DE602004004711T2 - Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung unter Verwendung von einem optischen Halbleiterverstärker - Google Patents

Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung unter Verwendung von einem optischen Halbleiterverstärker Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine duobinäre optische Übertragungsvorrichtung, bei der eine duobinäre optische Übertragungstechnik angewendet wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine duobinäre optische Übertragungsvorrichtung, bei der wenigstens ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) verwendet wird.
  • Ein optisches Übertragungssystem auf der Basis eines dichten Wellenlängen-Teilungs-Multiplexing (DWDM) überträgt ein optisches Signal, das eine Vielzahl von Kanälen mit unterschiedlichen Wellenlängen enthält, die auf einer einzigen Lichtleitfaser übertragen werden, wodurch die Übertragungseffizienz erhöht wird. Infolge der Tatsache, dass das optische Übertragungssystem das optische Signal ohne Rücksicht einer Übertragungsgeschwindigkeit übertragen kann, gab es in jüngster Zeit eine Zunahme bei der Nutzung von Internet-Netzwerken mit sehr hoher Geschwindigkeit, wobei derartige Netzwerke die Übertragungskapazität kürzlich erhöht haben, um diesem Bedarf gerecht zu werden. Es gibt bereits ein bekanntes System, das wenigstens 100 Kanäle über eine einzige Lichtleitfaser unter Verwendung von DWDM überträgt und in den Markt eingeführt wurde. Forschungen an einem System mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von mindestens 10 Tbps zur gleichzeitigen Übertragung von wenigstens 200 40-Gbps-Kanälen über die einzige Lichtleitfaser werden aktiv durchgeführt.
  • Die Erweiterung der Übertragungskapazität in einem optischen System ist jedoch durch die Interferenz und Verzerrung zwischen Kanälen bei einem Kanalabstand von höchstens 50 GHz zum Zeitpunkt der Ausführung der optischen Dichtemodulation unter Verwendung des existierenden NRZ-Protokolls (NRZ – non-return-to-zero) beschränkt. Die Interferenz und Verzerrung bezieht sich sowohl auf den erhöhten Datenverkehr als auch die Anforderungen der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung von wenigstens 40 Gbps. Wenn sich eine Gleichstrom- (DC-) Frequenzkomponente eines existierenden Binär-NRZ-Übertragungssignals und eine Hochfrequenzkomponente, die durch die Spreizspektrumsmodulation übertragen wird, in einem Lichtleitfasermedium ausbreiten, sind Probleme in Verbindung mit der Nicht-Linearität und der Dispersion ausreichend, um die Übertragungsdistanz bei einer Hochgeschwindigkeits-Übertragung von wenigstens 10 Gbps zu beschränken.
  • In letzter Zeit hat die optische Duobinärtechnologie Interesse geweckt, da viele auf diesem Gebiet davon ausgehen, dass die Duobinärtechnologie die optische Übertragungstechnologie ist, die in der Lage sein könnte, die Begrenzungen der Übertragungsdistanzen infolge der chromatischen Streuung zu überwinden. Ein wichtiges Attribut der duobinären Übertragung besteht darin, dass es ein reduziertes Übertragungsspektrum im Vergleich zu anderen herkömmlichen optischen Übertragungsschemata gibt. Bei einem streuungsbeschränkten System ist eine Übertragungsdistanz umgekehrt proportional zum Quadrat eines Sendespektren-Bandbreitenwertes. Dies bedeutet, dass sich die Übertragungsdistanz um das Vierfache erhöht, wenn ein Übertragungsspektrum um die Hälfte reduziert wird. Wenn darüber hinaus eine Trägerfrequenz innerhalb eines duobinären Übertragungsspektrums unterdrückt wird, kann die Begrenzung der optischen Ausgangsleistung infolge der Brillouin-Streuung, die in einer Lichtleitfaser simuliert wird, verringert werden.
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer herkömmlichen duobinären optischen Übertragungsvorrichtung darstellt; und 2A bis 2C sind Augen(Wellen-) Diagramme, die Ausgangssignale von Knoten A, B und C aus 1 darstellen. Die herkömmliche duobinäre optische Übertragungsvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 2C erläutert.
  • Ein 1 enthält die herkömmliche duobinäre optische Übertragungsvorrichtung einen Impulsmustergenerator (PPG) 10 zum Erzeugen eines elektrischen NRZ-Impulssignals auf der Basis von zwei Pegeln; einen Precoder 20 zum Codieren des elektrischen 2-Pegel-NRZ-Signals; Tiefpassfilter (LPFs) 30 und 31 zum Umwandeln der elektrischen 2-Pegel-NRZ-Signale, die vom Precoder 20 ausgegeben werden, in elektrische 3-Pegel-Signale und zu Verringerung der Bandbreiten dieser Signale; Modulatortreiberverstärker 40 und 41 zum Verstärken der elektrischen 3-Pegel-Signale und zum Ausgeben optischer Modulatortreibersignale; eine Laserquelle oder eine Laserdiode (LD) 50 zum Ausgeben einer Trägerwelle und einen optischen Intensitätsmodulator 60 vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers.
  • Das 2-Pegel-Impulssignal, das vom PPG 10 erzeugt wird, wird vom Precoder 20 codiert. Ein Ausgangs-Augendiagramm am Knoten A ist in 2A gezeigt. Zudem werden 2-Pegel-Binärsignale, die aus dem Precoder 20 ausgegeben werden, in die LPFs 30 bzw. 32 eingegeben. Die LPFs 30 und 31 haben eine Bandbreite, die jeweils etwa 1/4 einer Taktfrequenz des 2-Pegel-Binärsignals entspricht. Die Interferenz zwischen Codes infolge einer übermäßigen Beschränkung tritt auf, und die 2-Pegel-Binärsignale werden in 3-Pegel-Duobinär-Signale infolge der Interferenz zwischen den Codes umgewandelt. Ein Ausgangs-Augendiagramm am Knoten B ist in 2B gezeigt. Die 3-Pegel-Duobinärsignale werden von den Modulatortreiberverstärkern 40 und 41 verstärkt und die verstärkten 3-Pegel-Duobinärsignale als Signale verwendet, um den optischen Intensitätsmodulator 60 vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers anzusteuern. Eine Phase und die Lichtintensität der Trägerwelle, die aus der Laserquelle 50 ausgegeben werden, werden gemäß den Treibersignalen moduliert, die in den optischen Intensitätsmodulator 60 vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers eingegeben werden, so dass ein optisches Duobinärsignal auf der Basis von zwei Pegeln ausgegeben wird. Ein Ausgangs-Augendiagramm am Knoten C ist in 2C dargestellt. In 1 kennzeichnet "Q" ein Umkehrsignal von "Q". Die 3-Pegel-Duobinärsignale werden in den optischen Intensitätsmodulator 60 vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers durch die LPFs bzw. die Treiberverstärker eingegeben.
  • Der optische Intensitätsmodulator vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers basiert in vielen Fällen auf einem Z-Cut-Aufbau und einem X-Cut-Aufbau gemäß einem Armaufbau. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der optische Intensitätsmodulator vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers auf der Basis des Z-Cut-Aufbaus, der über zwei Arme verfügt, mit den elektrischen LPFs 30 und 31 und den Modulatortreiberverstärkern 40 und 41 an beiden Armen derart verbunden, dass die elektrischen 3-Pegel-Signale beiden Armen zugeführt werden können. Der optische Intensitätsmodulator vom Typ eines Mach-Zehnder-Interferometers auf der Basis des X-Cut-Aufbaus, der einen einzigen Arm hat (nicht gezeigt), ist mit einem elektrischen LPF und einem Modulatortreiberverstärker am einzigen Arm derart verbunden, dass ein 3-Pegel-Signal dem einzigen Arm zugeführt werden kann.
  • Der herkömmliche Aufbau wird jedoch beträchtlich durch eine Pseudozufallsbitsequenz (PRBS) beeinflusst, weil das elektrische 3-Pegel-Signal durch das elektrische LPF darin ausgegeben wird. Wenn die Länge der PRBS zunimmt, werden die Übertragungseigenschaften weiter beeinträchtigt, so dass eine Verwendung des Systems Schwierigkeiten bereitet. Insbesondere wird ein Systemspielraum für den Fall einer 231-1-PRBS anstelle eine 22-1-PRBS deutlich verringert. Normalerweise unterscheidet sich eine Steigung für den Fall, bei dem ein anliegendes NRZ-Signal von einem "0"-Pegel auf einen "1"-Pegel geändert wird, von jener für den Fall, bei dem ein anliegendes NRZ-Signal vom "1"-Pegel auf den "0"-Pegel geändert wird. Es gibt jedoch ein strukturelles Problem dahingehend, dass eine Verschiebung vom "0"-Pegel zum "1 "-Pegel oder eine Verschiebung vom "1 "-Pegel zum "0"-Pegel auftritt und somit der Jitter einer Ausgangswellenform zunimmt, da Abschnitte, die über unterschiedliche Steigungen verfügen, im Falle einer duobinären optischen Übertragungsvorrichtung, bei der das elektrische LPF verwendet wird, kombiniert werden. Dieses Problem tritt beim herkömmlichen Z-Cut- oder X-Cut-Aufbau auf. Die Abhängigkeit dieses Signalmusters bewirkt eine Einschränkung des Systemspielraumes, wenn die optische Übertragung ausgeführt wird.
  • Um sich dem oben beschriebenen Problem zuzuwenden, wurde ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem kein elektrisches LPF verwendet wird. 3 zeigt ein Beispiel eines weiteren Aufbaus einer herkömmlichen duobinären optischen Übertragungsvorrichtung, bei der ein Phasenmodulator und ein optisches Bandpassfilter (OBPF) verwendet werden. Die herkömmliche duobinäre optische Übertragungseinrichtung, die in 3 dargestellt ist, enthält einen Impulsmustergenerator (PPG) 10, einen Precoder 20, einen Modulatortreiberverstärker 40 und eine Laserquelle oder Laserdiode (LD) 50, ähnlich wie es in 1 dargestellt ist. Die herkömmliche duobinäre optische Übertragungsvorrichtung, die in 3 dargestellt ist, verwendet kein elektrisches LPF, enthält jedoch einen Phasenmodulator 70 und ein optisches Bandpassfilter OBPF 80. Somit ist die herkömmliche duobinäre optische Übertragungseinrichtung in 3 in der Lage, Signaleigenschaften zu erzeugen, die den Eigenschaften der duobinären optischen Ausgabe in 1 ähnlich sind.
  • Eine weitere herkömmliche Technik, die eine konstante Übertragungsqualität sicherstellen kann, ist eine Technik, die die Übertragung gemäß der Länge einer Pseudozufallssequenz (PRBS) ausführt. Es gibt jedoch Probleme bei dieser herkömmlichen Technik dahingehend, dass ein teurer Phasenmodulator verwendet werden muss, der den Einsatz einer kostengünstigen Übertragungsvorrichtung verbietet.
  • EP 1 271 808 beschreibt eine optische Übertragungsvorrichtung und ein optisches Übertragungssystem, das bis zu einem Minimum die Beeinträchtigung der Übertragungsqualität unterdrückt, die durch die chromatische Dispersionseigenschaft eines optischen Übertragungsmediums verursacht wird. Weiterhin unterdrückt es die Wechselwirkung zwischen der chromatischen Dispersion und nicht linearer optischer Effekte in dichten WDM-Transportsystemen. In diesem Zusammenhang ist ein Basisband-Eingangssignal beschrieben, das durch eine Precoder-Einheit im voraus vorcodiert wird. Weiterhin wird eine optische Phasenmodulation unter Verwendung eines vorcodierten Signals durch eine optische Phasenmodulationseinheit ausgeführt und das phasenmodulierte optische Signal in ein intensitätsmoduliertes RZ-Signal durch eine optische Filtereinheit umgewandelt, die eine Phasenumtastung zur Amplituden-Umtastungs-Umwandlung ausführt. Die beschriebene optische Phasenmodulationseinheit ist ein optischer MZ-Intensitätsmodulator. Weiterhin wird das differentialcodierte NRZ-Signal, das durch die Vorcodiereinheit erzeugt wird, auf gleiche Amplituden, vorzugsweise eine Amplitude zur Halbwellenspannung des optischen MZ-Intensitätsmodulators, verstärkt. Hier wird das Gleichstrom-Bias an den optischen MZ-Intensitätsmodulator angelegt, um ein Übertragungs-Null im unmodulierten Zu stand zu realisieren. Die beschriebene optische Filtereinheit ist ein optisches MZI-Filter, das auf die Trägerfrequenz der Lichtquelle abgestimmt wurde.
  • Somit besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte duobinäre optische Übertragungsvorrichtung anzugeben, die lediglich einen optischen Halbleiterverstärker verwendet, bei dessen Ausgabe die Übertragungsqualität und das Bitmuster nicht von den Filterübertragungseigenschaften des verwendeten Filters abhängig sind, wie dies bei der herkömmlichen duobinären optischen Übertragungsvorrichtung der Fall ist.
  • Dieses Ziel wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Darüber hinaus besteht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, eine Verbesserung bei der Übertragung insbesondere zur Verbesserung der Nicht-Linearität und der Dispersionseigenschaften der NRZ-Übertragung anzugeben.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die obigen Funktionen durch die Bereitstellung einer duobinären optischen Übertragungsvorrichtung erreicht werden, bei der ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) Verwendung findet, enthaltend: eine Lichtquelle zur Ausgabe einer Trägerwelle als optisches Signal; einen Precoder zum Codieren eines elektrischen NRZ-Signals; eine optische Halbleiter-Verstärkungseinheit vom Typ Interferometer zum Modulieren einer Phase der Trägerwelle gemäß einer Änderung eines angelegten Bias-Stroms, der mit dem codierten Signal gekoppelt ist; und ein optisches Bandpass-Filter (OBPF) zum Empfangen des phasenmodulierten optischen Signals von der optischen Halbleiterverstärkungseinheit, zum Filtern des empfangenen phasenmodulierten optischen Signals entsprechend einem angegebenen Band und zum Ausgeben eines optischen duobinären Signals.
  • Vorzugsweise enthält die optische Halbleiterverstärkungseinheit ein Interferometer zum Verzweigen des Eingangslichtes, zum Kombinieren des verzweigten Eingangslichtes und zum Ausgeben eines kombinierten Signals; einen optischen Halbleiterverstärker (SOA), der an lediglich einem Arm des Interferometers ange ordnet ist; und wenigstens ein Bias-Tee, das dem wenigstens einen SOA einen Bias-Strom und einen Modulationsstrom zuführt.
  • Die obigen und andere Merkmale wie auch einige der zahlreichen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer herkömmlichen duobinären optischen Übertragungsvorrichtung darstellt;
  • 2A bis 2C sind Augendiagramme, die Ausgangssignale der Knoten A, B und C aus 1 zeigen;
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere Konfiguration einer herkömmlichen duobinären optischen Übertragungsvorrichtung zeigt;
  • 4 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer duobinären optischen Übertragungsvorrichtung darstellt, bei der ein optischer Halbleiterverstärker gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
  • 5 ist eine veranschaulichende Ansicht, die einen Modulationsvorgang in der duobinären optischen Übertragungsvorrichtung darstellt, bei der der optische Halbleiterverstärker gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
  • 6 ist eine veranschaulichende Ansicht, die eine Bitsequenz eines phasenmodulierten optischen Signals gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Nun werden zahlreiche Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnlichen Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wenngleich sie in unterschiedlichen Zeichnungen dargestellt sind. In der folgenden Beschreibung wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hier enthalten sind, verzichtet, sofern dadurch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung unklar wird.
  • 4 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer duobinären optischen Übertragungsvorrichtung 100 darstellt, bei der ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet.
  • Unter Bezugnahme auf 4 enthält ein Beispiel der duobinären Übertragungsvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 101 zum Ausgeben einer Trägerwelle; einen Signalgenerator 102 zum Erzeugen eines elektrischen NRZ-Signals oder eines NRZ-Datensignals; einen duobinären Precoder 103 zum Codieren des elektrischen NRZ-Signals, das aus dem Signalgenerator 102 ausgegeben wird; eine optische Halbleiterverstärkungseinheit 110 vom Typ Interferometer zum Modulieren einer Phase der Trägerwelle gemäß einer Verstärkungsänderung auf der Basis des angelegten Bias-Stromes, der mit dem codierten Signal gekoppelt ist; und ein optisches Bandpassfilter (OBPF) 105 zum Empfangen eines phasenmodulierten optischen Signals von der optischen Halbleiterverstärkungseinheit 110, das das optische Signal gemäß einem angegebenen Band filtert und das verstärkte codierte Signal ausgibt.
  • Die Lichtquelle 101 erzeugt oder gibt die Trägerwelle aus und ist in Gestalt einer Laserdiode (LD) ausgeführt.
  • Der NRZ-Datensignalgenerator 102 erzeugt ein NRZ-Datensignal auf der Basis zweier Pegel und kann in Gestalt eines Impulsmustergenerators (PPG) ausgeführt sein, der ein elektrisches Impulssignal, etc. ausgibt.
  • Der duobinäre Precoder 103 codiert das 2-Pegel-NRZ-Datensignal.
  • Der Treiberverstärker 104 verstärkt des codierte Signal und gibt das verstärkte codierte Signal aus. Das verstärkte codierte Signal dient als Steuersignal der optischen Halbleiterverstärkungseinheit 110.
  • Die optische Halbleiterverstärkungseinheit 110 moduliert die Phase der Trägerwelle gemäß einem optischen Verstärkungsgewinn auf der Basis eines angelegten Stroms. Die optische Halbleiterverstärkungseinheit 110 enthält ein Bias-Tee 111 zum Zuführen eines Bias-Stroms und eines Modulationsstroms; ein Interferometer 112; einen optischen Halbleiterverstärker (SOA) 113, der an einem Arm des Interferometers 112 angeordnet ist; und einen optischen Isolator 114. Der optische Isolator 114 minimiert eine inverse Reflexion von Licht, das aus dem SOA 113 ausgegeben wird.
  • Das OBPF 105 führt die Funktion des Empfangens eines phasenmodulierten optischen Signals von der optischen Halbleiterverstärkungseinheit 110 und des Filterns des empfangenen optischen Signals gemäß einem angegebenen Band aus.
  • Der Betrieb der duobinären optischen Übertragungsvorrichtung unter Verwendung des SOA, der in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. 5 ist eine veranschaulichende Darstellung, die den Modulationsvorgang in der duobinären optischen Übertragungsvorrichtung zeigt, bei der der SOA gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet.
  • Unter Bezugnahme auf 4 und 5 wird die Trägerwelle, die von der Laserquelle 101 erzeugt/ausgegeben wird, dem SOA 113 zugeführt, der an einem Arm des Interferometers 112 angeordnet ist, das mit dem Bias-Tee 111 gekoppelt ist. Weiterhin wird ein NRZ-Signal (gekennzeichnet mit (a) in 5), das vom NRZ-Datensignalgenerator oder PPG 102 erzeugt wird, vom duobinären Precoder 103 codiert und das codierte Signal vom Treiberverstärker 104 verstärkt. Das verstärkte codierte Signal wird mit einem Bias-Gleichstrom IDC kombiniert und das kombinierte Signal dem SOA 113 zugeführt, der an einem Arm des Interferometers 112 angeordnet ist. Andererseits durchläuft lediglich die Trägerwelle den anderen Arm des Interferometers 112 ohne Phasenänderung. Werden die Signale beider Arme am Ausgang des Interferometers 112 kombiniert, dann treten sowohl eine konstruktive Interferenz als auch eine destruktive Interferenz auf, wobei "(b) und "(c)" in 5 Charakteristikkurven eines elektrischen Feldes zeigen. Wenn zu diesem Zeitpunkt der angelegte Strom innerhalb eines Bereiches zwischen "A" und "C" geändert wird, der die Mitte "B" hat, wie es in 5 gezeigt ist, hat eine optische Ausgabe, die mit "(d)" in 5 gezeigt ist, dieselbe Größe (d.h. den maximalen Ausgang) am Abtastpunkt, unabhängig von einem Bit "0" oder "1". Andererseits duldet die Gegenwart eines elektrischen Feldes die Phasenmodulation, die eine Phasendifferenz von "0" oder "n" hat (wie es mit "(c)" in 5 gezeigt ist). Die Größe des angelegten Stroms wird als Modulationsindex des optischen Verstärkers bezeichnet. Wenn der Modulationsindex eingestellt wird, können die Phasenänderungscharakteristika eines optischen Signals anschließend eingestellt werden. Wenn eine optische Ausgabe der Phasenumtastung (PSK) nach der Phasenmodulation das QBPF 105 auf der Basis einer Bandbreite durchläuft, die ein 0,7-Faches einer Datenübertragungsbitrate ist, führt die duobinäre Sendevorrichtung der vorliegenden Erfindung dieselbe Funktion mit Hilfe des elektrischen LPF aus. Somit wird ein optisches Signal, das das QBPF durchläuft in ein duobinäres Signal umgewandelt (wie es mit "(e)" in 5 gezeigt ist). Bei diesem Aspekt der Erfindung wurde der Fall, bei dem die Bandbreite des QBPF 105 ein 0,7-Faches der Datenübertragungsbitrate ist, als Beispiel beschrieben. Die Übertragungscharakteristika eines optischen duobinären Signals können durch Einstellen der Bandbreite des OBPF 105 eingestellt werden.
  • 6 zeigt eine Bitsequenz eines phasenmodulierten Signals gemäß der vorliegenden Erfindung. In 6 kann festgestellt werden, dass ein Bit "0" oder "1" in Phaseninformationen umgewandelt werden kann, die eine Phase von "0" oder "π" im elektrischen Feld zum Zeitpunkt der Modulation haben.
  • Wie es oben erläutert wurde, kann ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) mit einem Arm eines Interferometers in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Formaten gekoppelt sein. Der optische Halbleiterverstärker kann als einzelner integrierter Aufbau zusammen mit einem Halbleiterlaser, einem optischen Bandpassfilter (OBPF) und dergleichen aufgebaut sein.
  • Wie es aus der obigen Beschreibung hervorgeht, gibt die vorliegende Erfindung eine duobinäre optische Übertragungsvorrichtung an, bei der ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) Verwendung findet, der Kreuzphasen-Charakteristika eines duobinären Signals aufweist, wobei ein SOA vom Typ Interferometer verwendet wird, ohne dass ein elektrisches Tiefpassfilter (LPF) erforderlich ist. Somit überwindet die vorliegende Erfindung durch Beseitigung des LPF die Einschränkungen bei der Übertragungsqualität, die durch ein elektrisches LP-Filter verursacht werden. Darüber hinaus kann ein optisches Übertragungssystem eingesetzt werden, das auf einem Hochgeschwindigkeits- und dichten Wellenlängen-Teilungs-Multiplexing (DWDM) basiert, das einen Grad der Übertragungsqualität erfordert, die mit der Verwendung eines LPF nicht erreichbar war.
  • Weiterhin kann ein SOA mit einem Arm eines Interferometers gemäß unterschiedlicher Ausbildungen verbunden sein. Der SOA kann als einzelner integrierter Aufbau zusammen mit einem Halbleiterlaser, einem optischen Bandpassfilter (OBPF) und dergleichen aufgebaut sein, so dass eine Größe der optischen Übertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung miniaturisiert und eine integrierte Übertragungsstufe in geeigneter Weise eingesetzt werden kann.

Claims (20)

  1. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung, die umfasst: eine Lichtquelle (101) zum Ausgeben einer Trägerwelle als ein optisches Signal an einen optischen Hableiterverstärker (113); einen Precoder (103) zum Codieren eines elektrischen NRZ (non-return-to-zero)-Eingangssignals; eine optische Halbleiter-Verstärkungseinheit (110) vom Typ Interferometer, die umfasst: ein Interferometer (112) zum Verzweigen des optischen Eingangs-Signals, Kombinieren des verzweigten optischen Eingangssignals und Ausgeben des kombinierten optischen Signals, wobei das Interferometer eine Vielzahl von Armen hat; den optischen Halbleiterverstärker; und einen Bias-Eingang zum Modulieren einer Phase der Trägerwelle entsprechend einer Änderung eines angelegten Bias-Stroms, wobei der angelegte Bias-Strom mit dem codierten elektrischen Signal gekoppelt ist, das von dem Precoder ausgegeben wird; und ein optisches Bandpass-Filter (105) zum Empfangen des phasenmodulierten optischen Signals von der optischen Halbleiterverstärkungseinheit, Filtern des empfangenen phasenmodulierten optischen Signals entsprechend einem angegebenen Band und Ausgeben eines optischen duobinären Signals, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Halbleiterverstärker in nur einem der Vielzahl von Armen des Interferometers angeordnet ist.
  2. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bias-Eingang wenigstens ein Bias-Tee (111) zum Zuführen eines Bias-Stroms und eines Modulations-Stroms zu dem optischen Halbleiterverstärker umfasst.
  3. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Interferometer ein Mach-Zehnder-Interferometer umfasst.
  4. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Modulationsindex des optischen Halbleiterverstärkers zur Regulierung eingerichtet ist, um Phasenverhalten des optischen Signals zu ändern.
  5. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Bandbreite des optischen Bandpassfilters zur Regulierung eingerichtet ist, um Übertragungsverhalten des duobinären optischen Signals zu regulieren.
  6. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optische Übertragungsvorrichtung ein verstärktes duobinäres optisches Signal ohne Verwendung eines elektrischen Tiefpassfilters und eines Phasenverstärkers ausgibt.
  7. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die optische Halbleiterverstärkungseinheit des Weiteren umfasst: einen optischen Isolator (114) zum Verhindern von Lichtreflexion an einem Ausgangsanschluss des optischen Halbleiterverstärkers.
  8. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: wenigstens einen Treiberverstärker (104) zum Verstärken des codierten Signals und zum Ausgeben des verstärkten codierten Signals.
  9. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der optische Halbleiterverstärker eine einzelne integrierte Struktur zusammen mit dem optischen Bandpass-Filter hat.
  10. Duobinäre optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein optischer Phasen-Umtast-Ausgang nach Phasenmodulation durch das optische Bandpass- Filter auf Basis einer Bandbreite hindurchtritt, die ein 0,7-faches einer Datenübertragungs-Bit-Rate umfasst.
  11. Verfahren zum duobinären optischen Übertragen unter Verwendung eines optischen Halbleiterverstärkers (113), das die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer Lichtquelle (101) zum Ausgeben einer Trägerwelle als ein optisches Signal an den optischen Halbleiterverstärker; (b) Codieren eines Eingangs eines elektrischen NRZ (non-return-to-zero)-Signals; (c) Modulieren einer Phase der Trägerwelle entsprechend einer Änderung eines angelegten Bias-Stroms, der mit dem in Schritt (b) ausgegebenen codierten elektrischen Signal gekoppelt ist, um ein phasenmoduliertes optisches Signal bereitzustellen; und (d) Empfangen und Filtern des phasenmodulierten optischen Signals, Filtern des empfangenen phasenmodulierten optischen Signals entsprechend einem angegebenen Band und Ausgeben eines duobinären optischen Signals, wobei Schritt (c) von einer optischen Halbleiterverstärkungseinheit (110) vom Typ Interferometer durchgeführt wird, die ein Interferometer (112) umfasst, das das optische Eingangssignal verzweigt, das verzweigte optische Eingangssignal kombiniert und ein kombiniertes optisches Signal ausgibt, wobei das Interferometer eine Vielzahl von Armen umfasst und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der optische Halbleiterverstärker in nur einem Arm des Interferometers angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bias-Eingang wenigstens ein Bias-Tee (111) zum Zuführen eines Bias-Stroms und eines Modulations-Stroms zu dem optischen Halbleiterverstärker umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Interferometer ein Mach-Zehnder-Interferometerumfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei ein Modulationsindex des optischen Halbleiterverstärkers reguliert wird, um Phaseneigenschaften des optischen Signals zu ändern.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei Schritt (d) durch ein optisches Bandpass-Filter durchgeführt wird und eine Bandbreite des optischen Band-pass-Filters reguliert wird, um Übertragungsverhalten des duobinären optischen Signals zu regulieren.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das duobinäre optische Signal in Schritt (d) ohne Verwendung eines elektrischen Tiefpass-Filters und eines Phasenverstärkers in irgendeinem der Schritte ausgegeben wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, das des Weiteren umfasst: Bereitstellen eines optischen Isolators (114) an einem Ausgangsanschluss des optischen Halbleiterverstärkers, um Lichtreflexion zu verhindern.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, das des Weiteren umfasst: Verstärken des codierten Signals und Ausgeben des verstärkten codierten Signals in Schritt (b) durch wenigstens einen Treiberverstärker.
  19. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der optische Halbleiterverstärker eine einzelne integrierte Struktur zusammen mit dem optischen Bandpass-Filter hat.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein optischer Phasen-Umtastungs-Ausgang nach Phasenmodulation durch das optische Bandpass-Filter auf Basis einer Bandbreite hindurchtritt, die ein 0,7-faches einer Datenübertragungs-Bit-Rate umfasst.
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