DE10357212B4 - Clock regenerator for high-speed optical time-division multiplex signals - Google Patents
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Abstract
Taktregenerator
für ein
Zeitmultiplexsignal (TDM) zur Erzeugung eines Sub-Taktsignals (fK) mit einem Ringlaser (13, 15, 18), dem über einen
Koppler (2) das Zeitmultiplexsignal (TDM) zugeführt wird und der einen Modulator
(3) beinhaltet, der das Zeitmultiplexsignal (TDM) mit einer Sub-Datenrate
des Zeitmultiplexsignals (TDM) moduliert,
mit einem Splitter
(4, 5), über
den ein Signalanteil aus dem Ringlaser (18, 13, 15) ausgekoppelt
wird,
mit einem dem Splitter (4, 5) nachgeschalteten ersten
Filter (6) zur Selektion eines ersten optischen Vergleichssignals (λLM),
das die Wellenlänge
des frei schwingenden Ringlasers (13, 15, 18) aufweist,
mit
einem dem gleichen Splitter (4, 5) oder einem weiteren Splitter
(20) nachgeschalteten zweiten Filter (7) zum Auskoppeln eines zweiten
optischen Vergleichssignals (λTDS), das die Wellenlänge des Zeitmultiplexsignals
(TDM) aufweist,
mit optisch-elektrischen Wandlern (8, 9), die
die optischen Vergleichssignale (λLM, λTDS) in elektrische Vergleichssignale (V1,
V2) umsetzen,
mit einer Regeleinrichtung (10, 19), der die
elektrischen Vergleichssignale (V1,...Clock regenerator for a time-division multiplex signal (TDM) for generating a sub-clock signal (f K ) with a ring laser (13, 15, 18) to which the time-division multiplex signal (TDM) is fed via a coupler (2) and which contains a modulator (3) which modulates the time division multiplexed signal (TDM) with a sub-data rate of the time division multiplexed signal (TDM),
with a splitter (4, 5), via which a signal component is coupled out of the ring laser (18, 13, 15),
with a first filter (6) connected downstream of the splitter (4, 5) for selecting a first optical comparison signal (λ LM ) having the wavelength of the freely oscillating ring laser (13, 15, 18),
with a second filter (7) connected downstream of the same splitter (4, 5) or a further splitter (20) for decoupling a second optical comparison signal (λ TDS ) having the wavelength of the time-division multiplex signal (TDM),
with optical-electrical converters (8, 9), which convert the optical comparison signals (λ LM , λ TDS ) into electrical comparison signals (V1, V2),
with a control device (10, 19), which compares the electrical comparison signals (V1, ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Taktregenerator für optische Zeitmultiplexsignale, die vorzugsweise mit Bitraten ≥ 80 GBit/s übertragen werden.The The invention relates to a clock regenerator for optical time division multiplexed signals, preferably with bit rates ≥ 80 Transfer Gbit / s become.
Bei optischen Übertragungssystemen mit extrem hohen Datenraten ist die Rückgewinnung des Systemtaktes aus einem intensitätsmoduliertem Zeitmultiplexsignal (OTDM-Signal) problematisch, da beim heutigen Stand der Technik eine elektrische Rückgewinnung des Systemtaktes mittels Phasenregelkreisen noch nicht möglich ist. Daher erfolgt bei Zeitmultiplexsignalen zunächst eine Aufteilung des empfangenen Signals auf einzelne Kanäle; aus den einzelnen Datensignalen geringerer Datenrate wird dann jeweils ein Daten-Taktsignal abgeleitet.at optical transmission systems with extremely high data rates is the recovery of the system clock from an intensity modulated Time-division multiplex signal (OTDM signal) problematic, since in today Prior art, an electrical recovery of the system clock by means of phase locked loops is not yet possible. Therefore, time division multiplexed signals are used first a division of the received signal to individual channels; out the individual data signals of lower data rate is then respectively derived a data clock signal.
In "Lasers and Electro-Optics Society", LEOS 2001, The 14th Annual Meeting of the IEEE, Vol. 2, Seiten 721–722. J. M. Roth et al. ist ein Ringlaser-System zur Erzeugung eines Taktsignals beschrieben.In "Lasers and Electro-Optics Society ", LEOS 2001, The 14th Annual Meeting of the IEEE, Vol. 2, pp. 721-722. J. M. Roth et al. is a ring laser system for generating a clock signal described.
In
In einem Artikel der Lucent Technologies Bell Laboratories "High Speed Clock Recovery using an Optoelectronic Phase Locked Loop Implemented with Balanced Photodetection" von Dennis T.K. Tong, et al; Holmdel, NJ 07733, USA; 0-7803-9/99 1999 IEEE, Seite 349, 350 ist eine Phasenregelschleife beschrieben, die aus dem ankommenden Signal direkt ein Daten-Taktsignal mit einer Sub-Datenrate gewinnt, in dem über einen Modulator das ankommende OTDM-Signal mit diesem Taktsignal moduliert wird und das Ausgangssignal des Modulators mit dem gedämpften Empfangssignal verglichen wird. Das so erhaltene Fehlersignal steuert über ein Tiefpassfilter einen Oszillator.In an article from the Lucent Technologies Bell Laboratories "High Speed Clock Recovery using Optoelectronic Phase Locked Loop Implemented with Balanced Photodetection "by Dennis T.K. Tong, et al; Holmdel, NJ 07733, USA; 0-7803-9 / 99 1999 IEEE, On pages 349, 350, a phase locked loop is described which includes the incoming signal directly a data clock signal with a sub-data rate wins in the over a modulator the incoming OTDM signal with this clock signal is modulated and compared the output signal of the modulator with the attenuated received signal becomes. The error signal thus obtained controls via a low-pass filter Oscillator.
In Electronic Letters, 2001, Vol. 37, Nr. 8, Seite 509 und 510 ist ein weiterer Taktregenerator beschrieben, der ebenfalls ein subharmonisches Taktsignal erzeugt. Diese Anordnung verwendet einen abstimmbaren Mode-Locked-Laser (TMLL), der von einem steuerbaren Oszillator angesteuert wird. Das Ausgangssignal und das Datensignal werden einem sogenannten SLALOM (Laser Amplifier in a Loop Mirror) zugeführt, dessen Ausgangssignal über einen Bandpass- oder Tiefpass-Filter einer Fotodiode zugeführt wird. Deren Ausgangssignal, wie in der vorhergehenden Schaltung, wird mit dem gedämpften Empfangssignal verglichen und steuert über einen Bandpass den Oszillator. Durch einen speziellen Übertragungscode oder durch einen Scrambler muss ein gleichbleibendes Verhältnis von logischen Nullen und Einsen erzeugt werden. Bei dieser Anordnung wird gleichzeitig ein elektrisches und ein optisches Taktsignal erzeugt. Diese Schaltung ist jedoch aufwendig.In Electronic Letters, 2001, Vol. 37, No. 8, pages 509 and 510 described another clock regenerator, which is also a subharmonic clock signal generated. This arrangement uses a tunable mode-locked laser (TMLL), which is controlled by a controllable oscillator. The Output signal and the data signal are called a SLALOM (Laser Amplifier in a loop mirror) supplied, the output signal via a Bandpass or low-pass filter of a photodiode is supplied. Its output signal, as in the previous circuit is with the muted received signal compared and controls over a bandpass the oscillator. Through a special transmission code or through a scrambler must have a constant ratio of logical zeros and ones are generated. In this arrangement is simultaneously generates an electrical and an optical clock signal. However, this circuit is expensive.
Diese Schaltung wurde von den gleichen Erfindern in Proc. 27th European Conference an Opt. Communication, ECOC 01-Amsterdamur, Seiten 721–722 noch durch einen Halbleiterverstärker ergänzt.These Circuit was made by the same inventors in Proc. 27th European Conference to Opt. Communication, ECOC 01-Amsterdamur, pages 721-722 yet through a semiconductor amplifier added.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfacher realisierbaren Taktregenerator für optische Signale anzugeben.task The invention is therefore a more easily realizable clock regenerator for optical signals specify.
Diese Aufgabe wird durch den Taktregenerator nach Anspruch 1 gelöst.These Task is solved by the clock regenerator according to claim 1.
Bei diesem Taktregenerator wird ein Vergleich zwischen Signalen durchgeführt, die durch das TDM-Signal und einem laseraktiven Medium erzeugt werden. Bei entsprechender Ausführung der Regelschaltung erfolgt dieser Vergleich weitgehend unabhängig von der 1-0-Verteilung der Datensignale. Vorzugsweise wird eine Subfrequenz erzeugt, die der Datenrate eines Datensignals (Kanals) des Wellenlängen-Multiplexsignals entspricht.at This clock regenerator, a comparison between signals is performed, the generated by the TDM signal and a laser-active medium. With appropriate execution the control circuit, this comparison is largely independent of the 1-0 distribution of the data signals. Preferably, a subfrequency generates the data rate of a data signal (channel) of the wavelength division multiplexed signal equivalent.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass ebenfalls ein elektrisches und ein optisches Taktsignal erzeugt wird. Die Subtaktsignale werden entsprechend der Frequenz eines Datensignals erzeugt.Farther is advantageous that also an electrical and an optical Clock signal is generated. The sub-clock signals will be corresponding generates the frequency of a data signal.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to figures.
Es zeigenIt demonstrate
Die
in der
Kern
des Taktregenerators ist ein rückgekoppelter
Faser-Ringlaser
Aus
dem Ringlaser werden über
Splitter
Ein
frei laufender Ringlaser RL wird bei der Wellenlänge schwingen, bei der das
laseraktive Medium
Bei Übereinstimmung
von Oszillatorfrequenz und Subdatenrate wird ein Pegelverhältnis entsprechend
Durch das Auskoppeln von Laser- und TDM-Signal aus dem Ringlaser ergibt sich eine hohe Empfindlichkeit, da sich beide Vergleichssignale in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz ändern. Da durch die Zeitkonstante des Ringlasers auch bei mehreren aufeinander folgenden logischen Nullen (kein Signal) die Vergleichsspannungen nur langsam abklingen, wird eine weitgehende Unabhängigkeit von der 1-0-Verteilung des Zeitmultiplexsignals erreicht. Das Verstärkungsprofil VP des laseraktiven Mediums kann hierbei relativ flach verlaufen.By the decoupling of laser and TDM signal from the ring laser results a high sensitivity, since both comparison signals dependent on change from the modulation frequency. There by the time constant of the ring laser even with several successive following logical zeros (no signal) the comparison voltages decay only slowly, is largely independent of reaches the 1-0 distribution of the time division multiplex signal. The reinforcement profile VP of the laser-active medium can be relatively flat.
Wird
statt des zweiten Vergleichssignals λTDS ein
aus dem TDM-Signal über einen
strichliert gezeichneten Splitter
Ein
optisches Daten-Taktsignal fKQ kann über einen
weiteren Splitter
Es kann auch eine Anordnung gewählt werden, bei der die Richtung der Laser-Oszillation nicht durch optische Elemente vorgegeben ist. Das Fehlersignal für die Steuerung des Oszillators wird dann aus einem Vergleich der Laserintensität in Richtung des Datensignals und der Träger-Intensität in entgegengesetzter Richtung gewonnen.It can also choose an arrangement where the direction of laser oscillation is not optical Elements is specified. The error signal for the control of the oscillator then becomes a comparison of the laser intensity in the direction of the data signal and the carrier intensity in opposite Direction won.
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- 2003-12-08 DE DE2003157212 patent/DE10357212B4/en not_active Expired - Fee Related
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