DE69519508T2

DE69519508T2 - Faseroptische Heterodynübertragungsverbindung mit niedrigem Vorspannungsstrom

Info

Publication number: DE69519508T2
Application number: DE69519508T
Authority: DE
Inventors: Lawrence J. Lembo
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: US5526158A; EP0718989A2; EP0718989B1; EP0718989A3; JPH08237200A; JP3072259B2; DE69519508D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft allgemein die Übertragung von Signalen, die von einem modulierten Lichtstrahl getragen werden, und insbesondere Techniken zum Verbessern der Leistungseigenschaften optischer Signalübertragungssysteme. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, die Nutzen aus der Verwendung eines Trägers im optischen Frequenzbereich für die Übertragung von Datensignalen unterschiedlicher Arten ziehen. Optische Kommunikationssignale werden nicht Gegenstand von elektromagnetischen Störungen und stellen eine sehr große Bandbreite bereit. Überdies können optische Signale herkömmlicherweise durch leichtgewichtige Fasern übertragen werden. Faseroptische Übertragungsglieder werden bereits in starkem Maße für die Übertragung von digitalen Daten eingesetzt und wären auch von bedeutendem Wert für eine Übertragung analoger Signale, nur unterliegen die Leistungsfähigkeiten derartiger Systeme für die Übertragung analoger Signale starken Einschränkungen.
Ein bedeutendes Maß für die Leistungsfähigkeit eines Übertragungsglieds ist sein dynamischer Bereich, der als das Verhältnis des größten Signals, das ohne harmonische Verzerrung übertragen werden kann, zu dem kleinsten Signal, das oberhalb eines dem Übertragungsglied eigenen Rauschpegels übertragen und noch erfaßt werden kann, definiert werden kann. Der dynamische Bereich wird üblicherweise als Verhältnis von Signalleistungen, in Dezibel (dB) ausgedrückt. Eine größere Quelle für Signalverzerrungen ist das Verfahren, mittels dessen das zu übertragende analoge Signal als Modulation auf dem optischen Trägersignal codiert wird. Die Intensitätsmodulation eines Lichtstrahls erfolgt typischerweise mittels eines Mach-Zehnder-Modulators. Das modulierte optische Signal wird dann über eine optische Faser übertragen. In einem Empfänger wird das optische Signal demodu liert, üblicherweise mittels eines Photodetektors. Die Übertragungscharakteristik einer Mach-Zehnder-Modulatorvorrichtung ist über den größten Teil ihres Bereichs nichtlinear. Insbesondere ändert sich die Übertragungscharakteristik mit der angelegten Spannung nahezu sinusförmig. Der herkömmliche Ansatz für die Modulation unter Verwendung eines Mach-Zehnder-Modulators war es, die Vorrichtung elektrisch in einen nahezu linearen Bereich der Übertragungscharakteristik-Kurve vorzuspannen. Dieser Vorspannungspunkt wird gewöhnlich als Quadraturvorspannungspunkt (quadrature bias point) bezeichnet. Die Verwendung dieses Vorspannungspunkts hat den Vorteil, daß zweite Harmonische und alle weiteren geradzahligen Harmonischen höherer Ordnung praktisch aus der Ausgabe des Übertragungsglieds entfernt werden. Andere Formen der Verzerrung verbleiben, insbesondere Zweifrequenz-Intermodulationsfrequenzen, die durch das Zusammenwirken zweier modulierender Signale unterschiedlicher Frequenzen verursacht werden, diese sind aber in ihrer Leistung niedriger als es eine Komponente der zweiten Harmonischen wäre, so daß ein größeres Maximalleistungssignal ohne Verzerrung übertragen werden kann, verglichen mit der Maximalleistung, die übertragen werden könnte, wenn eine Verzerrung in der zweiten Harmonischen aufträte.
Der herkömmliche Ansatz zum Erhöhen des dynamischen Bereichs in einem optischen Übertragungsglied bestand darin, einen Weg zu finden, die Maximalleistung zu erhöhen, die ohne Verzerrung übertragen werden kann. Die Verwendung des Quadraturvorspannungspunkts eines Mach-Zehnder-Modulators ist mit diesem Ansatz vereinbar. Es herrscht der weitverbreitete Glaube, daß eine weitere Verbesserung im dynamischen Bereich nur erzielt werden kann, indem ein Lichtintensitätsmodulator entwickelt wird, der über einen großen Betriebsbereich eine lineare Übertragungscharakteristik hat, aber ein derartiger perfekt linear Modulator muß noch entwickelt werden.
Der dynamische Bereich eines optischen Übertragungsglieds kann auch erhöht werden, indem der dem Glied und seinen zugehörigen Bauteilen eigene Rauschpegel reduziert wird. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist es, den Mach-Zehnder-Modulator zu einem anderen Punkt in seiner Übertragungscharakteristik hin vorzuspannen, der als Punkt niedriger Vorspannung (low-bias point) bezeichnet wird. Durch Betreiben bei diesem Vorspannungspunkt wird das wirksame Grundrauschen des Systems verringert, ohne daß die Leistung der Zweifrequenz-Intermodulationskomponenten erhöht wird. Jedoch werden im Ausgang Frequenzzüge der zweiten Harmonischen erzeugt. Die zweiten Harmonischen können leicht herausgefiltert werden, wobei die ursprünglichen Modulationsfrequenzen und die Zwei-Frequenz-Intermodulationskomponenten verbleiben. Das Gesamtergebnis ist ein erhöhter dynamischer Bereich, aber auf Kosten der Bandbreite. Wenn die Modulationssignale eine Oktave überschreiten, gehen einige der Modulationsfrequenzen in dem Filterschritt verloren, der notwendig ist, um die zweiten Harmonischen auszusondern. Daher ist das System auf ein Suboktavenband von Modulationssignalen beschränkt.
Ein anderer Ansatz zum Ausdehnen des dynamischen Bereichs extern modulierter faseroptischer Glieder besteht darin, zwei Mach-Zehnder-Modulatoren in Kaskade anzuordnen und die Vorspannungen beider Vorrichtungen so einzustellen, daß sowohl eine Verzerrung in der zweiten als auch in der dritten Ordnung beseitigt wird. Jegliche Verbesserung erfolgt zum Preis von erhöhten optischen Einspeiseverlusten, einer erhöhten Steuerkomplexität und einer verringerten Bandbreite. Noch ein anderer Ansatz besteht darin, den Polarisationszustand des Lichteingangs in einen Mach-Zehnder-Modulator anzupassen. Dadurch wird die Vorspannungssteuerung verkompliziert, und dies ist keine zufriedenstellende Lösung.
Der Artikel "Experimental Linewidth-Insensitive Coherent Analog Optical Link" by D. Sabido et al., Journal of Lightwave Technology, Band 12, Nr. 11, November 1994, Seiten 1976-1985 offenbart ein linienbreitenunempfindliches kohärentes analoges optisches Übertragungsglied. Der Sender verwendet einen elektrooptischen Amplitudenmodulator und einen Halbleiterlaser. Der Empfänger besteht aus einer Eingangs-Überlagungsvorrichtung mit einem zweiten Laser, einem Breitbandfilter, einem Quadratgesetzdetektor und einem schmalbandigen Tiefpaßfilter. Der Modulator wird auf seinen Halbleistungspunkt vorgespannt, um gerad zahlige harmonische und geradzahlige Intermodulationsprodukte auszusondern.
Aus dem Vorangegangenen wird klar, daß weiterhin ein Bedürfnis nach einer weiteren Verbesserung bei faseroptischen Übertragungsgliedern zum Übertragen von analogen Signalen besteht. Insbesondere wird eine Technik zum Bereitstellen eines erhöhten dynamischen Bereichs, selbst wenn sich die Modulativnssignale über eine Viel-Oktaven-Bandbreite erstrecken, benötigt. Die vorliegende Erfindung ist auf dieses Ziel hin ausgerichtet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung findet ihre Verkörperung in einem optischen Übertragungsglied, das einen nichtlinearen optischen Intensitätsmodulator und einen optischen Heterodyndetektor (Überlagerungsdetektor) miteinander verbindet, um eine lineare Gesamtübertragungscharakteristik zu erhalten. Kurz und allgemein umfaßt das erfindungsgemäße Übertragungsglied ein Laserübertragungsmedium mit einem Aussendeende und einem Empfangsende; eine Laserquelle, die am Aussendeende des Übertragungsmediums angeordnet ist; und einen Lichtintensitätsmodulator, der so eingekoppelt ist, daß er Licht von der Laserquelle und ein zu übertragendes elektrisches Signal empfängt. Der Lichtintensitätsmodulator hat eine Übertragungsfunktion, die sich näherungsweise proportional mit dem Quadrat des elektrischen Eingangssignals ändert. Das Glied umfaßt ferner eine zweite Laserquelle, die am Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist und eine Frequenz hat, die um einen ausgewählten festen Wert gegenüber der der Laserquelle an dem Aussendeende verschoben ist; eine Photoerfassungsvorrichtung, die an dem Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist; und eine Einrichtung zum optischen Überlagern von von dem Übertragungsmedium empfangenem Licht mit von der zweiten Laserquelle ausgesandtem Licht und zum Lenken von Licht aus beiden Laserquellen auf die Photoerfassungsvorrichtung. Das Überlagern führt zum Erzeugen eines Signals mit einer Schwebungsfrequenz und zusätzlicher Signale in oberen und unteren Seitenbändern. Information, die in dem elektrischen Eingangssignal enthalten ist, ist auch in den oberen und unteren Seitenbändern des Schwebungsfrequenzsignals enthalten und aus diesen wiederherstellbar. In den oberen und unteren Seitenbändern sind jedoch keine verzerrenden Komponenten der zweiten Harmonischen vorhanden, weil die Gesamtübertragungsfunktion des Modulators und der Einrichtung zum Überlagern im wesentlichen linear ist. Anders als entsprechend der üblichen Praxis wird der Modulator so vorgespannt, daß er in einem nichtlinearen Bereich seiner Kennlinie (charakteristischen Kurve) arbeitet, und die Übertragungscharakteristik des Modulators ändert sich näherungsweise mit dem Quadrat des Modulationssignals. Weil die Überlagerungserfassung eine Ausgabe erzeugt, die sich proportional mit der Quadratwurzel der Modulatorübertragungscharakteristik ändert, ist die Gesamtübertragungsfunktion des Glieds im wesentlichen linear.
In der veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung ist der Lichtintensitätsmodulator von der Art eines Mach-Zehnder- Lichtintensitätsmodulators. Das Übertragungsglied umfaßt ferner eine Quelle für eine elektrische Vorspannung, die mit dem elektrischen Eingangssignal an dem Modulator angelegt wird, und die Vorspannung wird so gewählt, daß der Modulator auf einen Punkt niedriger Vorspannung vorgespannt wird, was zu einer praktischen Null-Übertragung von Licht führt, wenn das elektrische Eingangssignal einen Wert von Null hat.
In einer anderen offenbarten Ausführungsform umfaßt die Erfindung ferner einen Doppel-Seitenband-Demodulator, der das ursprüngliche elektrische Eingangssignal aus den durch Überlagerung erzeugten Seitenbandsignalen wieder herstellt. Ein weiterer Vorteil dieser Technik wird erzielt, indem das Schwebungsfrequenzsignal in dem Doppel-Seitenband-Demodulator als Referenzfrequenz verwendet wird. Jegliches Abdriften der Frequenz einer der Laserlichtquellen beeinträchtigt das Schwebungsfrequenzsignal und die Seitenbandsignale in gleicher Weise, so daß ein Abdriften in der optischen Frequenz in dem Demodulator automatisch kompensiert wird.
Die Erfindung kann auch als Verfahren zum Betreiben eines faseroptischen Übertragungsglieds definiert werden. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Einkoppelns eines optischen Trägersignals aus einer Aussendelaserquelle in einen Lichtintensitätsmodulator; das Einkoppeln eines elektrischen Eingangssignals in den Modulator; das Modulieren der Intensität des optischen Trägersignals, wobei das modulierte optische Ausgangssignal näherungsweise eine Funktion des Quadrats des elektrischen Eingangssignals ist; das Übertragen des modulierten optischen Signals durch ein Übertragungsmedium; und das Überlagern des modulierten optischen Signals mit einem optischen Signal, das von einer zweiten Laserquelle mit einer Frequenz erzeugt wurde, die um einen ausgewählten festen Wert gegenüber der der Aussendelaserquelle verschoben ist. Der Schritt des Überlagerns als solcher umfaßt das Erzeugen eines Signals mit einer Schwebungsfrequenz und das Erzeugen zusätzlicher Signale in oberen und unteren Seitenbändern der Schwebungsfrequenz. Das Verfahren umfaßt ferner die Schritte des Lenkens von Licht aus dem Überlagerungsschritt auf einen Photodetektor; das Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale in dem Photodetektor; und das Wiederherstellen des elektrischen Eingangssignals aus mindestens einem Seitenband, das als Ergebnis des Überlagerungsschritts erzeugt wurde. Die Seitenbänder sind frei von Verzerrungen in der zweiten Harmonischen, weil die Gesamtübertragungsfunktion des Glieds im wesentlichen linear ist.
In der veranschaulichenden Ausführungsform des Verfahrens umfaßt der Schritt des Modulierens das Vorspannen des Modulators auf einen Punkt niedriger Vorspannung, bei dem in Abwesenheit eines elektrischen Eingangssignals praktisch eine Null-Übertragung von Licht erfolgt. Das Vorspannen des Modulators umfaßt das Erzeugen einer ausgewählten Vorspannung, das Verbinden der Vorspannung mit dem elektrischen Eingangssignal und das Zuführen des resultierenden Signals zu dem Modulator.
Es wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der optischen Übertragung analoger Informationssignale darstellt. Insbesondere stellt die Erfindung ein Übertragungsglied mit einem höheren dynamischen Bereich als normalerweise verfügbar bereit, weil in dem Glied Rauschen verringert wird, ohne daß eine Verzerrung in der zwei ten Harmonischen hervorgerufen wird. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, besser ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaubild, das die Grundbauteile eines faseroptischen Übertragungsglieds zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockschaubild eines faseroptischen Übertragungsglieds des Stands der Technik, in dem ein Mach- Zehnder-Modulator auf den Quadraturvorspannungspunkt vorgespannt ist, um die Erzeugung zweiter Harmonischer zu unterdrücken;
Fig. 2a ist eine graphische Darstellung eines Eingangsspektrums mit zwei Frequenzen als Eingang in das Übertragungsglied aus Fig. 2;
Fig. 2b ist ein Graph der Übertragungscharakteristik des Mach-Zehnder-Modulators aus Fig. 2;
Fig. 2c ist eine graphische Darstellung eines Ausgangsspektrums, das zu dem Übertragungsglied aus Fig. 2 gehört;
Fig. 3 ist ein Blockschaubild eines faseroptischen Übertragungsglieds des Stands der Technik, in dem ein Mach- Zehnder-Modulator in dem Modus niedriger Vorspannung arbeitet, um Rauschen zu reduzieren;
Fig. 3a ist eine graphische Darstellung eines Eingangsspektrums mit zwei Frequenzen als Eingang in das Übertragungsglied aus Fig. 3;
Fig. 3b ist ein Graph der Übertragungscharakteristik des Mach-Zehnder-Modulators aus Fig. 3;
Fig. 3c ist eine graphische Darstellung eines Ausgangsspektrums, das zu dem Übertragungsglied aus Fig. 3 gehört und die Anwesenheit von Komponenten der zweiten Harmonischen zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockschaubild eines faseroptischen Übertragungsglieds gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem ein Mach-Zehnder-Modulator in dem Modus niedriger Vorspannung arbeitet, um Rauschen zu verringern, und in dem eine optische Überlagerung verwendet wird, um Verzerrungen in der zweiten Harmonischen zu unterdrücken;
Fig. 4a ist eine graphische Darstellung eines Eingangsspektrums mit einer beispielhaften einzigen Frequenz als Eingang in das Übertragungsglied aus Fig. 4;
Fig. 4b ist ein Graph der Übertragungscharakteristik des Mach-Zehnder-Modulators aus Fig. 4;
Fig. 4c ist eine graphische Darstellung eines Ausgangsspektrums, das zu dem Übertragungsglied aus Fig. 4 gehört, und das die Abwesenheit von Verzerrungen in der zweiten Harmonischen zeigt;
Fig. 5 ist eine Darstellung, wie das optische Übertragungsglied in einem System eingesetzt werden kann, das herkömmliche Doppel-Seitenband-Empfängerelektronik verwendet;
Fig. 6 ist ein Graph des Grundband-Ausgabespektrums eines auf den Quadraturpunkt vorgespannten Mach-Zehnder- Modulators, wie etwa in dem in Fig. 2 gezeigten Übertragungsglied;
Fig. 7 ist ein Graph des Grundband-Ausgabespektrums eines auf einen niedrigen Punkt vorgespannten Mach-Zehnder- Modulators in Verbindung mit einer eine Überlagerung umfassenden Detektorstufe, wie es in Fig. 4 gezeigt ist; und
Fig. 8 ist ein Graph des Ausgabespektrums des in Fig. 4 gezeigten Überlagerungsdetektors.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie zu Zwecken der Verdeutlichung in den Zeichnungen gezeigt, betrifft die vorliegende Erfindung optische Kommunikationssysteme und insbesondere faseroptische Übertragungsglieder, die eine intensitätsmodulierte Lichtquelle verwenden. Fig. 1 zeigt die Grundelemente eines derartigen Übertragungsglieds, darunter einen Dauerstrichlaser (CW-Laser), der durch die Bezugszahl 10 angezeigt ist, einen Modulator 12, dessen optische Übertragung sich mit der angelegten Spannung ändert, eine optische Faser 14, durch die ein modulierter Lichtstrahl übertragen wird, und einen Photodetektor 16, um optische Signale wieder in die elektrische Form zurückzuverwandeln. Ein Hochfrequenzeingangssignal (HF), wie es mit 18 bezeichnet ist, wird mit einem Gleich-(dc)- Vorspannungssignal 20 in einem Vorspannungsschaltkreis 22 kombiniert und dem Modulator 12 zugeführt. Der Laser 10 ist mit dem Modulator über geeignete optische Elemente wie etwa eine weitere optische Faser (nicht gezeigt) verbunden. Eine Spannungswellenform, die ein zu übertragendes Signal repräsentiert, wird zusammen mit dem Vorspannungssignal 20 dem Modulator 12 zugeführt. Diese zeitlich variierende Spannungswellenform führt zu einer entsprechenden Variation der optischen Intensität des Ausgangs aus dem Modulator 12 in die optische Faser 14. An einem gewünschten Empfängerort bestrahlt die zeitlich variierende optische Intensität den Photodetektor 16, was zu einer zeitlich variierenden Stromwellenform führt, die im idealen Fall eine exakte Reproduktion der Spannungswellenform ist, die dem optischen Modulator 12 zugeführt wurde. Typischerweise wird der Ausgangsstrom mittels eines kapazitiv gekoppelten Ausgangsschaltkreises 24 wiedergewonnen.
In der Praxis ist die Fähigkeit des faseroptischen Glieds, Signale über ein faseroptisches Glied dieser allgemeinen Art zu übertragen, in zweifacher Hinsicht beschränkt. Erstens gibt es in dem Ausgangsstrom des Photodetektors 16 unabänderlich Rauschen. Die Amplitude dieses Rauschens, das als Grundrauschen bezeichnet wird, bestimmt das kleinstmögliche Signal, Smin' das über das Glied übertragen und oberhalb des Grundrauschens durch den Photodetektor 16 erfaßt werden kann. Zweitens, was das andere Extrem von Signalstärken betrifft, führen sehr große, dem Modulator 12 zugeführte Signale zu einer Verzerrung, so daß die zeitlich variierende optische Intensität nicht mehr eine zuverlässige Reproduktion der Eingangsspannungswellenform ist, sondern Frequenzkomponenten enthält, die in dem ursprünglichen Signal nicht enthalten waren. Das größte Signal, das über das Glied ohne ein nicht zu akzeptierendes großes Ausmaß an Verzerrung übertragen werden kann, wird als Smax bezeichnet. Ein bedeutendes Maß für die Leistungsfähigkeit eines Übertragungsglieds ist der dynamische Bereich, der als das Verhältnis Smax/Smin definiert werden kann.
Techniken zum Verbessern des dynamischen Bereichs unterfallen zwei allgemeinen Kategorien: entweder sie dienen dazu, das maximale Signal Smax, das ohne Verzerrung übertragen werden kann, zu erhöhen, oder dazu, das kleinste erfaßbare Signal Smin zu verringern. Die Fig. 2 und 3 illustrieren jeden dieser Ansätze.
Die Anordnung aus Fig. 2 umfaßt einen Laser 30, einen Mach- Zehnder-Modulator 32 der optischen Intensität und einen Photodetektor 34. Zu Zwecken der Überprüfung des Systems wird von einer Hochfrequenzsignalquelle 36, von der Signale an einen Addierschaltkreis 38 übertragen werden, ein Eingangssignal bereitgestellt. Eine variable Modulatorvorspannungssignalquelle 40 ist ebenfalls mit dem Addierschaltkreis 38 verbunden, und der Ausgang des Addierschaltkreises ist als elektrischer Eingang mit dem Mach-Zehnder-Modulator 32 verbunden. Der Ausgang aus dem Modulator 32 ist mit einem faseroptischen Kabel 42 zur Übertragung an einen Empfängerort verbunden, der üblicherweise entfernt von dem Sender angeordnet ist. Zur Veranschaulichung ist das Eingangssignal in Fig. 2a so dargestellt, daß es zwei getrennte Wellenzüge mit Frequenzen f&sub1; und f&sub2; umfaßt. Es ist natürlich klar, daß die zum Modulieren des Laserstrahls verwendeten Eingangssignale ein breiteres Spektrum von Kommunikationssignalen, wie etwa Video-, Audio- oder anderer Arten von Informationssignalen enthalten können. Zu Testzwecken ist der Ausgang des Photodetektors 34 mit einem Spektrumanalysator 44 zur Auswertung der von dem Photodetektor empfangenen Ausgangssignale verbunden. Fig. 2c zeigt ein typisches Ausgangsspektrum, das von dem Eingang der beiden Signale mit den Frequenzen f&sub1; und f&sub2; herrührt.
Fig. 2b zeigt die Übertragungscharakteristik (Übertragungskennlinie) des Mach-Zehnder-Modulators 32 für einen Bereich von Eingangsspannungen. Man kann feststellen, daß die Charakteristik näherungsweise sinusförmig ist. Insbesondere steigt die Übertragungscharakteristik mit der angelegten Spannung von Null auf ein Maximum und fällt dann wieder zurück auf Null. Ein wesentlicher Gesichtspunkt beim Betreiben eines Mach-Zehnder- Modulators ist die Auswahl eines geeigneten Vorspannungspunkts.
Üblicherweise befindet sich der Vorspannungspunkt näherungsweise auf halbem Weg in der Aufwärtsflanke der Übertragungscharakteristik-Kurve, wie in Fig. 2b gezeigt. An diesem Punkt, der als Quadratur-Vorspannungspunkt bezeichnet wird, bewirken kleine Änderungen in der angelegten Spannung näherungsweise lineare, d. h. proportionale Änderungen in der Übertragungscharakteristik und entsprechende proportionale Änderungen in der Ausgangsintensität des Modulators. Man hält eine lineare Charakteristik für wünschenswert, weil sie die Erzeugung von Verzerrungen des Signals in der zweiten Harmonischen und in geradzahligen Harmonischen höherer Ordnung vermeidet. Wie in Fig. 2c gezeigt, ist die einzig verbleibende bedeutende Art von Verzerrung eine Zweifrequenz-Intermodulationsverzerrung. Dies führt zur Erzeugung von Wellenzügen mit Frequenzen (2f&sub1;-f&sub2;) und (2f&sub2;- f&sub1;). Für einen verzerrungsfreien Betrieb müssen die Eingangsamplituden ausreichend verringert werden, um diese Verzerrungskomponenten unterhalb das Grundrauschen zu drücken. Das Grundrauschen des Systems ist typischerweise durch die Intensitätsfluktuationen begrenzt, die in dem Laser 30 selbst vorkommen. Diese Fluktuationen führen zu Stromfluktuationen im Ausgang des Photodetektors 34, welche ein reales Signal übersteigen muß, um oberhalb des Rauschens erfaßt zu werden.
In dem System aus Fig. 3 wird das Grundrauschen verringert, indem der Vorspannungspunkt des Mach-Zehnder-Modulators 32 auf einen Punkt geändert wird, an dem seine Übertragung gegenüber dem in Fig. 2 verwendeten Quadraturpunkt verringert wird. Vorzugsweise wird der Vorspannungspunkt so ausgewählt, daß nahezu eine Nullübertragung bereitgestellt wird, wenn kein Modulationssignal vorhanden ist. Dies wird als Punkt niedriger Vorspannung (low-bias point) bezeichnet, wie er in Fig. 3b gezeigt ist. In diesem Arbeitsmodus kann das faseroptische Glied schwächere Signale erfassen, als wenn es an dem üblichen Quadraturvorspannungspunkt betrieben wird, weil das Grundrauschen niedriger ist. Da die Zweifrequenz-Intermodulations-Verzerrungskomponenten gleich sind wie im Fall der Quadraturvorspannung, wird das Verhältnis Smax/Smin durch diesen Ansatz erhöht. Ein bedeutender Nachteil besteht darin, daß die Verwendung des Punkts niedriger Vorspannung zur Erzeugung von Verzerrungskomponenten in der zweiten Harmonischen führt, wie in Fig. 3c dargestellt. Diese Komponenten, bei Frequenzen 2f&sub1; und 2f&sub2; müssen aus den Ausgangssignalen herausgefiltert werden. Daher ist das Übertragungsglied praktisch auf eine Suboktaven-Bandbreite beschränkt. Anwendungen, in denen es erforderlich oder wünschenswert ist, Signale über Vielfache von einer Oktave zu übertragen, können diese Technik nicht verwenden, ohne daß sie unter bedeutenden Verzerrungen in der zweiten Harmonischen leiden.
Aus der vorangegangenen ausführlichen Analyse des Stands der Technik ist ersichtlich, daß nach wie vor Platz für Verbesserungen in Übertragungsgliedern zum Übertragen von analogen Signalen durch intensitätmodulierte optische Signale ist. Erfindungsgemäß wird der Vorteil eines verringerten Grundrauschens, das Folge der Verwendung eines Punkts niedriger Vorspannung für den Modulator 32 ist, ohne die unerwünschte Anwesenheit von Verzerrungen in der zweiten Harmonischen erzielt. Wie in Fig. 4 und 4b gezeigt, wird der Mach-Zehnder-Modulator 32 wie in Fig. 3 auf den Punkt niedriger Vorspannung vorgespannt, aber eine Verzerrung in der zweiten Harmonischen wird durch die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils verhindert: eines lokalen optischen Oszillators 50, dessen Ausgang mit dem empfangenen optischen Signal durch das wohlbekannte, als Überlagerung (englisch: heterodyning) bezeichnete Verfahren kombiniert wird. Der lokale Oszillator 50 ist ein Laser der selben nominalen Frequenz wie der Sendelaser 30, aber er ist mittels einer Temperatursteuerung oder einer anderen Einrichtung verstimmt, so daß er eine tatsächliche Frequenz hat, die gegenüber der des Sendelasers um einen ausgewählten Wert wie etwa 10 GHz (Gigahertz) verschoben ist. Das Überlagern kann in jeder geeigneten Mischervorrichtung wie etwa in einem optischen Verbinder erfolgen. Damit eine Überlagerung stattfinden kann, müssen die Polarisationswinkel der beiden Lichtquellen so eingestellt werden, daß sie nahezu übereinstimmen. Die kombinierten optischen Signale strahlen beide auf den Photodetektor 34 ein, der ein Ausgangsspektrum wie das in Fig. 4c gezeigte erzeugt. Aus Gründen der Einfachheit wird ein Signal einer einzigen Frequenz, fsig als Eingang in den Modulator 32 gezeigt. Da der Niedervorspannungs-Arbeitsmodus des Modulators 32 zur Erzeugung von Kompo nenten in der zweiten Harmonischen führt, umfassen die an dem Ausgang des Photodetektors 34 erfaßten resultierenden Grundbandsignale das ursprüngliche Signal mit einer Frequenz fsig und eine Komponente der zweiten Harmonischen mit der Frequenz 2fsig, wie in dem unteren Ende des Spektrums aus Fig. 4c gezeigt. Der Überlagerungsprozeß führt jedoch zur Erzeugung eines Schwebungsfrequenzausgangs mit der Frequenz fschweb, die der Frequenzunterschied zwischen dem Sendelaser 30 und dem lokalen optischen Oszillator 50 ist.
Prinzipiell wäre bei einem Modulator, der so vorgespannt ist, daß es zu einer perfekten Nullübertragung käme, die Stärke des Wellenzugs mit fschweb an dem Photodetektor 34 ebenfalls Null. In der Praxis kommt es jedoch immer zu einer von Null verschiedenen Übertragung des optischen Signalträgers durch den Modulator 32, so daß die fschweb-Komponente mit von Null verschiedener Amplitude vorhanden ist. Diese Schwebungsfrequenz kann als Referenzfrequenz (englisch: reference tone, auch Referenzwellenzug) eingesetzt werden, indem eine herkömmliche Übertragungsempfängerelektronik eingesetzt wird, die in einem realistischen Übertragungssystem dem Photodetektor 34 notwendigerweise folgen würde.
Zusätzlich zu dem Schwebungsfrequenzwellenzug erzeugt der Überlagerungsprozeß obere und untere Seitenbandkomponenten, die oberhalb und unterhalb der Schwebungsfrequenz gegenüber dieser in der Frequenz versetzt sind. Im Fall des Eingangs mit einer einzigen Frequenz sind die Seitenbänder Signale mit Frequenzen (fschweb + fsig) und (fschweb - fsig), wie ebenfalls in Fig. 4c gezeigt. Eine Erfassung der Ausgangssignale kann entweder im Bereich der Grundbandfrequenz oder im Bereich der Überlagerungsfrequenz erfolgen, weil sämtliche Information, die in dem Eingangssignal enthalten ist, aus den Seitenbändern des Überlagerungsschwebungssignals wiederhergestellt werden kann. Durch geeignetes Filtern können die oberen oder unteren Seitenbandsignale zum Wiederherstellen der Modulationssignale ausgewählt werden. Die Demodulation wird beendet, indem die Signale in den Bereich des Grundbands in der Frequenz herunterkonvertiert werden. Der Vorteil des Wiedergewinnens des ausgesandten Signals auf diese Weise besteht darin, daß die Überlagerungssignale keine Verzerrungen in der zweiten Harmonischen enthalten. Daher kann sich die Bandbreite der ausgesandten Signale über mehr als eine Oktave erstrecken.
Fig. 5 stellt das niedrig vorgespannte optische Überlagerungsglied in einer Verwendung als Teil eines vollständigeren Übertragungssystems dar, das die Elektronik umfaßt, die notwendig ist, um das Grundbandsignal aus den Überlagerungswellenzügen wieder herzustellen. Gezeigt ist hinter dem Photodetektor 34 ein elektronischer Doppel-Seitenband(DSB)-Empfänger/Demodulator 52, der eine Art von herkömmlichem Demodulator ist, dessen Funktion darin besteht, Überlagerungssignale in Grundbandsignale umzuwandeln. Jeder herkömmliche elektronische Überlagerungsdemodulator erfordert das Vorhandensein einer Trägerreferenzfrequenz, um die Wiedergabetreue des wiedererlangten Signals zu gewährleisten. Im Falle des optischen Faserglieds wird diese Referenzfrequenz durch das Mischen der optischen Frequenzen des lokalen Oszillators und des Signallasers bereitgestellt (fschweb)- Ein oft im Zusammenhang mit optischen Überlagerungssystemen angeführtes mögliches Problem besteht darin, daß der Signallaser und der Lokaloszillator-Laser, die sich an entfernten physikalischen Orten befinden, bezüglich zueinander in der optischen Frequenz driften, mit dem Ergebnis, daß die Signalfrequenzen instabil sind. Indem die Frequenz fschweb als Leitfrequenzreferenz für den Eingang eines herkömmlichen DSB-Demodulators verwendet wird, wird dieses Problem überwunden, weil die Referenzfrequenz fschweb in der Frequenz um genau das selbe Intervall driftet wie die oberen und unteren Seitenbandsignalwellenzüge, so daß die nach unten konvertierten Grundbandsignale stabil bleiben.
Die Laser 30 und 50 können wahlweise jede übliche Wellenlänge haben. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform bestehen die Laser jeweils aus einem Nd : YAG-Kristall (Neodym : Yttrium/- Aluminium/Granat) und haben eine nominale Wellenlänge von 1,3 um (Mikrometern). Es ist klar, daß, auch wenn der Begriff "optisch" verwendet wurde, um das Übertragungsglied zu beschreiben, die Prinzipien der Erfindung auch für unsichtbare Teile des elektromagnetischen Spektrums, wie etwa im Bereich von Ultraviolett und Infrarot gelten.
Die Mathematik der Überlagerungserfassung (englisch: heterodyne detection) hilft bei der Erklärung, warum die Kombination eines niedrig vorgespannten und daher nichtlinearen Mach-Zehnder-Modulators und der Überlagerungserfassung zu einer linearen Gesamtübertragungscharakteristik führt. Der Strom, der am Ausgang des Photodetektors 34 auftritt, wenn eine Überlagerungserfassung verwendet wird, ergibt sich aus:
itotal (V) = ηpd {Psig (v) + PLO + 2 (Psig (V) PLO)1/2 cos (fschwebt)},
wobei: Psig(V) = die optische Leistung, die durch den Modulator übertragen wird, wenn er durch die Eingangsspannung V moduliert wird,
ηpd = die Erfassungswirksamkeit des Photodetektors,
und PLO = die konstante optische Leistung des Lokaloszillator-Lasers.
Der erste Term in diesem Ausdruck,
idirekt (V) = ηpd Psig(V),
ist der Beitrag des Photostroms, der von der direkten Modulation des Mach-Zehnder-Modulators herrührt und die Frequenzkomponenten fsig und 2fsig im Spektrum aus Fig. 4c erzeugt. Der dritte Term in dem Ausdruck ist die Überlagerungsstromkomponente:
ihet (V,t) = ηpd 2(Psig(V) PLO)1/2 cos(fschwebt)
= ηpd 2(Pincident T(V) PLO)1/2 COS(fschwebt)
Dieser Term ist für die Überlagerungsfrequenzkomponenten fschweb, (fschweb - fsig) und (fschweb + fsig) verantwortlich, die in dem selben Spektrum aus Fig. 4c gezeigt sind. In diesem letzten Ausdruck ist T(V) die spannungsabhängige Übertragung oder Übertragungscharakteristik des Modulators, und Pincident ist die optische Eingangsleistung in den Modulator. Um einen verzerrungsfreien Betrieb eines optischen Glieds zu erhalten, ist es notwendig, daß der Photostrom eine mit der Eingangsspannung lineare Änderung zeigt. Für den direkten Photostromterm bedeutet dies, daß die Übertragungsfunktion T(V) für den optischen Modulator mit der Spannung linear sein sollte. Zahlreiche Strukturen wurden vorgeschlagen, um einen Modulator, der dieses Erfordernis erfüllt, zu konstruieren, aber der ideale Fall einer perfekt linearen Charakteristik kann nicht erreicht werden. In dem Überlagerungsterm im obigen Ausdruck ist die wirksame Übertragungscharakteristik die Quadratwurzel der Modulatorübertragungscharakteristik. Infolgedessen muß der Modulator, wenn der Photostrom perfekt linear mit der angelegten Spannung variieren soll, eine Übertragungscharakteristik haben, die sich mit dem Quadrat der angelegten Spannung ändert, anstatt sich linear mit der angelegten Spannung zu ändern. Eine solche Übertragungscharakteristik beschreibt in einer exakten analytischen Weise den niedrig vorgespannten Mach-Zehnder-Modulator. Somit kann, indem der Mach-Zehnder-Modulator auf den Punkt der Nullübertragung (den Punkt niedriger Vorspannung) vorgespannt wird und die Überlagerungsfrequenzkomponenten erfaßt werden, eine perfekt lineare Gesamtübertragungscharakteristik erlangt werden. Daher treten die Verzerrungsprodukte der zweiten Ordnung, die den Betrieb eines optischen Glieds mit direkter Erfassung bei niedriger Vorspannung beeinträchtigen, indem Überlagerungssignal nicht auf.
Fig. 6 zeigt die Grundbandausgangssignale für das Übertragungsglied des Standes der Technik aus Fig. 2, wobei der Modulator auf den Quadraturpunkt vorgespannt ist. Ein Testwellenzug der Frequenz von 1,200 MHz wird in das Glied eingespeist und führt zu einem ähnlichen Ausgangswellenzug bei unmeßbar kleiner Komponente in der zweiten Harmonischen.
Fig. 7 und 8 zeigen die Grundband- und Überlagerungsausgangsspektren, jeweils für ein Übertragungsglied wie das in Fig. 4 gezeigte, wobei abermals eine Eingangsfrequenz von 1,200 MHz verwendet wird. Dies ist das Eingangssignal fsig in den Fig. 4a und 4c. Der lokale Oszillator 50 wird so abgestimmt, daß er eine Frequenzverschiebung und somit eine Schwebungsfrequenzkom ponente bei einer Frequenz von 10 GHz bereitstellt. Im Grundband gibt es eine Grundfrequenz bei 1,200 MHz und eine zweite Harmonische bei 2,400 MHz, so daß die Erfassung im Grundband auf Suboktav-Bandbreiten begrenzt ist. Im Überlagerungsfrequenzbereich, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, gibt es eine Schwebungsfrequenz bei 10 GHz und eine untere Seitenbandfrequenz bei 8,8 GHz (10 GHz - 1,2 GHz). Das obere Seitenband ist nicht gezeigt, tritt aber bei 11,2 GHz auf. Es gibt keine sichtbare Signalkomponente bei der Frequenz des unteren Seitenbands der zweiten Harmonischen, 7,6 GHz (10 GHz - 2,4 GHz), was bestätigt, daß die Verzerrung in der zweiten Harmonischen entfernt wurde, und daß die wirksame Übertragungscharakteristik des Übertragungsglieds linear ist.
Aus dem Vorangegangenen ist klar, daß die vorliegende Erfindung einen bedeutenden Fortschritt im Bereich optischer Übertragungsglieder für die Übertragung von analogen Signalen darstellt. Insbesondere stellt die Erfindung einen erhöhten dynamischen Bereich bereit, indem das Grundrauschen des Systems verringert wird, ohne daß eine Verzerrung in der zweiten Harmonischen auftritt. In der Tat verbindet die Erfindung die Vorteile eines niedrig vorgespannten Mach-Zehnder-Modulators, der das Grundrauschen erniedrigt, mit einem auf den Quadraturpunkt vorgespannten Modulator, der die Verzerrung in der zweiten Harmonischen entfernt. Vor dieser Erfindung dachte man, daß man das Grundrauschen in einem Modulator nicht erniedrigen könne, ohne eine Verzerrung in der zweiten Harmonischen zu erzeugen, und daß man die Verzerrung in der zweiten Harmonischen nicht entfernen könne, ohne das Grundrauschen zu erhöhen. Die Erfindung erreicht beide Vorteile in einem, in einem Übertragungsglied mit einer linearen Gesamtübertragungscharakteristik.

Claims

1. Optisches Übertragungsglied, mit:

- einem Laserübertragungsmedium mit einem Aussendeende und einem Empfangsende;

- einer Laserquelle (30), die am Aussendeende des Übertragungsmediums angeordnet ist;

- einem Lichtintensitätsmodulator (32), der so eingekoppelt ist, daß er Licht von der Laserquelle (30) und ein zu übertragendes elektrisches Eingangssignal empfängt;

- einer zweiten Laserquelle (50), die am Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist und eine Frequenz hat, die um einen ausgewählten festen Wert gegenüber der der Laserquelle (30) an dem Aussendeende verschoben ist;

- einer Photoerfassungsvorrichtung (34), die am Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist; und

- einer Einrichtung zum optischen Überlagern von von dem Übertragungsmedium empfangenem Licht mit von der zweiten Laserquelle ausgesandtem Licht und zum Lenken von Licht aus beiden Laserquellen (30, 50) auf die Photoerfassungsvorrichtung (34), wobei das Überlagern zum Erzeugen eines Signals mit einer Schwebungsfrequenz und zusätzlicher Signale in oberen und unteren Seitenbändern führt,

wodurch Information, die in dem elektrischen Eingangssignal enthalten ist, auch in den oberen und unteren Seitenbändern des Schwebungsfrequenzsignals enthalten ist und aus diesen wiederherstellbar ist:

dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtintensitätsmodulator (32) eine Übertragungsfunktion hat, die sich näherungsweise proportional mit dem Quadrat des elektrischen Eingangssignals ändert, und

daß keine verzerrende Komponente der zweiten Harmonischen in den oberen und unteren Seitenbändern vorhanden ist, weil die Ge samtübertragungsfunktion des Modulators und der Einrichtung zum Überlagern im wesentlichen linear ist.

2. Optisches Übertragungsglied nach Anspruch 1, wobei:

- der Lichtintensitätsmodulator von der Art eines Mach-Zehnder- Lichtintensitätsmodulators (32) ist; und

- das Übertragungsglied ferner eine Quelle für eine elektrische Vorspannung umfaßt, die mit dem elektrischen Eingangssignal an dem Modulator angelegt wird;

- wobei die Vorspannung so gewählt ist, daß der Modulator (32) auf einen Punkt niedriger Vorspannung vorgespannt ist, was zu einer praktischen Null-Übertragung von Licht führt, wenn das elektrische Eingangssignal einen Wert von Null hat.

3. Optisches Übertragungsglied nach Anspruch 2, wobei:

- das Übertragungsmedium eine optische Faser ist.

4. Optisches Übertragungsglied nach Anspruch 1, das ferner aufweist:

- einen elektronischen Doppel-Seitenband-Demodulator (52), der so eingekoppelt ist, daß er einen Eingang aus der Photoerfassungsvorrichtung (34) empfängt, wobei das Schwebungsfrequenzsignal in dem Demodulator als Referenzfrequenz verwendet wird und jegliches Abdriften der optischen Frequenzen der Laserquellen (30, 50) in dem Demodulator automatisch kompensiert wird.

5. Faseroptisches Übertragungsglied mit einer im wesentlichen linearen Gesamtübertragungscharakteristik, mit:

- einem faseroptischen Übertragungsmedium mit einem Aussendeende und einem Empfangsende;

- einer Laserlichtquelle (30), die an dem Aussendeende des Übertragungsmediums angeordnet ist;

- einem Lichtintensitätsmodulator von der Art eines Mach- Zehnder-Lichtintensitätsmodulators, der so eingekoppelt ist, daß er Licht von der Laserquelle empfängt, um die Intensität des Lichts als Funktion eines Eingangssteuersignals zu modulieren, und um das modulierte Licht zu dem Übertragungsmedium hin auszugeben;

- einer Quelle für eine Vorspannung;

- einem Signaleingangsschaltkreis zum Verbinden der Vorspannung mit einem zu übertragenden elektrischen Eingangssignal und zum Zuführen eines verbundenen Eingangssteuersignals an den Modulator, wobei der Modulator eine Übertragungsfunktion hat, die sich näherungsweise mit dem Quadrat des elektrischen Eingangssignals ändert;

- einer zweiten Laserquelle (50), die an dem Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist und eine Frequenz hat, die um einen ausgewählten festen Wert gegenüber der der Laserquelle (30) an dem Aussendeende verschoben ist;

- einem Photodetektor (34), der an dem Empfangsende des Übertragungsmediums angeordnet ist, um optische Signale in elektrische Signale zurückzuverwandeln;

- einer Einrichtung zum optischen Überlagern von von dem Übertragungsmedium empfangenem Licht mit von der zweiten Laserquelle ausgesandtem Licht und zum Lenken von Licht aus beiden Quellen (30, 50) auf den Photodetektor (34), wobei das Überlagern zum Erzeugen eines Signals mit einer Schwebungsfrequenz, die die Differenz zwischen den Frequenzen der beiden Laserquellen ist, und zu zusätzlichen Signalen in oberen und unteren Seitenbändern des Schwebungsfrequenzsignals führt;

wodurch Information, die in dem elektrischen Eingangssignal enthalten ist, auch in den oberen und unteren Seitenbändern des Schwebungsfrequenzsignals enthalten ist und aus diesen wiederherstellbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für Vorspannungen so gewählt ist, daß sie den Modulator auf einen Punkt niedriger Vorspannung vorspannt, bei dem die Lichtübertragung praktisch auf Null reduziert ist; und

daß keine verzerrende Komponente der zweiten Harmonischen in den oberen und unteren Seitenbändern vorhanden ist, weil die Übertragungsfunktion der Einrichtung zum optischen Überlagern proportional zur Quadratwurzel der Übertragungsfunktion des Modulators ist und die Gesamtübertragungsfunktion des Modulators und der Einrichtung zum Überlagern im wesentlichen linear ist.

6. Faseroptisches Übertragungsglied nach Anspruch 5, das ferner aufweist:

- einen elektronischen Doppel-Seitenband-Demodulator (52), der so eingekoppelt ist, daß er einen Eingang von dem Photodetektor (34) empfängt, wobei das Schwebungsfrequenzsignal in dem Demodulator (52) als Referenzfrequenz verwendet wird und jegliches Abdriften der optischen Frequenzen der Laserquellen (30, 50) in dem Demodulator (52) automatisch kompensiert wird.

7. Verfahren zum Betreiben eines faseroptischen Übertragungsglieds, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

- Einkoppeln eines optischen Trägersignals aus einer Aussendelaserquelle (30) in einen Lichtintensitätsmodulator;

- Einkoppeln eines elektrischen Eingangssignals in den Modulator (32);

- Modulieren der Intensität des optischen Trägersignals;

- Übertragen des modulierten optischen Signals durch ein Übertragungsmedium;

- Überlagern des modulierten optischen Signals mit einem optischen Signal, das von einer zweiten Laserquelle (50) mit einer Frequenz erzeugt wurde, die um einen ausgewählten festen Wert gegenüber der der Aussendelaserquelle (30) verschoben ist, wobei der Schritt des Überlagerns als solcher das Erzeugen eines Signals mit einer Schwebungsfrequenz und das Erzeugen zusätzlicher Signale in oberen und unteren Seitenbändern der Schwebungsfrequenz umfaßt;

- Lenken von Licht aus dem Überlagerungsschritt auf einen Photodetektor (34);

- Umwandeln von optischen Signalen in elektrische Signale in dem Photodetektor (34); und

- Wiederherstellen des elektrischen Eingangssignals aus mindestens einem Seitenband, das als Ergebnis des Überlagerungsschritts erzeugt wurde;

dadurch gekennzeichnet, daß das modulierte optische Ausgangssignal näherungsweise eine Funktion des Quadrats des elektrischen Eingangssignals ist; und

daß die Seitenbänder frei von Verzerrungen in der zweiten Harmonischen sind, weil die Gesamtübertragung des Glieds im wesentlichen linear ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei:

- der Schritt des Modulierens das Vorspannen des Modulators auf einen Punkt niedriger Vorspannung umfaßt, bei dem in Abwesenheit eines elektrischen Eingangssignals praktisch eine Null-Übertragung von Licht erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei:

- das Vorspannen des Modulators das Erzeugen einer ausgewählten Vorspannung, das Verbinden der Vorspannung mit dem elektrischen Eingangssignal und das Zuführen des resultierenden Signals zu dem Modulator umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Wiederherstellens des elektrischen Eingangssignals umfaßt:

- Einspeisen der oberen und unteren Seitenbandsignale, die in dem Überlagerungsschritt erzeugt wurden, in einen elektronischen Doppel-Seitenband-Modulator (52);

- Einspeisen des Schwebungsfrequenzsignals in den Doppel-Seitenband-Modulator (52) als Referenzfrequenz; und

- Demodulieren mindestens eines der oberen und unteren Seitenbandsignale, um das elektrische Eingangssignal wiederherzustellen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Demodulierungsschritt umfaßt:

- Automatisches Kompensieren eines Abdriftens der Frequenzen der Laserquellen (30, 50), wobei jegliches Abdriften der Frequenz auf die Seitenbandsignale und das Schwebungsfrequenzsignal, das als Referenzfrequenz verwendet wird, die gleiche Wirkung hat.