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Die Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem.
Solche Systeme verwenden optische Wiederholungseinrichtungen,
und die Erfindung betrifft auch optische
Wiederholungseinrichtungen (Repeater), die bei einem optischen
Übertragungssystem verwendbar sind.
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Es ist die Verwendung eines Übertragungssystems bekannt,
bei dem optische Signale verwendet werden, welches als ein
optisches 1R-Übertragungssystem bekannt ist und bei dem
optische Verstärker verwendet werden. Das 1R-System ist
insbesondere dafür ausgelegt, den während der Übertragung
auftretenden Verlust des Leistungspegels des optischen Signals
in einem Lichtleitfaser-Übertragungsweg zu kompensieren, den
Leistungspegel des optischen Signals auf einen gewünschten
Pegel anzuheben und das Signal zu einem Lichtleitfaser-
Übertragungsweg zu senden. Ein solches System ist in einer
Veröffentlichung mit dem Titel "Trunk and Distribution Network
Application of Erbium-Doped Fiber Amplifier" von K. Nakagawa
u. a. erwähnt, die auf den Seiten 198 bis 208 von "Journal of
Lightwave Technology", Band 9, Nr. 2 erwähnt ist und im Februar
1991 von IEEE veröffentlicht wurde. Weiterhin wurde ein als
Vor-Chirp-Verfahren bezeichnetes Dispersions-
Vorentzerrungsverfahren von N. Henmi u. a. in einer
Veröffentlichung vorgeschlagen, die in "Technical Digest PD8"
(nach der Frist eingereichte Veröffentlichung Nr. 8) der
International Conference on Optical Fiber Communication, 1990
veröffentlicht ist. Dieses Verfahren beinhaltet den Schritt des
Dispersions-Vorentzerrens eines übertragenen optischen Signals
durch Frequenz-Modulieren eines Halbleiterlasers an einer
optischen Anschlußstation, um den durch Wellenlängendispersion
hervorgerufenen Leistungsverlust zu verringern und um das
Vergrößern des Abstands zwischen Wiederholungseinrichtungen zu
ermöglichen.
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Es wird nun auf das optische
Nachrichtenübertragungsverfahren Bezug genommen, das in der oben erwähnten
Veröffentlichung von K. Nakagawa u. a. beschrieben ist. In der
Veröffentlichung von Nakagawa wird ausgesagt, daß es üblich
ist, in jedem Wiederholungsintervall ein regenerierendes
Wiederholen auszuführen, das aus 3R-Vorgängen ("reshaping,
retiming and regenerating" - erneutes Formen, erneute
Festlegung des Zeitablaufs und Regenerieren) besteht, um die
Dispersion und den Verlust zu begrenzen oder zu verringern, und
daß es allgemein üblich ist, nach der kollektiven Verstärkung
der Signalfrequenz durch 1R (erneutes Formen) unter Verwendung
eines optischen Verstärkers, der dafür ausgelegt ist, die
Dispersion oder das durch Rauschansammlung im optischen
Verstärker hervorgerufene Rauschen zu begrenzen, ein
regenerierendes 3R-Wiederholen auszuführen. Weiterhin wird bei
der optischen Nachrichtenübertragung eines aus N Frequenzwellen
(wobei N eine positive ganze Zahl ist) bestehenden
frequenzgemultiplexten Signals das Signal nachdem Teilen der Wellen an
jedem Wiederholungspunkt, dem Wiederholen jeder Wellenlänge auf
eine der oben erwähnten Arten und dem erneuten Multiplexen der
Wellen aller Wellenlängen das Signal zu einem optischen
Übertragungsweg gesendet.
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In der Beschreibung der europäischen Patentanmeldung
90122834.6, die am 5. Juni 1991 unter der Nummer 430230
veröffentlicht wurde, ist eine optische Übertragungsvorrichtung
vorgeschlagen, bei der mehrere Übertragungssignallichter von
einer Halbleiterlaser-Lichtquelle zugeführt wurden, die durch
einen Strom mit eingestellter Amplitude und Phase moduliert
wurde, der in einer optischen Übertragungsvorrichtung in diese
eingegeben wurde. Die Signallichter wurden durch mehrere
externe Modulatoren in der Intensität moduliert, und es wurde
zwischen den Signallichtern eine Zeitdifferenz angewendet.
Dementsprechend wurden die Signallichter so kombiniert, daß ein
Übertragungssignallicht bereitgestellt wurde, das durch eine
Übertragungsleitung geschickt wurde. Dabei wurde entsprechend
einer Wellenlängen-Dispersionseigenschaft der
Übertragungsleitung eine Frequenzkomponente mit einer geringen
Übertragungsgeschwindigkeit der Übertragungsleitung früher
zugeführt als eine Frequenzkomponente mit einer hohen
Übertragungsgeschwindigkeit.
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In der Beschreibung der internationalen Patentanmeldung
PCT/GB87/00050, die am 30. Juli 1987 unter der Nummer
WO87/04529 veröffentlicht wurde, sind ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verringern von Schwankungen in der Art des
Phasenrauschens als eine Kenngröße eines Strahls kohärenter
Strahlung vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist ein
Interferometer zum Messen der Schwankung an einer ersten
Position auf, um einen Interferenzstrahl zu erzeugen. Der
Interferenzstrahl wurde auf einen Strahlungsdetektor in der Art
einer Photodiode einfallen gelassen, der ein auf die Intensität
des einfallenden Strahls ansprechendes elektrisches
Ausgangssignal erzeugte. Dieses Signal wurde durch einen
Verstärker verstärkt und einem Phasenmodulator zugeführt. Ein
weiterer Teil des ursprünglichen Laserstrahls wurde auch dem
Phasenmodulator zugeführt. Die Anordnung war derart, daß die
Phasenmodulationen, die durch den Phasenmodulator durch das
Signal vom Detektor gesteuert auf den Strahl einwirken gelassen
wurden, das Phasenrauschen im ursprünglichen Strahl verringert
oder beseitigt haben.
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In der Beschreibung der europäischen Patentanmeldung
87105642.0, die unter der Nummer 242801 am 28. Oktober 1987
veröffentlicht wurde, wurde ein optisches
Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem vorgeschlagen, das einen optischen
Multiplexer zum Multiplexen mehrerer optischer Signale mit
unterschiedlichen Wellenlängen zu einem
Wellenlängenmultiplexsignal, optische Verstärker zum Verstärken des
Wellenlängenmultiplexsignals von dem optischen Multiplexer und
ein zwischen benachbarten optischen Verstärkern angeordnetes
optisches Filter zum Unterdrücken unerwünschter Spektren des
Wellenlängenmultiplexsignals von einem optischen Verstärker
aufwies.
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Bei einem herkömmlichen optischen
Nachrichtenübertragungssystem, bei dem ein optisches Signal unter Verwendung
eines optischen Verstärkers wiederholt und übertragen wird,
besteht jedoch das Problem, daß die Übertragungslänge infolge
des Einflusses der Beeinträchtigung der Wellenform infolge der
Wellenlängendispersion in der Lichtleitfaser durch
Wellenlängendispersion beschränkt ist, wenngleich der
Leistungspegel des optischen Signals verstärkt wird. Bei dem
oben erwähnten Vor-Chirp-Verfahren, bei dem die Einflüsse der
Wellenlängendispersion vorab kompensiert werden und bei dem ein
optisches Signal ausgesendet wird, tritt weiterhin das Problem
auf, daß die maximale Übertragungslänge beschränkt ist, weil
der Wellenlängendispersionswert, der kompensiert werden kann,
in der Praxis beschränkt ist.
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Weiterhin treten selbst beim Verwenden eines
regenerierenden 3R-Wiederholens beim Senden eines frequenz- oder
wellenlängen-gemultiplexten Signals aus N Wellen bei einem
optischen Nachrichtenübertragungssystem, bei dem N Wellen an
jeder Wiederholungseinrichtung geteilt werden und jede
Wellenlänge regenerativ wiederholt wird, in der Hinsicht einige
Probleme auf, daß für jede Wiederholungseinrichtung N
Lichtquellen zum Senden von N Wellen erforderlich sind, daß die
Wellenlänge jeder Lichtquelle zum Senden eingestellt werden
muß, so daß sie der Wellenlänge jedes Kanals der optischen
Multiplexschaltung entspricht, weshalb sehr genaue Lichtquellen
zum Senden einer Wellenlänge oder einer Frequenz, die der
Wellenlänge jedes Kanals entspricht, gewählt werden müssen, und
daß eine sehr hohe Stabilität jeder Quelle erforderlich ist, um
Temperaturänderungen und Alterungsverschlechterungen Rechnung
zu tragen. Weiterhin tritt das Problem auf, daß
Steuerschaltungen in einem solchen System natürlicherweise
erforderlich sind, und daß die Größe eines solchen Systems, in
dem Steuerschaltungen enthalten sind, diejenige einer
herkömmlichen photonischen Wiederholungseinrichtung mit einer
einzigen Wellenlänge, bei der keine sehr genauen
Wellenlängensteuerungen erforderlich sind, um mehr als das N-
fache übersteigt.
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Eine Anwendung dieser Erfindung besteht darin, eine
Dispersions-Vorentzerrung eines mehrstufigen 1R-
Nachrichtenübertragungssystems zu ermöglichen, die durch
optische Kompensation der Dispersion erreicht wird.
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Bei einer Anordnung, die beschrieben wird, wird eine
vorgegebene optische Modulation der Phase eines optischen
Signals durch Synchronisieren mit der Phase einer Einhüllenden
des optischen Signals ausgeführt, das intensitäts-moduliert und
durch ein Dispersionsmedium gesendet wird.
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Es ist auch möglich, daß ein Signal, das ein optisches
Signal intensitäts-moduliert, ein RZ-moduliertes Signal ist und
daß ein Signal, das das optische Signal optisch
phasenmoduliert, ein sinuswellen-moduliertes Signal mit der
Grundfrequenz des RZ-Signals ist.
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Es ist weiterhin möglich, daß ein Signal, das ein optisches
Signal intensitäts-moduliert, ein NRZ-Signal ist und daß ein
Signal, das das optische Signal optisch phasen-moduliert, ein
NRZ-Signal ist, das durch Entzerren eines durch
optoelektronisches Wandeln des optischen Signals erhaltenen
elektrischen Signals erhalten wird.
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Es ist weiterhin möglich, daß ein Signal, das ein optisches
Signal intensitäts-moduliert, ein NRZ-Signal ist und daß ein
Signal, das das optische Signal optisch phasen-moduliert, ein
NRZ-Signal ist, das durch Wellenlängen-Entzerren nach dem
Ausführen einer Diskriminationsentscheidung für ein durch
optoelektronisches Wandeln des optischen Signals erhaltenes
elektrisches Signal erhalten wird.
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Ein optisches Nachrichtenübertragungssystem umfaßt bei
einer zu beschreibenden Anordnung eine optische
Wiederholungsschaltung mit einem optischen Verstärker zum
optischen Verstärken eines durch einen Lichtleitfaser-
Übertragungsweg laufenden optischen Signals, eine optische
Verzweigungsschaltung zum Abzweigen eines Teils eines optischen
Ausgangssignals vom optischen Verstärker, einen optischen
Phasenmodulator, der an einen ersten Ausgangsanschluß einer
optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist, um ein
Eingangssignal in der Phase zu modulieren und das in der Phase
modulierte optische Signal in einer nachgeschalteten Stufe an
einen Lichtleitfaser-Übertragungsweg ausgegeben, eine
Empfangsschaltung, die an den zweiten Ausgangsanschluß der
optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist und dazu
dient, ein optisches Eingangssignal in ein elektrisches Signal
umzuwandeln, eine Zeitentnahmeschaltung zum Entnehmen eines
Zeitsignals aus dem elektrischen Ausgangssignal der
Empfangsschaltung, eine Treiberschaltung des optischen
Phasenmodulators zum Legen des Zeitsignals auf eine vorgegebene
Spannungsamplitude und zum Versehen des Signals mit einer
vorgegebenen Phase entsprechend einem Phasendifferenzsignal und
zum Ansteuern des optischen Phasenmodulators und eine
Phasenerfassungsschaltung zum Erfassen einer Phasendifferenz
zwischen der Phase einer Ausgabe der Treiberschaltung des
optischen Phasenmodulators und der Phase einer Einhüllenden des
in den optischen Phasenmodulator eingegebenen Signals zum
Bereitstellen eines Ausgangssignals als ein
Phasendifferenzsignal.
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Bei einer weiter unten zu beschreibenden speziellen
Anordnung sind vorgesehen: ein Sinussignalgenerator zum
Erzeugen eines Sinuswellensignals mit einer einem ersten
Phasendifferenzsignal entsprechenden Phase und eine erste
Phasenerfassungsschaltung zum Erfassen der Phasendifferenz
zwischen der Phase des Ausgangssignals vom Sinussignalgenerator
und der Phase des Zeitsignals und zum Rückführen des ersten
Phasendifferenzsignals zum Sinussignalgenerator, wobei die
Treiberschaltung des optischen Phasenmodulators das
Ausgangssignal vom Sinussignalgenerator auf eine vorgegebene
Spannungsamplitude legt und das Ausgangssignal entsprechend
einem zweiten Phasendifferenzsignal mit einer vorgegebenen
Phase versieht, und eine zweite Phasenerfassungsschaltung zum
Erfassen der Phasendifferenz zwischen der Ausgangsphase der
Treiberschaltung des optischen Phasenmodulators und der Phase
der Einhüllenden des in den optischen Phasenmodulator
eingegebenen Signals zum Bereitstellen eines Ausgangssignals
als ein zweites Phasendifferenzsignal.
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Bei einer weiteren weiter unten zu beschreibenden Anordnung
umfaßt ein optisches Nachrichtenübertragungssystem einen
optischen Verstärker zum optischen Verstärken eines durch einen
Lichtleitfaser-Übertragungsweg laufenden optischen Signals,
eine optische Verzweigungsschaltung zum Abzweigen eins Teils
einer optischen Ausgabe des optischen Verstärkers, einen
optischen Phasenmodulator, der an den ersten Ausgangsanschluß
der optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist, um ein
Eingangssignal in der Phase zu modulieren und das in der Phase
modulierte optische Signal in einer nachgeschalteten Stufe an
einen Lichtleitfaser-Übertragungsweg auszugeben, eine
Empfangsschaltung, die an einen zweiten Ausgangsanschluß der
optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist, um ein
optisches Eingangssignal in ein elektrisches Signal
umzuwandeln, eine Entzerrungsschaltung zum Entzerren einer
Ausgabe der Empfangsschaltung dicht bei der Wellen Form der
Einhüllenden des optischen Signals, eine Treiberschaltung des
optischen Phasenmodulators zum Wandeln eines Ausgangssignals
von der Entzerrungsschaltung zu einer vorgegebenen
Spannungsamplitude, um das Ausgangssignal entsprechend dem
Phasendifferenzsignal mit einer vorgegebenen Phase zu versehen
und um den optischen Phasenmodulator anzusteuern, und eine
Phasenerfassungsschaltung zum Erfassen einer Phasendifferenz
zwischen der Phase eines Ausgangssignals der Treiberschaltung
des optischen Phasenmodulators und der Phase der Einhüllenden
eines in den optischen Phasenmodulator eingegebenen Signals zum
Bereitstellen eines Ausgangssignals als das
Phasendifferenzsignal.
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Eine optische Wiederholungsschaltung umfaßt bei einer zu
beschreibenden speziellen Anordnung einen optischen Verstärker
zum optischen Verstärken eines durch einen Lichtleitfaser-
Übertragungsweg laufenden optischen Signals, eine optische
Verzweigungsschaltung zum Abzweigen eines Teils eines vom
optischen Verstärker ausgegebenen optischen Signals, einen
optischen Phasenmodulator, der an einen ersten Ausgangsanschluß
der optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist, um ein
Eingangssignal in der Phase zu modulieren und ein in der Phase
moduliertes optisches Signal in einer nachgeschalteten Stufe an
einen Lichtleitfaser-Übertragungsweg auszugeben, eine
Empfangsschaltung, die an einen zweiten Ausgangsanschluß der
optischen Verzweigungsschaltung angeschlossen ist, um ein
optisches Eingangssignal in ein elektrisches Signal
umzuwandeln, eine Zeitentnahmeschaltung zum Entnehmen eines
Zeitsignals aus dem elektrischen Ausgangssignal der
Empfangsschaltung, eine Diskriminationsentscheidungsschaltung
zum Diskriminieren eines elektrischen Ausgangssignals der
Empfangsschaltung mit Bezug auf ein Zeitsignal als ein
Taktsignal, eine Entzerrungsschaltung zum Entzerren einer
Ausgabe der Diskriminationsentscheidungsschaltung dicht bei der
Wellenform der Einhüllenden des optischen Signals, eine
Treiberschaltung des optischen Phasenmodulators zum Wandeln
eines Ausgangssignals von der Entzerrungsschaltung zu einer
vorgegebenen Spannungsamplitude, um das Ausgangssignal
entsprechend dem Phasendifferenzsignal mit einer vorgegebenen
Phase zu versehen und um den optischen Phasenmodulator
anzusteuern, und eine Phasenerfassungsschaltung zum Erfassen
einer Phasendifferenz zwischen der Phase einer Ausgabe der
Treiberschaltung des optischen Phasenmodulators und der Phase
der Einhüllenden eines in den optischen Phasenmodulator
eingegebenen Signals zum Bereitstellen eines Ausgangssignals
als ein Phasendifferenzsignal.
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Wenn weiterhin ein Frequenz- oder Wellenlängen-Multiplexen
von N Wellen auftritt, ist es bevorzugt, daß mehrere optische
Sender jeweils eine Lichtquelle bei einer anderen Frequenz oder
Wellenlänge als die anderen aufweisen, daß für jede Frequenz
oder Wellenlänge eine optimale Dispersions-Vorentzerrung
ausgeführt wird, daß die von den optischen Sendern gesendeten
optischen Signale in einer ersten optischen Multiplexschaltung
gemultiplext und zu einem optischen Übertragungsweg gesendet
werden, daß die zum optischen Übertragungsweg gesendeten
optischen gemultiplexten Signale an einer optischen
Teilerschaltung in mehrere Frequenzen oder Wellenlängen geteilt
werden, die jeder Wellenlänge der optischen Sender an einem
oder mehreren Punkten im optischen Übertragungsweg entsprechen,
daß die optischen Signale bei jeder Frequenz oder Wellenlänge
optisch verstärkt werden und dort eine optimale Dispersions-
Vorentzerrung vorgenommen wird, daß die Signale an einer
zweiten optischen Multiplexschaltung wieder gemultiplext und
zum optischen Übertragungsweg gesendet werden und durch eine
optische Nachrichtenübertragungsschaltung gesendet werden, daß
die Signale wieder in mehrere optische Signale geteilt werden,
die jeweils einer optischen Wellenlänge am empfangenden Ende
entsprechen, und daß die optischen Signale bei jeder
entsprechenden Wellenlänge von einem optischen Empfänger
empfangen werden.
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Die beschriebenen Anordnungen beinhalten nicht nur das
Verstärken der Amplitude eines optischen Signals durch einen
optischen Verstärker sondern auch das Vorentzerren der
optischen Signale durch direktes Phasen-Modulieren eines
optischen Signals gegen eine Verschlechterung der Wellenform
des optischen Signals, die durch Wellenlängen-Dispersion in
einem optischen Übertragungsweg hervorgerufen wird. Daher ist
es weniger wahrscheinlich, daß 3R-Wiederholungseinrichtungen
erforderlich sind, die eine optoelektronische Wandlung
benötigen, wodurch die Konfiguration der
Wiederholungseinrichtung kompliziert wird.
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Wenn weiterhin N Wellen frequenz- oder
wellenlängengemultiplext werden, ist es ausreichend, daß am sendenden Ende
mehrere optische Sendequellen vorhanden sind, die jeweils eine
andere Wellenlänge aufweisen, wobei der Absolutwert der
Wellenlänge oder der Frequenz mit einem hohen Genauigkeitsgrad
gewählt ist und eine sehr genaue Frequenz- oder
Wellenlängensteuerung ausgeführt wird. Diese optischen Quellen
werden nicht notwendigerweise an jeder Wiederholungseinrichtung
verwendet. Das heißt, daß das System wegen der Dispersions-
Vorentzerrung an den optischen Wiederholungseinrichtungen und
der optischen Signalverstärkung, die mit den optischen
Verstärkern möglich ist, eine Nachrichtenübertragung über lange
Strecken unter Verwendung einer mehrstufigen Wiederholung
ausführen kann, ohne daß ein optisches Signal in ein
elektrisches Signal umgewandelt wird. Daher kann die
Wellenlängen- oder Frequenzsteuerung, die eine Komplexität und
eine hohe Genauigkeit erfordert, am sendenden Ende ausgeführt
werden. Wenn infolge der Verschlechterung einer sendenden
optischen Quelle eine Abweichung der gesendeten Wellenlänge
oder Frequenz von der normalen auftritt, ist es ausreichend,
nur am sendenden Ende eine fehlerhafte Lichtquelle durch eine
neue auszutauschen. Weiterhin sind bei einem herkömmlichen
optischen Nachrichtenübertragungssystem, das bei jeder
optischen Wiederholungseinrichtung eine regenerierende
Wiederholung ausführt, mehrere übertragende oder sendende
Lichtquellen für jede Frequenz oder Wellenlänge und optische
Wiederholungsseinrichtungen erforderlich. Daher können beim
Behandeln jedes durch Lichtquellen am Sender hervorgerufenen
Problems erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Es ist bei dem
zu beschreibenden optischen Nachrichtenübertragungssystem
jedoch ausreichend, daß es nur am übertragenden oder sendenden
Ende mit Lichtquellen versehen ist, so daß es selbst dann
einfach ist, Reserve- oder Austausch-Lichtquellen
bereitzustellen, wenn das System einige Zehn oder Hunderte
Übertragungslichtquellen benötigen sollte. Ein leichter Zugang
zu den Übertragungslichtquellen ist besonders kurzfristig
wertvoll, um die Lichtquellen zu reparieren. Es ist weiterhin
bei den zu beschreibenden Ausführungsformen verhältnismäßig
einfach, einem durch ein Versehen auftretenden Fehler
entgegenzutreten, der auftreten könnte, wenn Übertragungslichtquellen
unterschiedlicher Wellenlängen verwendet werden.
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Nun wird mit Bezug auf die anliegende Zeichnung, zuerst als
Beispiel mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3, die Erfindung
beschrieben, die in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, deren
Begriffe ihren Schutzumfang bestimmen, und sie wird zweitens
mit Bezug auf die Anordnungen aus den Fig. 4 bis 14
beschrieben, die nicht innerhalb des Schutzumfangs der
Ansprüche liegen, die jedoch beim Verständnis der Erfindung
hilfreich sind.
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Es zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer grundlegenden
optischen Wiederholungsschaltung,
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die Fig. 2a bis 2d Wellenformen zum Erklären der
Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten optischen
Wiederholungsschaltung,
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die Fig. 3a bis 3d weitere Wellenformen zum Erklären der
Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten optischen
Wiederholungsschaltung,
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Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform,
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Fig. 5 ein detailliertes Blockdiagramm, in dem ein Teil der
in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform detailliert dargestellt
ist,
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Fig. 6 ein zweites detailliertes Blockdiagramm, in dem ein
weiterer Teil der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform
detailliert dargestellt ist,
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Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht, in der
ein bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform verwendeter
Teil detailliert dargestellt ist,
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Fig. 8 ein weiteres detailliertes Blockdiagramm, in dem ein
weiterer Teil der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform
detailliert dargestellt ist,
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Fig. 9 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform,
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Fig. 10 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform,
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Fig. 11 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform,
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Fig. 12 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform,
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Fig. 13 ein detailliertes Blockdiagramm, in dem ein Teil
der Konfiguration der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform
dargestellt ist, und
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Fig. 14 ein weiteres detailliertes Blockdiagramm, in dem
ein weiterer Teil der Konfiguration der in Fig. 12
dargestellten Ausführungsform dargestellt ist.
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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird das durch ein optisches
Übertragungsmedium 101a laufende Signallicht, dessen optischer
Leistungspegel in einem optischen Verstärker 102 verstärkt
wird, als ein optisches Signal a in einen optischen
Phasenmodulator 103 eingegeben. Falls das optische Signal a ein
RZ-Intensitäts-moduliertes Signal mit Rückkehr auf Null ist,
wird die Wellenform des optischen Signals a infolge der
Dispersions-Vorentzerrung am sendenden Ende in etwa gleich der
Wellenform des in Fig. 2a dargestellten optischen Sendesignals.
Das dem optischen Phasenmodulator 103 zugeführte Signallicht
wird durch das von der Phasenmodulator-Treiberschaltung 104
ausgegebene Signal b phasen-moduliert. Wie in Fig. 2b
dargestellt ist, ist das von der Phasenmodulator-
Treiberschaltung 104 ausgegebene Signal b ein Sinuswellensignal
mit der Grundfrequenz der Einhüllenden des optischen Signals a.
Wie in den Fig. 2b und 2a dargestellt ist, ist dann, wenn
die Intensität des optischen Signals a maximal ist, auch die
dem optischen Phasenmodulator 103 zugeführte Treiberspannung
maximal. Hierbei versieht der Phasenmodulator 103 das optische
Signal a mit einer negativen Phasenänderung, wenn sich die
Treiberspannung des Signals b erhöht, und er versieht das
optische Signal a mit einer positiven Phasenänderung, wenn sich
die Treiberspannung des Signals b verringert. Daher empfängt
das durch den optischen Phasenmodulator 103 laufende optische
Signal die maximale Phasenänderung in negativer Richtung, wenn
die Intensität des optischen Signals a maximal ist, und die
maximale Phasenänderung in positiver Richtung, wenn die
Intensität des optischen Signals a minimal ist, wie in Fig. 2c
dargestellt ist. Infolge dessen weicht die Trägerfrequenz des
vom optischen Phasenmodulator 103 ausgegebenen optischen
Signals d an der Spritze oder am Anstieg jedes Impulses des
optischen Signals d weniger von der Träger-Mittenfrequenz ab,
und sie weicht am Ende oder Abfall jedes Impulses des optischen
Signals d stärker von der Träger-Mittenfrequenz ab, wie in
Fig. 2d typisch dargestellt ist.
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Falls das optische Signal a als nächstes ein NRZ-
Intensitäts-moduliertes Signal (intensitätsmoduliertes Signal
ohne Rückkehr auf Null) ist, wird die Wellenform des optischen
Signals a infolge der Dispersions-Vorentzerrung am sendenden
Ende ähnlich wie oben in etwa gleich der Wellenform des
optischen Sendesignals, wie in Fig. 3a dargestellt ist. Das dem
optischen Phasenmodulator 103 zugeführte optische Signal wird
durch das von der Phasenmodulator-Treiberschaltung 104
ausgegebene Treibersignal b phasenmoduliert. Wie in Fig. 3b
dargestellt ist, ist das von der Phasenmodulator-
Treiberschaltung 104 ausgegebene Signal b ein NRZ-Signal mit
der gleichen Wellenform wie das optische Signal a. Hierbei
versieht der optische Phasenmodulator 103 das optische Signal a
mit einer negativen Phasenänderung, wenn sich die
Treiberspannung des Signals b erhöht, und er versieht das
optische Signal a mit einer positiven Phasenänderung, wenn sich
die Treiberspannung des Signals b verringert. Daher wird die
Phasenänderung des durch den optischen Phasenmodulator 103
laufenden Signallichts so, wie in Fig. 3c dargestellt ist.
Daher weicht die Trägerfrequenz des vom optischen
Phasenmodulator 103 ausgegebenen optischen Signals d am Anstieg
des optischen Signals a weniger von der Träger-Mittenfrequenz
ab, und sie weicht am Abfall des optischen Signals a stärker
von der Träger-Mittenfrequenz ab, wie in Fig. 2d typisch
dargestellt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten optischen
Wiederholungsschaltung wird der Modulator 103 mit einer
Frequenzabweichung von 3,2 GHz versehen, um sowohl das optische
NR- als auch das optische NRZ-Signal, deren
intensitätsmodulierte Signalgeschwindigkeit 10 Gb/s ist, durch das
Dispersionsmedium zu senden, dessen Gesamtdispersionswert
bezogen auf die Länge 1000 ps/nm ist.
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Die Tatsache, daß optische Signale, deren Wellenformen
weniger verzerrt sind, nach dem Übertragen durch diese
Wellenlängendispersions-Vorentzerrung erhalten werden können,
ist in der Veröffentlichung von N. Henmi und anderen
detailliert ausgeführt, die in "Technical Digest PD8" (nach der
Frist eingereichte Veröffentlichung #8) der International
Conference on Optical Fiber Communication, 1990, veröffentlicht
ist.
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Zuerst wird die erste Ausführungsform erklärt.
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In Fig. 4 wird das RZ-modulierte optische Signal, dessen
Wellenlänge 1,57 um beträgt und dessen intensitäts-modulierte
Signalgeschwindigkeit 10 Gb/s beträgt, durch die Lichtleitfaser
301a übertragen, die eine bei 1,55 u dispersionsfreie
Lichtleitfaser ist. Daraufhin wird das RZ-modulierte Signal dem
optischen Verstärker 302 bei einem optischen Leistungspegel von
-18 dBm zugeführt, wobei fast die gleiche Impulswellenform
erhalten bleibt, die in Fig. 2a dargestellt ist. Das RZ-
modulierte Signal für die Lichtleitfaser 301a wird an einem in
Fig. 4 nicht dargestellten sendenden Ende
dispersionsvorentzerrt. Das RZ-modulierte Signal wird durch den optischen
Verstärker 302 auf den optischen Leistungspegel 10 dBm optisch
verstärkt.
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Der größte Teil des Ausgangssignals des optischen
Verstärkers 302 wird dem optischen Phasenmodulator 303 über die
Lichtleitfasern 301b und 301c zugeführt, und ein Teil des
Ausgangssignals (etwa 1/100) wird in einer optischen
Verzweigungsvorrichtung 304 abgezweigt und durch eine
Empfangsschaltung 305 mit einer Photodiode in ein elektrisches
Signal umgewandelt. Die Taktentnahmeschaltung (oder
Taktwiedergewinnungsschaltung) 306 entnimmt dem von der
Empfangsschaltung 305 ausgegebenen elektrischen Signal mit
10 Gb/s ein 10-GHz-Taktsignal und gibt ein 10-Gbs-Taktsignal
aus, dessen Phase mit der Phase des empfangenen optischen
Signals übereinstimmt. Die Taktentnahmeschaltung 306 weist
einen Resonator zum Entnehmen einer 10-MHz-Frequenzkomponente
aus dem Ausgangssignal der Empfangsschaltung 305 auf. Der
Resonator ist in US-A-4 737 970 dargestellt. Das 10-MHz-
Taktsignal vom Resonator ist ein Sinuswellensignal, und es ist
das Ausgangssignal der Taktentnahmeschaltung 306. Nun verstärkt
die Phasenmodulator-Treiberschaltung 307 das Taktsignal von der
Taktentnahmeschaltung 306 auf eine vorgegebene Spannung, stellt
die Phase des Signals entsprechend dem Signal von der
Phasenerfassungsschaltung 308 auf eine vorgegebene Phase ein
und gibt ein Treibersignal an den optischen Phasenmodulator 303
aus. Hier ist ein Phasenmodulator mit einer
Halbwellenlängenspannung von etwa 10 V vorhanden, wobei eine
Phasenverschiebung von Spitze zu Spitze von etwa π/5 [rad]
gegeben ist, und es ist ein Sinuswellen-Treibersignal
vorhanden, dessen Spitze-zu-Spitze-Wert etwa 2,0 V beträgt, wie
in Fig. 2b dargestellt ist. Das in den optischen
Phasenmodulator 303 eingegebene optische Signal wird durch das
Treibersignal einer Phasenverschiebung von etwa π/5 [rad] von
Spitze zu Spitze unterzogen, wie in Fig. 2c dargestellt ist.
Dadurch wird die Trägerfrequenz des 10-Gb/s-Signals moduliert,
wie in Fig. 2d schematisch dargestellt ist, und sie wird so
verschoben, daß sie am Anstieg des optischen Impulses niedriger
ist als die Träger-Mittenfrequenz und daß sie am Abfall des
optischen Impulses höher ist als die Träger-Mittenfrequenz.
Hierbei wird das optische Signal entsprechend einer
Wellenlängendispersion von 1000 ps/nm phasenmoduliert, wobei
eine Vorentzerrungsübertragung über etwa 300 km verwendet wird,
wobei der durchschnittliche Wellenlängendispersionswert bei
einer Wellenlänge von 1,57 um etwa 3 ps/nm·km beträgt.
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Als nächstes werden die Treiberschaltung 307 des optischen
Phasenmodulators, die Phasenerfassungsschaltung 308, der
optische Phasenmodulator 303 und der optische Verstärker 302
kurz erklärt.
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Weiterhin ähnelt die Konfiguration der Treiberschaltung des
optischen Phasenmodulators, der Phasenerfassungsschaltung, des
optischen Phasenmodulators und des optischen Verstärkers bei
den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen denen der oben
beschriebenen Ausführungsformen.
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Zuerst soll die Phasenerfassungsschaltung erklärt werden.
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Zwei Eingangssignale für die in Fig. 5 dargestellte
Phasenerfassungsschaltung 308, wie die Ausgabe der
Empfangsschaltung 305 und die Ausgabe der Treiberschaltung 307
des optischen Phasenmodulators, werden in den Multiplizierer 10
eingegeben. Die Ausgabe des Multiplizierers 10 wird durch das
Tiefpaßfilter 11 zur Ausgabe der Phasenerfassungsschaltung 308.
Hierbei ändert sich der Ausgangsspannungspegel proportional zur
Phasendifferenz der Ausgabe der Empfangsschaltung 305 und der
Ausgabe der Treiberschaltung 307 des optischen
Phasenmodulators.
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Als nächstes wird die Treiberschaltung des optischen
Phasenmodulators erklärt.
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Die Ausgabe der Phasenerfassungsschaltung 308 wird dem
Verzögerungsgrößen-Steueranschluß in der in Fig. 6
dargestellten spannungsgesteuerten veränderlichen
Verzögerungsschaltung 20 zugeführt, und sie steuert den
Verzögerungsbetrag des Ausgangssignals von der Taktentnahmeschaltung
306. Daher wird der Verzögerungswert des Signals von der
Taktentnahmeschaltung 306 entsprechend der Ausgabe der
Phasenerfassungsschaltung 308 geändert. Die Ausgabe der
veränderlichen Verzögerungsschaltung 20 wird an der
Spannungsverstärkungsschaltung 21 auf 2,0 V von Spitzenwert zu
Spitzenwert verstärkt und dann ausgegeben.
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Als nächstes wird der optische Phasenmodulator erklärt.
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Das Ausgangssignal der Treiberschaltung 307 des optischen
Phasenmodulators wird einem Eingangsanschluß 30 der
Treiberschaltung in dem in Fig. 7 dargestellten optischen
Phasenmodulator 303 zugeführt, und die vom Signal abhängige
Spannung wird zwischen die Elektroden 31 gelegt. Der
Brechungsindex des auf einem LiNbO&sub3;-Substrat 32 gebildeten
Lichtwellenleiters 33 ändert sich durch den elektrooptischen
Effekt, der durch die zwischen den Elektroden 31 anliegende
Spannung hervorgerufen wird. Dadurch wird die Phase des sich im
Lichtwellenleiter 33 ausbreitenden optischen Signals moduliert.
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Als nächstes wird der optische Verstärker erklärt. Wie in
Fig. 8 dargestellt ist, wird ein Teil des eingegebenen
optischen Signals mit der Wellenlänge 1,57 um vom optischen
Koppler (CPL) 40 als Überwachungssignal der Photodiode 41
zugeführt und überwacht. Der größte Teil des Eingangssignals
wird dem optischen Wellenlängensynthesizer (WDM) 42 zugeführt,
mit dem 1,48-um-Anregungssignal synthetisiert und der
erbiumdotierten Lichtleitfaser (EDF) 44 durch den optischen Isolator
(ISO) 43 zugeführt. Das Signallicht mit der Wellenlänge 1,57 um
wird in der EDF 44 optisch verstärkt und dem optischen Koppler
(CPL) 47 über den optischen Isolator (ISO) 45 und das
Bandpaßfilter (BPF) 46 zugeführt, wobei ein Teil davon
überwacht wird. Auf diese Weise werden praktisch alle optischen
Signale ausgegeben.
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Das oben erwähnte Bandpaßfilter (BPF) 46 ist so
eingerichtet, daß es optische Komponenten mit Ausnahme des
Signallichts von 1,57 um filtert. Weiterhin ist der optische
Isolator (ISO) 45 so eingerichtet, daß er die rückreflektierte
Welle am Eingangspunkt des BPF 46 unterbindet.
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Bei der ersten Ausführungsform beträgt der optische
Leistungspegel des zur Lichtleitfaser 301d gesendeten Signals
infolge des Einfügungsverlusts des optischen Phasenmodulators
303 etwa 5 dBm. Weil der Übertragungsverlust der 300 km langen
Lichtleitfaser etwa 70 bis 80 dBm beträgt, sollten 3 bis 4
optische Verstärker zwischen die zwei optischen
Wiederholungseinrichtungen (jede optische
Wiederholungseinrichtung ist in Fig. 4 dargestellt), die sich in einem
Abstand von 300 km befinden, geschaltet sein. Die Wellenform
des optischen Signals für die optische Wiederholungseinrichtung
im nächsten Schritt gleicht in etwa der in Fig. 2a
dargestellten optischen Signalwellenform, und das optische
Signal kann wiederum wie beim oben erwähnten Verfahren und bei
der oben erwähnten Konfiguration wiederholt werden.
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Als nächstes wird die zweite Ausführungsform erklärt.
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In Fig. 9 wird das RZ-modulierte optische Signal mit der
Wellenlänge von 1,57 um und der intensitäts-modulierten
Signalgeschwindigkeit von 10 Gb/s in der Lichtleitfaser 401a,
die eine bei 1,55 um dispersionsfreie Lichtleitfaser ist,
übertragen. Daraufhin wird das optische RZ-Signal im optischen
Verstärker 402 optisch verstärkt, und das ausgegebene Licht
wird im optischen Phasenmodulator 403 phasen-moduliert, um
ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform in Fig. 4 eine
Dispersions-Vorentzerrung auszuführen. Das Verfahren zum
Erzeugen des Treibersignals zum Anlegen an den optischen
Phasenmodulator 403 ist jedoch verschieden.
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Bei dieser Ausführungsform erzeugt der Sinussignalgenerator
409 zuerst das 10-GHz-Sinuswellensignal, und die zweite
Phasenerfassungsschaltung 410 erfaßt die Phasendifferenz
zwischen der Sinuswelle und dem von der Taktentnahmeschaltung
406 entnommenen Taktsignal der Grundfrequenz des optischen
Signals. Der Sinussignalgenerator 409 stellt die Frequenz des
Sinuswellensignals entsprechend der Ausgabe der zweiten
Phasenerfassungsschaltung 410 so ein, daß die Frequenz in etwa
der Grundfrequenz des optischen Signals gleicht. Das
Sinuswellensignal vom Generator 409 wird an die
Phasenmodulator-Treiberschaltung 407 ausgegeben.
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Die Phase eines Treibersignals, das eine Ausgabe des
Phasenmodulators 407 ist, wird weiter unten erklärt. Die
Empfangsschaltung 405 nimmt die elektrooptische Wandlung des an
den optischen Phasenmodulator 403 abgezweigten Teils des
optischen Signals vor. Die Phasenerfassungsschaltung 408 erfaßt
die Phasendifferenz zwischen der Ausgabe der Empfangsschaltung
405 und dem Ausgangssignal der Phasenmodulations-
Treiberschaltung 407. Durch Rückführen des
Phasendifferenzsignals zur Phasenmodulator-Treiberschaltung 407
als ein Steuersignal wird in der Phasenmodulator-
Treiberschaltung 407 eine Phaseneinstellung für das
Treibersignal ausgeführt, so daß die Phasenbeziehung zwischen
der Einhüllenden des optischen Signals im optischen
Phasenmodulator 403 und dem Treibersignal ähnlich der in den
Fig. 2a und 2b dargestellten Beziehung ist.
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Als nächstes wird die dritte Ausführungsform erklärt.
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In Fig. 10 werden das NRZ-modulierte optische Signal,
dessen Wellenlänge 1,57 um beträgt und dessen
intensitätsmodulierte Signalgeschwindigkeit 10 Gb/s beträgt, über die
Lichtleitfaser 501a, die eine bei 1,55 um dispersionsfreie
Lichtleitfaser ist, dem optischen Verstärker 502 beim optischen
Leistungspegel von -18 dBm zugeführt. Das optische NRZ-Signal
hat durch Dispersions-Vorentzerren an einem sendenden Ende (in
Fig. 10 nicht dargestellt) in etwa die gleiche Impulswellenform
wie die in Fig. 3a dargestellte optische Impulswellenform, und
es wird durch den optischen Verstärker 502 optisch auf den
optischen Leistungspegel von 10 dBm verstärkt.
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Der größte Teil des Ausgangssignals des optischen
Verstärkers 502 wird dem optischen Phasenmodulator 503 durch
das optische Filter 501b, die optische Verzweigungsvorrichtung
504 und die Lichtleitfaser 501c zugeführt, und ein Teil davon
(etwa 1/100) wird in der optischen Verzweigungsvorrichtung 504
abgezweigt und in der Empfangsschaltung 505 in ein elektrisches
Signal umgewandelt. Die Wellenform dieses Empfangssignals wird
durch die Entzerrungsschaltung 506 entzerrt, so daß sie in etwa
der NRZ-Signalwellenform des in den Phasenmodulator 503
eingegebenen optischen Signals gleicht. Die Treiberschaltung
507 des optischen Phasenmodulators wandelt das entzerrte NRZ-
Signal in das NRZ-Signal mit einem vorgegebenen Spitzenwert der
Ausgangsspannung um. Die Phasenerfassungsschaltung 508 erfaßt
die Phasendifferenz zwischen der Phase des Eingangssignals, die
in der Empfangsschaltung 505 überwacht wird, und der Phase des
Ausgangssignals der Treiberschaltung 507 des optischen.
Phasenmodulators. Durch Rückführen des Ergebnisses zur
Treiberschaltung 507 des optischen Phasenmodulators wird die
Phasendifferenz so gesteuert, daß sie in etwa Null beträgt. Die
Ausgangsspannung der Treiberschaltung 507 des optischen
Phasenmodulators wird an den optischen Phasenmodulator 503
angelegt. Hier wird ein Phasenmodulator verwendet, dessen
Halbwellenlängenspannung etwa 5 V beträgt, wenn eine
Phasenverschiebung von Spitze zu Spitze von etwa 2π/5 [rad]
gegeben ist, wobei der Wert des NRZ-Signals von Spitze zu
Spitze etwa 2,0 V beträgt, wie in Fig. 3b dargestellt ist. Das
dem optischen Phasenmodulator 503 zugeführte optische Signal
wird durch das Treibersignal einer Phasenverschiebung von etwa
2π/5 [rad] von Spitze zu Spitze unterzogen, wie in Fig. 3c
dargestellt ist. Wie in Fig. 3d typisch dargestellt ist, wird
dadurch die Trägerfrequenz des 10-Gb/s-Signals moduliert, und
sie wird so verschoben, daß sie am Anstieg des optischen
Impulses niedriger ist als die Träger-Mittenfrequenz und daß
sie am Abfall des optischen Impulses höher ist als die Träger-
Mittenfrequenz. Hierbei wird das optische Signal entsprechend
der Wellenlängendispersion von 1000 ps/nm phasenmoduliert,
wobei eine Vorentzerrungs-Übertragung über etwa 300 km unter
der Bedingung ausgeführt wird, daß der durchschnittliche
Wellenlängendispersionswert bei der Wellenlänge von 1,57 um
etwa 3 ps/nm·km beträgt.
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Weiterhin beträgt der Pegel der zur Lichtleitfaser 501d
übertragenen optischen Leistung infolge des Einfügungsverlusts
des optischen Phasenmodulators 503 etwa 5 dBm. Weil der
Übertragungsverlust der 300 km langen Lichtleitfaser weiterhin
etwa 70 bis 80 dB beträgt, sollten 3 bis 4 optische Verstärker
zwischen die zwei optischen Wiederholungseinrichtungen (jede
optische Wiederholungseinrichtung ist in Fig. 10 dargestellt),
die sich in einem Abstand von 300 km befinden, geschaltet sein.
Die Wellenform des im nächsten Schritt in die optische
Wiederholungseinrichtung eingegebenen Signals gleicht in etwa
der in Fig. 3a dargestellten optischen Signalwellenform, und
das optische Signal kann wiederum wie beim oben erwähnten
Verfahren und bei der oben erwähnten Konfiguration wiederholt
werden.
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Als nächstes wird die vierte Ausführungsform erklärt.
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In Fig. 11 wird das NRZ-modulierte optische Signal mit der
Wellenlänge von 1,57 um und der intensitäts-modulierten
Signalgeschwindigkeit von 10 Gb/s in der Lichtleitfaser 601a,
die eine bei 1,55 um dispersionsfreie Lichtleitfaser ist,
übertragen. Daraufhin wird das optische NRZ-Signal im optischen
Verstärker 602 optisch verstärkt, und das ausgegebene Licht
wird im optischen Phasenmodulator 603 phasenmoduliert, um
ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform eine Dispersions-
Vorentzerrung auszuführen. Das Verfahren zum Erzeugen des
Treibersignals zum Anlegen an den optischen Phasenmodulator 603
ist jedoch verschieden.
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Bei dieser Ausführungsform wird das Ausgangssignal der
Empfangsschaltung 605 in der
Diskriminationsentscheidungsschaltung 607 ansprechend auf das
in der Taktentnahmeschaltung 606 entnommene Taktsignal
diskriminiert, und es wird dann in der Entzerrungsschaltung 608
eine Entzerrung der Wellenform ausgeführt. Das von der
Entzerrungsschaltung 608 ausgegebene Signal wird durch die
Treiberschaltung 609 des optischen Phasenmodulators in ein
Treibersignal umgewandelt. Der Signalpegel des Treibersignals
und die Phasensteuerung des Treibersignals unter Verwendung der
Ausgabe der Phasenerfassungsschaltung 610 ähneln denjenigen bei
der dritten Ausführungsform.
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Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform erklärt.
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In Fig. 12 werden die optischen Übertragungssignale von der
Wellenlänge λ1 bis zur Wellenlänge λ4 jeweils von den optischen
Sendern 701 bis 704 gesendet, und sie werden dann in der
optischen Multiplexschaltung 705 wellenform-gemultiplext und
auf den optischen Übertragungsweg 706 gesendet, der aus der
Lichtleitfaser besteht, deren dispersionsfreie Wellenlänge 1,55
um ist. Hierbei sind die Wellenlängen λ1 = 1,555 um, λ2 = 1,560
um, λ3 = 1,565 um bzw. λ4 = 1,570 um, und die Ausgaben der zum
optischen Übertragungsweg 706 gesendeten Signale sind alle
+3 dBm.
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Die Konfigurationen der optischen Sender 701 bis 704 werden
unter Verwendung von Fig. 13 mit Bezug auf den optischen Sender
704 als Beispiel erklärt. Die optischen Sender 701 bis 703
unterscheiden sich nur in der Wellenlänge der sendenden
Lichtquelle und der an der Dispersionsentzerrungsschaltung
gegebenen Dispersionsentzerrungsgröße, und sie ähneln ansonsten
sehr dem optischen Sender 704.
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In Fig. 13 emittiert ein Halbleiterlaser 801 mit verteilter
Rückkopplung als eine sendende Lichtquelle ein Dauerstrichlicht
mit der Wellenlänge λ4. Es wird entsprechend dem Datensignal im
externen optischen Modulator 805 intensitäts-moduliert, wobei
der externe optische Modulator 805 entsprechend einem RZ-
modulierten Datensignal (einem modulierten Datensignal mit
Rückkehr auf Null) mit 10 Gb/s, das dem Eingangsanschluß 802
für modulierte Signale zugeführt wird, und dem Taktsignal mit
10 Gb/s, das dem Takteingangsanschluß 803 zugeführt wird, durch
die Treiberschaltung 804 des externen optischen Modulators
angesteuert wird. Daraufhin wird ein sogenannter Vor-Chirp
ausgeführt, um gegenüber einer Wellenlängendispersion in der
Dispersions-Vorentzerrungsschaltung 806 vorzuentzerren. Das
optische Signal, an dem eine Dispersions-Vorentzerrung
ausgeführt wurde, wird im optischen Verstärker 807 optisch auf
+6 dBm verstärkt und zur optischen Multiplexschaltung 705 in
Fig. 12 gesendet. Weil der Einfügungsverlust der optischen
Multiplexschaltung 705 hierbei etwa 4 dB beträgt, beträgt der
optische Sendeleistungspegel jeder Wellenlänge des optischen
Übertragungswegs 706 +2 dBm.
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Die Dispersions-Vorentzerrungsschaltung 806 ähnelt
vorzugsweise denjenigen aus der ersten und der zweiten
Ausführungsform.
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Nachdem die auf den optischen Übertragungsweg 706
gesendeten optischen Signale von λ1 bis λ4 nun in den optischen
Verstärkern 707 und 708, die alle 80 km eingerichtet sind,
optisch verstärkt wurden, werden sie bis zu 240 km gesendet und
der Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung 710
zugeführt, die eine Dispersions-Vorentzerrung und eine optische
Verstärkung ausführt. Hierbei beträgt der Übertragungsverlust
der Lichtleitfaser, die einen Übertragungsweg bildet, bei jeder
Wellenlänge etwa 0,25 dB/km, betragen die Eingangspegel der bei
jeder Wellenlänge in die optischen Verstärker 707 und 708
eingegebenen optischen Signale alle -18 dBm, beträgt die
Verstärkung im optischen Verstärker für das optische Signal bei
jeder Wellenlänge 20 dB und beträgt der Ausgangspegel der
optischen Signale bei jeder Wellenlänge +2 dBm. Daher betragen
die Eingangspegel der bei jeder Wellenlänge in die optische
Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung 710
eingegebenen optischen Signale -18 dBm. Bei dieser optischen
Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung wird an den
optischen Signalen bei jeder Wellenlänge eine Dispersions-
Vorentzerrung ausgeführt, werden die optischen Signale bei
jeder Wellenlänge optisch auf +2 dBm verstärkt und werden sie
wieder auf den optischen Übertragungsweg 706 gesendet. Die
Konfiguration und die Funktionen dieser Dispersions-
Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung werden unter Verwendung
von Fig. 14 erklärt.
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Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration der
Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung 710
dargestellt ist. Die optischen Signale bei jeder über den
optischen Übertragungsweg 706 übertragenen Wellenlänge werden
dem optischen Verstärker 901 bei jedem optischen
Signalleistungspegel jeweils bei -18 dBm zugeführt. Der optische
Verstärker 901 gibt bei jeder Wellenlänge nach dem Erhalten
einer Verstärkung von 10 dB ein optisches Signal mit einem
optischen Leistungspegel bei -8 dBm aus. Die in der Wellenlänge
multiplizierten optischen Signale werden in der Welleanlängen-
Teilerschaltung 902 in Komponenten eingeteilt. Die Signale der
Wellenlängen λ1 bis λ4 werden jeweils an die ersten bis vierten
Dispersions-Vorentzerrungsschaltungen 903 bis 906 ausgegeben.
Die Konfigurationen dieser Dispersions-
Vorentzerrungsschaltungen sowie der optischen Sender ähneln
vorzugsweise denen bei der ersten und der zweiten
Ausführungsform. Die optischen Signale bei jeder Wellenlänge,
die einer Dispersions-Vorentzerrung unterzogen wurden, werden
durch die Sendevorrichtungen 701 bis 704 für jede Wellenlänge
dispersionsvorentzerrt, um sie wie zuvor für jede Wellenlänge
über eine Länge von 240 km zu senden. Zum angenäherten
Reproduzieren der Ausgangswellenformen der optischen Sender 701
bis 704 (in Fig. 12) werden die geteilten Signale jeweils zu
den Dispersions-Vorentzerrungsschaltungen 903 bis 906 gesendet.
Diese optischen Eingangssignale werden bei jeder Wellenlänge
einer Dispersions-Vorentzerrung unterzogen, wobei dies ebenso
wie bei den Dispersions-Vorentzerrungsschaltungen in dsn
optischen Sendern 701 bis 704 erfolgt. Nach dieser Dispersions-
Vorentzerrung wird in den ersten bis vierten optischen
Verstärkern 907 bis 910, die hinter den optischen
Phasenmodulator geschaltet sind, eine optische Verstärkung
ausgeführt, um den Einfügungsverlust der Dispersions-
Vorentzerrungsschaltung und der optischen Multiplexschaltung
nachträglich zu kompensieren, und es tritt wiederum eine
Verstärkung von 22 dB auf. Die optischen Signale bei jeder
Wellenform, die einer Dispersions-Vorentzerrung und einer
optischen Verstärkung unterzogen wurden, werden in der
optischen Wellenlängen-Multiplexschaltung 911 in der
Wellenlänge gemultiplext und dann wieder zum optischen
Übertragungsweg 706 gesendet. Hierbei beträgt der Verlust in
der Wellenlängen-Demultiplexschaltung 902 4 dB, betragen die
Verluste in den Dispersions-Vorentzerrungsschaltungen 903 bis
906 jeweils 4 dB, beträgt der Verlust in der optischen
Multiplexschaltung 911 auch 4 dB und beträgt der Ausgangspegel
der optischen Multiplexschaltung 911 für den optischen
Übertragungsweg 706 +2 dBm.
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Bei der optischen Übertragung von der optischen
Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung 71() zur vor
den optischen Empfängern 714 bis 717 für jede Wellenlänge
angeordneten Wellenlängen-Teilerschaltung 713 werden die
Übertragungsbedingungen, wie der optische Sendeleistungspegel
für den optischen Übertragungsweg 706, die Übertragungslänge,
die Eigenschaften der Lichtleitfaser, die den optischen
Übertragungsweg bildet, die Verstärkung der zwei im
Übertragungsweg angeordneten optischen Verstärker und der
optische Empfangsleistungspegel in etwa auf die gleichen
Bedingungen gelegt wie diejenigen, die zwischen dem
Ausgangsanschluß der optischen Wellenlängen-Multiplexschaltung
705 hinter den optischen Sendern 701 bis 704 und der optischen
Dispersions-Vorentzerrungs-Wiederholungseinrichtung 710
auftreten, so daß in etwa die gleichen
Übertragungseigenschaften wie zwischen den optischen Sendern
701 bis 704 und der optischen Dispersions-Vorentzerrungs-
Wiederholungseinrichtung 710 auftreten. Der optische
Signalpegel jeder in die Wellenlängen-Teilerschaltung 713 vor
den optischen Empfängern 714 bis 717 für jede Wellenlänge
eingegebenen Wellenlänge ist -18 dBm, der optische Signalpegel
an den optischen Empfängern ist -22 dBm (der Einfügungsverlust
der Wellenlängen-Teilerschaltung 713 ist also 4 dB), und auch
die empfangenen Wellenformen sind angenäherte Reproduktionen
der gesendeten Wellenformen, weshalb optische Signale jeder
Wellenlänge in den optischen Empfängern 714 bis 717 empfangen
werden. Weiterhin beträgt die minimale Empfangsempfindlichkeit
der optischen Empfänger etwa -27 dBm, wobei ein Spielraum von
etwa 5 dB gegeben ist.
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Bei der fünften Ausführungsform ist die Anzahl der
verschiedenen Wellenlängen auf vier gelegt, die Anzahl ist
jedoch nicht darauf beschränkt. Weiterhin ist es klar, daß eine
mehrstufige Verbindung möglich ist, wenngleich die Anzahl der
Stufen der optischen Dispersions-Vorentzerrungs-
Wiederholungseinrichtung, die Dispersions-Vorentzerrung
ausführt, auf eins gelegt ist. Es ist möglich, für die NRZ-
modulierten Signale eine ähnliche optische Dispersions-
Vorentzerrungs-Nachrichtenübertragung auszuführen. In diesem
Fall ist die Schaltung für die Dispersions-Vorentzerrung
derjenigen bei der dritten und der vierten Ausführungsform
vorzuziehen. Weiterhin beträgt der Abstand von dem optischen
Verstärker, der dem Empfangsende am nächsten liegt, zum
Empfangsende etwa 80 km. Die minimale Empfangsempfindlichkeit
kann jedoch unter Verwendung eines optischen Verstärkers als
ein optischer Vorverstärker im optischen Empfänger um über 10
dB erhöht werden. Es ist daher möglich, diesen Abstand auf 120
km zu vergrößern. In diesem Fall ist der Dispersionswert der
Dispersions-Vorentzerrung in der optischen
Wiederholungseinrichtung jedoch nicht für 240 km sondern für
280 km gegeben. Wenngleich gesagt wird, daß die Wellenlänge der
Lichtquelle im 1,55-um-Band liegt, ist sie nicht auf diesen
Wert beschränkt. Es ist beispielsweise auch möglich, daß sie im
1,3-um-Band liegt. Weiterhin ist das Wellenlängenband bei der
speziellen Ausführungsform länger als die dispersionsfreie
Wellenlänge, dies ist jedoch ebenfalls nicht einschränkend.
Überdies kann die Chirp-Richtung (der Code der Phasenänderung)
zwischen der Seite längerer Wellenlängen und der Seite kürzerer
Wellenlängen der dispersionsfreien Wellenlänge umgekehrt
werden.
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Andere Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen
Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen als die hier
beispielhaft beschriebenen speziellen Ausführungsformen können
als innerhalb des Schutzumfangs der anliegenden Ansprüche
liegend angesehen werden.