DE60312051T2

DE60312051T2 - Rein optischer wandler

Info

Publication number: DE60312051T2
Application number: DE60312051T
Authority: DE
Inventors: Benjamin Cuenot; Esther Le Rouzic; Nicolas Brochier
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: EP1695465B1; DE60312051D1; JP2007515089A; ES2282732T3; JP4220998B2; CN1947363A; CN100589347C; US20070223937A1; AU2003299358A1; EP1695465A1; WO2005069515A1; US7725041B2

Description

Die Erfindung betrifft einen rein optischen Wandler eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal. Sie findet ihre Anwendung auf dem Gebiet der optischen Übertragungen.
Die "Ein/Aus"-Intensitätsmodulation (On/Off Keying oder OOK) ist bekannt. In diesem Fall stellt ein Impuls eine "1" und die Abwesenheit eines Impulses eine "0" dar.
Die Modulation durch differentielle Phasenverschiebung (Differential Phase Shift Keying oder DPSK) ist bekannt. Im Format DPSK wird die Information in der Phasendifferenz zwischen zwei benachbarten Impulsen transportiert.
Die Übertragung im Format DPSK ist vorteilhaft, da die Empfindlichkeit besser ist. In der Optik ist es außerdem einfach, die Phasendifferenz zwischen zwei Signalen zu analysieren.
Heute gibt es auf dem Gebiet der optischen Übertragungen Wandler, die ein amplitudencodiertes elektrisches Binärsignal in ein im Format DPSK codiertes optisches Signal umwandeln. Diese Wandler verbinden elektronische Elemente und optische Elemente.
US 2003/0007216 offenbart einen solchen Wandler.
Der elektronische Teil des Wandlers weist ein elektronisches ODER-Exklusiv-Logikglied (XOR) auf. Das elektronische Signal, das die Information darstellt, kommt amplitudenmoduliert am ersten Eingang des Logikglieds an. Der Ausgang des Logikglieds ist mit dem zweiten Eingang des Logikglieds mit einer Bitzeitverzögerung bezüglich des ersten Eingangs verbunden.
In einem besonderen Fall wird ein optisches Signal, das als Trägersignal dient, in einen optoelektronischen Modulator, zum Beispiel vom Typ Mach-Zender, gesendet. Dieser Modulator wird von dem elektrischen Signal gesteuert, das vom Ausgang des Logikglieds stammt, und führt eine Modulation durch, damit ein Zustand des elektrischen Signals gleich "1" einer Phasendifferenz von π des optischen Signals zugeordnet wird.
Diese Wandler, die die Elektronik und die Optik vereinigen, sind sehr teuer für die Frequenzen über 20GHz und existieren nicht für die Frequenzen von mehr als 40GHz.
Die Aufgabe besteht also darin, einen rein optischen Wandler eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal herzustellen.
Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Frequenzen beschränkt und kann sich auf das ganze Spektrum beziehen.
Nachfolgend werden 2-zu-2-Koppler oder auch 50:50-Koppler 3dB-Koppler genannt.
Nachfolgend gilt, dass ein Ausgang eines Bauteils nicht verbunden ist, wenn das Signal, das an diesem Ausgang geliefert wird, vollständig absorbiert wird und die Signale stromaufwärts oder stromabwärts nicht stört. Es gilt, dass ein Eingang eines Bauteils nicht gespeist wird, wenn die Amplitude des von ihm empfangenen Signals Null ist.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Wandler vorzuschlagen, der die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.
Zu diesem Zweck wird ein rein optischer Wandler eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass er aufweist: einen ersten Eingang für ein erstes intensitätsmoduliertes optisches Signal; einen Modul zur differentiellen Codierung, der angepasst ist, um eine differentielle Codierung zwischen dem ersten Signal und einem zweiten optischen Signal durchzuführen, das mit dem ersten Signal synchron ist; eine Vorrichtung, die angepasst ist, um die Phase eines optischen Signals in Abhängigkeit von der vom Modul zur differentiellen Codierung durchgeführten differentiellen Codierung zu modulieren; einen Ausgang der modulierfähigen Vorrichtung, der ein auf das Format DPSK moduliertes optisches Signal liefert.
Vorteilhafterweise führt der Modul zur differentiellen Codierung die differentielle Codierung ausgehend von einer ODER-Exklusiv-Funktion und einer Rückkopplungsschleife durch.
Zur Durchführung der ODER-Exklusiv-Funktion weist der Modul zur differentiellen Codierung vorteilhafterweise auf: einen ersten optischen Koppler, dessen erster Eingang mit dem ersten Signal gespeist wird, dessen zweiter Eingang mit dem zweiten Signal gespeist wird, und dessen zweiter Ausgang nicht verbunden ist; einen zweiten optischen Koppler, dessen erster Eingang vom ersten Ausgang des ersten Kopplers gespeist wird, dessen zweiter Eingang nicht gespeist wird; eine nicht-lineare, absorbierende Vorrichtung, deren Eingang vom zweiten Ausgang des zweiten Kopplers gespeist wird; und einen dritten optischen Koppler, dessen erster Eingang vom ersten Ausgang des zweiten Kopplers gespeist wird, dessen zweiter Eingang vom Ausgang der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung gespeist wird, dessen zweiter Ausgang nicht verbunden ist und dessen erster Ausgang das für das Ergebnis der ODER-Exklusiv-Funktion repräsentative Signal liefert.
Vorteilhafterweise weist der Modul zur differentiellen Codierung einen vierten optischen Koppler auf, dessen erster Eingang vom ersten Ausgang des dritten Kopplers gespeist wird, dessen zweiter Eingang nicht gespeist wird, dessen erster Ausgang die modulierfähige Vorrichtung speist, und dessen zweiter Ausgang die Rückkopplungsschleife speist.
Vorteilhafterweise wird das zweite synchrone optische Signal von der Rückkopplungsschleife geliefert.
Vorteilhafterweise weist die Rückkopplungsschleife eine optische Phasenverschiebungsvorrichtung und einen optischen Verstärker auf.
Vorteilhafterweise weist die Rückkopplungsschleife auch eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung auf, die angepasst ist, um das zweite Signal bezüglich des ersten Signals mit einer ganzen Zahl von Bitzeiten zu verzögern.
Vorteilhafterweise weist die modulierfähige Vorrichtung einen Koppler auf, dessen erster Eingang mit dem vom Modul zur differentiellen Codierung codierten Signal gespeist wird, dessen zweiter Eingang mit einem um π / 2 bezüglich des codierten Signals phasenverschobenen Signal gespeist wird, dessen zweiter Ausgang nicht verbunden ist und dessen erster Ausgang angepasst ist, um ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal zu liefern.
Vorteilhafterweise weist die modulierfähige Vorrichtung stromaufwärts vor ihrem zweiten Eingang eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung auf, die angepasst ist, um das phasenverschobene Signal bezüglich des codierten Signals mit einer ganzen Zahl von Bitzeiten zu verzögern.
Vorteilhafterweise variiert die Phase des auf das DPSK-Format modulierten optischen Signals zwischen Null und π, je nach dem Ergebnis der ODER-Exklusiv-Funktion.
Vorteilhafterweise sind die optische Koppler optische 3dB-Koppler.
Vorteilhafterweise hat das erste Signal eine Amplitude von E₀, und das zweite Signal hat eine Amplitude von E₀ und eine Phasenverzögerung von – π / 2 bezüglich des ersten Signals; der optische Verstärker hat eine Verstärkung von 12,04dB; die nicht-lineare absorbierende Vorrichtung hat einen Schwellwert geringfügig über α²·E₀, mit
das den zweiten Eingang des Kopplers der modulierfähigen Vorrichtung speisende Signal hat eine Amplitude von
und eine Phasenverzögerung von π / 2 bezüglich des Signals, das den ersten Eingang des fünften Kopplers der modulierfähigen Vorrichtung speist.
Die oben erwähnten Merkmale der Erfindung sowie andere gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, wobei die Beschreibung sich auf die einzige Figur bezieht, die einen erfindungsgemäßen Wandler zeigt.
Die einzige Figur stellt einen rein optischen Wandler 10 dar, der die Umwandlung eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal durchführt.
Der Wandler 10 besitzt einen ersten Eingang 152a, an dem ein erstes optisches Signal 12 eingespeist wird. Das optische Signal 12 ist für eine Datenfolge repräsentativ, es ist gemäß einem Format OOK intensitätsmoduliert. Dieses optische Signal kann ausgehend von einem elektrischen Signal und von einem optoelektronischen Modulator erzeugt worden sein, der das in OOK modulierte elektrische Signal in ein in OOK moduliertes optisches Signal umwandelt.
Der Wandler 10 weist einen zweiten Eingang 162e auf, an dem ein optisches Trägersignal 16 (Dauersignal oder nicht) eingespeist wird, das anschließend im Format DPSK moduliert wird.
Der Wandler 10 besitzt einen ersten Ausgang 162c, an dem ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal 14 geliefert wird.
Der Wandler 10 führt so die rein optische Umwandlung eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal durch.
Der Wandler 10 weist einen Modul zur differentiellen Codierung 100 und eine modulierfähige Vorrichtung 200 auf.
Die modulierfähige Vorrichtung 200 ist mit einem ersten Eingang 162a versehen, der mit dem Ausgang des Moduls zur differentiellen Codierung 100 verbunden ist und an dem das vom Modul zur differentiellen Codierung 100 codierte Signal empfangen wird. Die modulierfähige Vorrichtung 200 ist mit dem zweiten Eingang 162e versehen, an dem das Trägersignal 16 eingespeist wird. Die modulierfähige Vorrichtung 200 ist auch mit dem ersten Ausgang 162c versehen. Der erste Ausgang 162c des Wandlers 10 liefert das im Format DPSK modulierte optische Signal 14. Die modulierfähige Vorrichtung 200 moduliert die Phase des optischen Signals 16 in Abhängigkeit von der differentiellen Codierung, die vom Modul zur differentiellen Codierung 100 durchgeführt wird.
Die modulierfähige Vorrichtung 200 weist einen Koppler 202, der als fünfter Koppler 202 bezeichnet wird, eine Phasenverschiebungsvorrichtung 204 und eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 206 auf.
Der fünfte Koppler 202 weist den ersten Eingang 162a und einen zweiten Eingang 162b auf. Der fünfte Koppler 202 weist auch den ersten Ausgang 162c und einen zweiten, nicht verbundenen Ausgang 162d auf.
Die Phasenverschiebungsvorrichtung 204 und die abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 206 sind zwischen dem zweiten Eingang 162e und dem zweiten Eingang 162b in Reihe geschaltet.
Die Phasenverschiebungsvorrichtung 204, die abstimmbar sein kann, wird eingesetzt, um eine gewisse Phasenverschiebung zwischen dem am ersten Eingang 162a vorhandenen Signal und dem am Eingang 162b vorhandenen Signal zu gewährleisten.
Die abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 206 erlaubt die Synchronisation der Bits der Signale der zwei Eingänge 162a und 162b des fünften Kopplers 202. Insbesondere wird die optische Verzögerungsvorrichtung 206 eingestellt, um eine ganze Zahl von Verzögerungsbitzeiten zu haben. Wie man nachfolgend sehen wird, ist diese Verzögerungsvorrichtung 206 nicht immer notwendig.
Der Modul zur differentiellen Codierung 100 weist den ersten Eingang 152a und einen ersten Ausgang 158c auf, der mit dem ersten Eingang 162a der modulierfähigen Vorrichtung 200 verbunden ist und der das codierte Signal liefert.
Nun wird der Aufbau des Moduls zur differentiellen Codierung 100 beschrieben.
Der Modul zur differentiellen Codierung 100 weist vier optische Koppler 102, 104, 106 und 108, eine nicht-lineare absorbierende Vorrichtung 110 und eine Rückkopplungsschleife 30 auf.
Der erste Koppler 102 enthält den ersten Eingang 152a, der mit dem ersten Signal 12 gespeist wird, und einen zweiten Eingang 152b, der mit einem zweiten optischen Signal synchron zum ersten Signal 12 gespeist wird, das zum Beispiel von der Rückkopplungsschleife 30 geliefert wird. Der erste Koppler 102 weist auch einen ersten Ausgang 152c und einen zweiten, nicht verbundenen Ausgang 152d auf.
Der zweite optische Koppler 104 weist einen ersten Eingang 154a, der vom ersten Ausgang 152c des ersten Kopplers 102 gespeist wird, und einen zweiten, nicht gespeisten Eingang 154b auf. Der zweite optische Koppler 104 weist auch einen ersten Ausgang 154c und einen zweiten Ausgang 154d auf.
Die nicht-lineare absorbierende Vorrichtung 110 ermöglicht es, jedes elektromagnetische Feld zu absorbieren, dessen Amplitude geringer als oder gleich einem Schwellwert ist, und jedes elektromagnetische Feld zu übertragen, dessen Amplitude über dem Schwellwert liegt. Die nicht-lineare absorbierende Vorrichtung 110 kann vom sättigbaren absorbierenden Typ oder eine nicht-lineare optische Schleife sein. Die nicht-lineare absorbierende Vorrichtung 110 weist einen Eingang auf, der vom zweiten Ausgang 154d des zweiten Kopplers 104 gespeist wird.
Der dritte optische Koppler 106 weist einen ersten Eingang 156a, der vom ersten Ausgang 154c des zweiten Kopplers 104 gespeist wird, und einen zweiten Eingang 156b auf, der vom Ausgang der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110 gespeist wird. Der dritte optische Koppler 106 weist auch einen ersten Ausgang 156c und einen zweiten, nicht verbundenen Ausgang 156d auf.
Der vierte optische Koppler 108 weist einen ersten Eingang 158a, der vom ersten Ausgang 156c des dritten Kopplers 106 gespeist wird, und einen zweiten, nicht gespeisten Eingang 158b auf. Der vierte optische Koppler 108 weist auch den ersten Ausgang 158c, der die modulierfähige Vorrichtung 200 speist, und einen zweiten Ausgang 158d auf, der die Rückkopplungsschleife 30 speist.
Die Rückkopplungsschleife 30 weist eine optische Phasenverschiebungsvorrichtung 112, einen optischen Verstärker 114 und eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 116 auf, die ausgelegt ist, um das zweite Signal, das am zweiten Eingang 152b des ersten Kopplers 102 vorhanden ist, bezüglich des ersten Signals 12 mit einer ganzen Zahl von Bitzeiten zu verzögern.
Der Modul zur differentiellen Codierung 100 führt die differentielle Codierung der Datenfolge rein optisch durch, ausgehend vom ersten optischen Signal 12, das am ersten Eingang 152a vorhanden ist, und vom zweiten optischen Signal, synchron mit dem ersten, das am zweiten Eingang 152b des ersten Kopplers 102 vorhanden ist.
Der Modul zur differentiellen Codierung 100 führt unter anderen eine ODER-Exklusiv-Funktion zwischen den an den Eingängen 152a und 152b vorhandenen optischen Signalen durch, mit Hilfe der Kombination des ersten Kopplers 102, des zweiten Kopplers 104, des dritten Kopplers 106 und der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110. Das am ersten Ausgang 156c des dritten Kopplers 106 vorhandene Signal stellt die logische ODER-Exklusiv-Funktion zwischen den optischen Signalen dar, die an den Eingängen 152a und 152b vorhanden sind.
Jedes Element 102, 104, 106, 108 und 202 ist ein optischer 3dB-Koppler. Die aus diesen Kopplers austretenden optischen Signale erfüllen dann die folgende Matrixbeziehung:
in der E₁ und E₂ die elektromagnetischen Felder sind, die an den ersten und zweiten Eingängen des Kopplers vorhanden sind, S₁ und S₂ die elektromagnetischen Felder sind, die an den ersten und den zweiten Ausgängen des Kopplers vorhanden sind, und wobei gilt
Das am ersten Eingang 152a vorhandene Anfangssignal 12 ist ein elektromagnetisches Feld mit einer Amplitude gleich E₀ oder Null.
Das am zweiten Eingang 152b vorhandene optische Signal ist ein elektromagnetisches Feld, von dem angenommen wird, dass es eine Amplitude gleich E₀ oder Null hat, und dass es, wenn seine Amplitude gleich E₀ ist, eine Phasenverzögerung von – π / 2 bezüglich des am ersten Eingang 152a vorhandenen optischen Signals hat.
Der Schwellwert der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110 wird hier geringfügig höher als α²·E₀ gewählt, um jedes elektromagnetische Feld zu übertragen, dessen Amplitude über α²·E₀ liegt. Wie man nachfolgend sehen wird, wird der Schwellwert gewählt, um die Übertragung der Felder zu erlauben, deren Amplitude 2α²·E₀ beträgt, und um die Felder zu absorbieren, deren Amplitude Null oder gleich α²·E₀ ist.
Nun wird der Betrieb des Moduls zur differentiellen Codierung 100 untersucht.
Der erste Koppler 102 führt die Kopplung der Eingänge 152a und 152b durch und liefert das so gekoppelte optische Signal am ersten Ausgang 152c. Das am ersten Ausgang 152c vorhandene optische Signal entspricht S₁ in der Beziehung (1).
Die nachfolgende Tabelle fasst die möglichen Werte der Amplitude und der Phase des am ersten Ausgang 152c vorhandenen Signals in Abhängigkeit von den Amplituden der an den Eingängen 152a und 152b vorhandenen Signale zusammen, nämlich das erste Signal 12 und das zweite, am zweiten Eingang 152b des ersten Kopplers 102 vorhandene Signal, die in der Beziehung (1) E₁ und E₂ entsprechen.
Die Phase des Signals am ersten Ausgang 152c ist konstant und gleich der Phase des am ersten Eingang 152a vorhandenen Signals, wenn das Signal am Ausgang ungleich Null ist. Die Phase des Signals hat keine Richtung in dem Fall, in dem das Signal am Ausgang Null ist.
Das am ersten Ausgang 152c vorhandene Signal wird am ersten Eingang 154a des zweiten Kopplers 104 eingespeist. Das am ersten Eingang 154a des zweiten Kopplers 104 vorhandene Signal wird dann durch E₁ in der Beziehung (1) dargestellt. Die an den Ausgängen 154c und 154d des zweiten Kopplers 104 vorhandenen Signale haben die Aufgaben von S₁ und S₂ in der Beziehung (1). Eine ähnliche Tabelle wie (2) kann für den zweiten Koppler 104 in Abhängigkeit von den Werten der Amplitude des Signals geschrieben werden, das am ersten Eingang 154a vorhanden ist. Dann gilt:
Das vom zweiten Ausgang 154d des zweiten Kopplers 104 stammende Signal wird zum Eingang der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110 gerichtet. In Anbetracht des dem Schwellwert zugeteilten Werts hat die Amplitude des Signals am Ausgang 156b des Bauteils 110 den Wert 0 oder 2α²·E₀. Da der Schwellwert geringfügig höher als α²·E₀ festgelegt ist, werden nämlich nur die Signale, deren Amplitude 2α²·E₀ beträgt, übertragen.
Eine Tabelle ähnlich der Tabelle (3) kann für den dritten Koppler 106 geschrieben werden, dessen Signal am ersten Eingang 156a das gleiche ist wie dasjenige des ersten Ausgangs 154c des zweiten Kopplers 104, und dessen Signal am zweiten Eingang 156b das gleiche ist wie dasjenige des Ausgangs der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110. Das Signal am ersten Ausgang 156c ist in der Beziehung (1) durch S₁ dargestellt.
Der erste Ausgang 156c des dritten Kopplers 106 liefert dann ein für das Ergebnis der ODER-Exklusiv-Funktion repräsentatives Signal. Man hat dann eine ODER-Exklusiv-Funktion zwischen den an den Eingängen 152a und 152b vorhandenen Signalen mit Hilfe der drei Koppler 102, 104 und 106 und der nicht-linearen absorbierenden Vorrichtung 110 hergestellt. Außerdem ist die Phase am Ausgang konstant, so dass es nicht notwendig ist, sie zu regeln.
Um die Rückkopplungsschleife 30 herzustellen und die modulierfähige Vorrichtung 200 zu speisen, muss das am ersten Ausgang 156c des dritten Kopplers 106 vorhandene Signal sowohl an den ersten Eingang 162a der modulierfähigen Vorrichtung 200 als auch an die Rückkopplungsschleife 30 geschickt werden. Hierzu wird der vierte Koppler 108 nach dem dritten Koppler 106 verwendet. Der Vorteil ist, dass ein solches Mittel ein einfaches Mittel ist, um das Signal zu trennen. Die Funktion des vierten Kopplers 108 ist es, das Signal zu trennen, um die modulierfähige Vorrichtung 200 und die Rückkopplungsschleife 30 zu speisen.
Das am ersten Ausgang 156c des dritten Kopplers 106 vorhandene Signal wird an den ersten Eingang 158a des vierten Kopplers 108 geschickt. Eine Tabelle ähnlich der Tabelle (4) kann für den vierten Koppler 108 geschrieben werden. Die Signale S₁ und S₂ stellen dann die an den Ausgängen 158c und 158d vorhandenen Signale dar.
Das Feld am ersten Ausgang 158c speist die modulierfähige Vorrichtung 200 und schreibt sich, wenn es ungleich Null ist: E = α⁴·E₀ (6).
Das Feld am zweiten Ausgang 158d speist die Rückkopplungsschleife 30 und schreibt sich, wenn es ungleich Null ist:
Das Feld am Ausgang 158d wird dann verwendet, um das Feld zu erzeugen, das am zweiten Eingang 152b des Moduls zur differentiellen Codierung 100 vorhanden ist.
Für den ersten Koppler 102 wurde angenommen, dass das am zweiten Eingang 152b vorhandene Feld eine Amplitude E₀ und eine Phasenverschiebung von – π / 2 bezüglich des am ersten Eingang 152a vorhandenen Felds hat.
Um dieses Ergebnis ausgehend vom am zweiten Ausgang 158d des vierten Kopplers 108 vorhandenen Feld zu erhalten, wird eine optische Phasenverschiebungsvorrichtung 112 eingesetzt. Die Phasenverschiebungsvorrichtung 112 induziert eine Phasenverschiebung von π, was zur Wirkung hat, die Phase auf – π / 2 zurückzuführen. Theoretisch beträgt die Phasenverschiebung des vom zweiten Ausgang 158d des vierten Kopplers 108 stammenden Signals π / 2, aber die verschiedenen Bauteile können Stör-Phasenverschiebungen einführen. Es ist also vorteilhaft, eine abstimmbare Phasenverschiebungsvorrichtung 112 vorzusehen, um es zu ermöglichen, die Phase effektiv auf – π / 2 zurückzuführen.
Ein optischer Verstärker 114 mit einer Verstärkung 12.04dB führt die Amplitude des Felds am Ausgang des Verstärkers 114 auf E₀ oder auf Null zurück.
Man hat dann ein Feld mit einer Amplitude E₀ und um – π / 2 phasenverschoben bezüglich des am ersten Eingang 152a vorhandenen Felds.
Eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 116 wird eingesetzt, um die Bits der Signale der zwei Eingänge 152a und 152b untereinander zu synchronisieren. Insbesondere wird die optische Verzögerungsvorrichtung 116 eingestellt, um eine ganzzahlige Bitzeitverzögerung zu haben.
Der Modul zur differentiellen Codierung 100 führt tatsächlich eine differentielle Codierung zwischen den zwei Signalen der Eingänge 152a und 152b durch, während der zweite Ausgang 158d auf den zweiten Eingang 152b rückschleift, um eine Rückkopplungsschleife herzustellen.
Die modulierfähige Vorrichtung 200 wird über ihren zweiten Eingang 162e mit dem optischen Signal 16 gespeist, dessen elektromagnetisches Feld eine Amplitude von
und eine konstante Phase von π hat.
Die Phasenverschiebungsvorrichtung 204 wird eingesetzt, um eine Phasenverschiebung von π / 2 bezüglich der Phase des Signals des ersten Eingangs 162a zu gewährleisten. Wie die Phasenverschiebungsvorrichtung 112 kann diese neue Phasenverschiebungsvorrichtung abstimmbar sein, um die Phasenverschiebung von π / 2 zwischen den zwei Signalen zu garantieren.
Wichtig ist, dass das am zweiten Eingang 162b des fünften Kopplers 202 vorhandene Signal um π / 2 bezüglich des codierten Signals phasenverschoben ist, das am ersten Eingang 162a der modulierfähigen Vorrichtung 200 vorhanden ist.
Eine Tabelle ähnlich der Tabelle (5) kann geschrieben werden. Die Signale E₁ und E₂ entsprechen den Signalen der Eingänge 162a und 162b, das Signal S₁ entspricht dem Signal des Ausgangs 162c.
Das Feld am Ausgang hat also eine konstante Amplitude, das Signal ist also nicht intensitätsmoduliert.
Dagegen variiert seine Phase und besitzt eine Phasenverschiebung von π entsprechend dem Ergebnis der logischen ODER-Exklusiv-Funktion zwischen den Eingängen 152a und 152b des Moduls zur differentiellen Codierung 100. Die Information ist in der Phasendifferenz codiert, das vom ersten Ausgang 162c gelieferte Signal ist also ein im Format DPSK moduliertes Signal 14.
Die abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung 206 erlaubt die Synchronisation der Bits der Signale der zwei Eingänge 162a und 162b des fünften Kopplers 202. Insbesondere wird die optische Verzögerungsvorrichtung 206 eingestellt, um eine ganzzahlige Bitverzögerungszeit zu haben.
Die optische Verzögerungsvorrichtung 206 ist nicht notwendig, wenn das am Ausgang 162c gesendete Signal in einem NRZ-DPSK-Format (Non-Return-to-Zero-DPSK) ist, da das Trägersignal 16 dann eine Dauerstrichwelle ist.
Die optische Verzögerungsvorrichtung 206 ist notwendig, wenn das am Ausgang 162c gesendete Signal in einem RZ-DPSK-Format (Return-to-Zero-DPSK) ist, da das Trägersignal 16 dann eine modulierte Welle und die Synchronisation zwischen den Signalen notwendig ist.
Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsformen beschränkt, sondern kann viele Varianten erfahren, die für den Fachmann zugänglich sind.
Zu Beispiel werden die numerischen Werte der Bauteile als Beispiele für den Fall perfekter Bauteile angegeben, die keinen Verlust erzeugen, wobei diese Werte geeignet sein müssen, um es zu ermöglichen, die realen Werte der Amplituden der Signale an die theoretischen Werte anzupassen.

Claims

Rein optischer Wandler (10) eines intensitätsmodulierten optischen Signals in ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal, der aufweist: – einen ersten Eingang (152a) für ein erstes intensitätsmoduliertes optisches Signal (12); – einen Modul zur differentiellen Codierung (100), der angepasst ist, um eine differentielle Codierung zwischen dem ersten (12) und einem zweiten optischen Signal durchzuführen, das mit dem ersten Signal (12) synchron ist; – eine Modulationsvorrichtung (200), die angepasst ist, um die Phase eines optischen Signals (16) in Abhängigkeit von der vom Modul zur differentiellen Codierung (100) durchgeführten differentiellen Codierung zu modulieren; – einen Ausgang (162c) der modulierfähigen Vorrichtung (200), der ein auf das Format DPSK moduliertes optisches Signal (14) liefert.
Wandler (10) nach Anspruch 1, dessen Modul zur differentiellen Codierung (100) angepasst ist, um die differentielle Codierung ausgehend von einer ODER-Exklusiv-Funktion und einer Rückkopplungsschleife (30) durchzuführen.
Wandler (10) nach Anspruch 2, dessen Modul zur differentiellen Codierung (100) zur Durchführung der ODER-Exklusiv-Funktion aufweist: – einen ersten optischen Koppler (102), dessen erster Eingang (152a) mit dem ersten Signal (12) gespeist wird, dessen zweiter Eingang (152b) mit dem zweiten Signal gespeist wird, und dessen zweiter Ausgang (152d) nicht verbunden ist; – einen zweiten optischen Koppler (104), dessen erster Eingang (154a) vom ersten Ausgang (152c) des ersten Kopplers (102) gespeist wird, dessen zweiter Eingang (154b) nicht gespeist wird; – eine nicht lineare, absorbierende Vorrichtung (110), deren Eingang vom zweiten Ausgang (154d) des zweiten Kopplers (104) gespeist wird; und – einen dritten optischen Koppler (106), dessen erster Eingang vom ersten Ausgang (154c) des zweiten Kopplers (104) gespeist wird, dessen zweiter Eingang (156b) vom Ausgang der nicht linearen absorbierenden Vorrichtung (110) gespeist wird, dessen zweiter Ausgang (156d) nicht verbunden ist und dessen erster Ausgang (156c) das für das Ergebnis der ODER-Exklusiv-Funktion repräsentative Signal liefert.
Wandler (10) nach Anspruch 3, dessen Modul zur differentiellen Codierung (100) einen vierten optischen Koppler (108) aufweist, dessen erster Eingang (158a) vom ersten Ausgang (156c) des dritten Kopplers (106) gespeist wird, dessen zweiter Eingang (158b) nicht gespeist wird, dessen erster Ausgang (158c) die modulierfähige Vorrichtung (200) speist, und dessen zweiter Ausgang (158d) die Rückkopplungsschleife (30) speist.
Wandler (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dessen Rückkopplungsschleife (30) angepasst ist, um das zweite synchrone optische Signal zu liefern.
Wandler (10) nach Anspruch 5, dessen Rückkopplungsschleife (30) eine optische Phasenverschiebungsvorrichtung (112) und einen optischen Verstärker (114) aufweist.
Wandler (10) nach Anspruch 6, dessen Rückkopplungsschleife (30) auch eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung (116) aufweist, die angepasst ist, um das zweite Signal bezüglich des ersten Signals (12) mit einer ganzen Zahl von Bitzeiten zu verzögern.
Wandler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen modulierfähige Vorrichtung (200) einen Koppler (202) aufweist, dessen erster Eingang (162a) mit dem vom Modul zur differentiellen Codierung (100) codierten Signal gespeist wird, dessen zweiter Eingang (162b) mit einem um π / 2 bezüglich des codierten Signals phasenverschobenen Signal gespeist wird, dessen zweiter Ausgang (162d) nicht verbunden ist und dessen erster Ausgang (162c) angepasst ist, um ein im Format DPSK moduliertes optisches Signal (14) zu liefern.
Wandler (10) nach Anspruch 8, dessen modulierfähige Vorrichtung (200) vor ihrem zweiten Eingang (162b) eine abstimmbare optische Verzögerungsvorrichtung (206) aufweist, die angepasst ist, um das phasenverschobene Signal bezüglich des codierten Signals mit einer ganzen Zahl von Bitzeiten zu verzögern.
Wandler (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dessen ODER-Exklusiv-Funktion angepasst ist, um die Phase des auf das DPSK-Format modulierten optischen Signals (14) zwischen Null und π variieren zu lassen.
Wandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen optische Koppler (102, 104, 106, 108, 202) optische 3dB-Koppler sind.
Wandler (10) nach Anspruch 11, der angepasst ist, um das erste Signal (12), das eine Amplitude von E₀ hat, und das zweite Signal, das eine Amplitude von E₀ und eine Phasenverzögerung von – π / 2 bezüglich des ersten Signals (12) hat, zu empfangen; dessen optischer Verstärker (114) eine Verstärkung von 12,04dB hat; dessen nicht lineare absorbierende Vorrichtung (110) einen Schwellwert geringfügig über α²·E₀ hat, mit
angepasst, um am zweiten Eingang (162b) des Kopplers (202) der modulierfähigen Vorrichtung (200) ein Signal zu empfangen, das eine Amplitude von
und eine Phasenverzögerung von π / 2 bezüglich des Signals hat, das den ersten Eingang (162a) des Kopplers (202) der modulierfähigen Vorrichtung (200) speist.