Density through Phase Control with in the Transmitter” bekannt, veröffentlicht 2006 von der Optical Society of America [0007] AD Ellis, FG Garcia Gunning and T. Healy "Coherent WDM: The Achievement of High Information Spectral Density Through Phase Control with the Transmitter" published in 2006 by the Optical Society of America [0007]
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