DE69912366T2

DE69912366T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von dispersiver Wellenenergie zum optimieren der Solitonübertragungsleistung

Info

Publication number: DE69912366T2
Application number: DE69912366T
Authority: DE
Inventors: Ross Alexander Dunfermline Saunders
Original assignee: Cisco Photonics Italy SRL
Current assignee: Cisco Photonics Italy SRL
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2019-08-07
Also published as: BR9903613A; ATE253272T1; JP2000089265A; EP0980155B1; DK0980155T3; EP0980155A1; AU4349299A; CA2279605A1; US6259542B1; DE69912366D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zum Überwachen eines Solitonen-Übertragungsbetriebsverhaltens innerhalb optischer Systeme und insbesondere Systeme zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems durch Überwachen einer Dispersionswellenenergie relativ zu einer Energie innerhalb der Solitonenpulse.
In optischen Übertragungssystemen sind bestimmte optische Effekte bekannt, die die Qualität einer Übertragung entlang einer standardmäßigen optischen Übertragungsfaser in bestimmen Fällen verschlechtern. Eine Gruppengeschwindigkeitsdispersion ist einer von diesen optischen Effekten und sorgt für eine Beschränkung bezüglich einer Qualitätsübertragung von optischen Signalen über lange Entfernungen bzw. Strecken. Eine Gruppengeschwindigkeitsdispersion verbreitert typischerweise einen optischen Impuls während seiner Übertragung über lange Entfernungen, was zu einer Dispersion der optischen Energie außerhalb eines Zeitschlitzes führen kann, der dem Impuls zugeordnet ist. Folglich besteht ein Trend bei optischen Kommunikationen in Richtung zur Verwendung von Solitonenpulsen, die ihre Impulsbreite über längere Entfernungen beibehalten, indem die Effekte einer Gruppengeschwindigkeitsdispersion mit dem nichtlinearen Phänomen einer Eigenphasenmodulation ausgeglichen werden. Auf diese Weise löschen sich der kombinierte Effekt aus einer Gruppengeschwindigkeitsdispersion und einer Eigenphasenmodulation effektiv einander aus, wenn Solitonenpulse verwendet werden. Fachleute auf dem Gebiet werden mit Solitonenpulsen innerhalb optischer Übertragungssysteme vertraut sein.
Zusätzlich besteht einer der bekannten Vorteile beim Verwenden eines Solitonenpulses innerhalb eines optischen Übertragungssystems darin, dass der Solitonenpuls robust gegenüber geringfügigen Störungen ist, wenn er sich über eine optische Faser ausbreitet. Anders ausgedrückt werden geringfügige temporäre Verzerrungen, eine nicht optimale Gruppengeschwindigkeitsdispersion und geringfügige Schwankungen bezüglich der Leistung oder der Pulsform normalerweise die Stabilität eines Solitonenpulses nicht beeinflussen bzw. beeinträchtigen, wenn er sich über eine optische Faser ausbreitet. Somit ist es für den Solitonenpuls theoretisch möglich, eine unendliche Strecke ohne eine Verschlechterung oder eine Änderung seiner Impulsform zu durchlaufen.
Jedoch gibt es einige Probleme, die die nützliche Übertragungsstrecke von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems beschränken können. Ein bekannter Zustand beim Verwenden von Solitonenpulsen besteht darin, dass irgendeine Nicht-Solitonenpulsenergie im Wesentlichen in die vom Solitonenpuls ausgestoßen wird, was herkömmlich Dispersionswelle genannt wird. Die Dispersionswelle arbeitet im Wesentlichen als ein Photon "binär" für eine übermäßige Pulsenergie außerhalb einer herkömmlichen Solitonenlösung für die nichtlineare Schrödinger-Wellengleichung. Fachleute auf dem Gebiet werden verstehen, dass die nichtlineare Schrödinger-Wellengleichung eine Differentialgleichung auf dem technischen Gebiet der Quantenmechanik ist, die eine optische Faserübertragung von Wellen bestimmt. Solange die Dispersionswellenenergie nicht zu groß ist, kann die Solitonenpuls-Ausbreitung im Wesentlichen unverzerrt bleiben, und ohne eine signifikante Solitonenpuls-zu-Dispersionswellen-Interaktion. Somit kann, während sich der Solitonenpuls über die Faser ausbreitet, der Energiepegel in einer Dispersionswelle aufgrund der Nichtsolitonen-Dispersionsenergie von irgendeiner Verschlechterung des Solitonenpulses aufbauen oder erhöhen.
Ein Problem, dem man dann begegnen kann, wenn Solitonenpulse verwendet werden, besteht im Bestimmen, wie das Betriebsverhalten von übertragenen Solitonenpulsen zu messen oder zu überwachen sind, wenn die Pulse beginnen, sich zu verschlechtern. Der Anmelder hat beobachtet, dass dann, wenn eine Reihe von Solitonenpulsen (was auch als Solitonenpulsstrom bekannt ist) innerhalb einer optischen Faser übertragen oder injiziert wird, eine Dispersionswelle einer Nichtsolitonenenergie zwischen benachbarten Solitonenpulsen erscheint. Auf diese Weise werden einige Dispersionswellen im Wesentlichen zwischen benachbarten Solitonenpulsen gefangen. Für isolierte Solitonenpulse erhöht die Dispersionswellenenergie eine Energie in dem benachbarten Zeitschlitz, der eine logische Null darstellt. Anders ausgedrückt reduziert die Dispersionswellenenergie das Auslöschverhältnis (d. h. ein Verhältnis einer durchschnittlichen optischen Leistung bei einer logischen Eins zu einer durchschnittlichen optischen Leistung bei einer logischen Null), wenn isolierten Solitonenpulsen begegnet wird. Weiterhin hat der Anmelder entdeckt, dass herkömmliche Solitonen-Übertragungssysteme das Aufbauen einer solchen Dispersionsenergie nicht aktiv überwachen.
Patente und Veröffentlichungen haben die Existenz von Dispersionswellen, ihre Interaktion mit Solitonenpulsen und eine Art für ein Kompensieren von Dispersionsverschlechterungen von Solitonenpulsen beschrieben. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 5,767,998 ein optisches Wellenlängenmultiplex- Übertragungssystem, das optische Solitonenpulse verwendet. Das '998-Patent offenbart optische Verstärker. Wenn sie in eine optische Faser in vorbestimmten Intervallen eingefügt werden, kompensieren die optischen Verstärker einen Verlust in der Faser. Zusätzlich offenbart das '998-Patent ein Eliminieren von irgendwelchen Dispersionswellen, die durch Solitonenpulse erzeugt werden, und ein Eliminieren einer Störung, die durch Solitonen-Kollisionen verursacht werden, indem die Dispersionscharakteristik einer Faser in Bereichen bei und zwischen den optischen Verstärkern variiert wird.
Das US-Patent Nr. 5,471,333 offenbart ein weiteres optisches Übertragungssystem, das optische Solitonenpulse verwendet. Das '333-Patent offenbart ein Kompensieren einer Verbreiterung der Solitonenpulse durch Einfügen eines optischen Verstärkers in eine optische Faser und ein Zurückbringen des Solitonenpulses zu seinem Anfangswert. Weiterhin offenbart das '333-Patent ein Steuern von Wellenlängendispersionswerten der Faser in bestimmten Abschnitten durch Verwenden von Abschnitten einer Faser mit Dispersionswerten, die abwechselnd größer und kleiner als ein durchschnittlicher Dispersionswert werden, der einen vorbestimmten Solitonen-Zustand bzw. eine vorbestimmte Solitonen-Bedingung erfüllt.
In einem Artikel von den Autoren Pierluigi Franco, Michele Midrio, Marco Romagnoli und Stefan Wabnitz mit dem Titel "Relaxation of Guiding Center Solitons in Optical Fibers" und veröffentlicht in Optics Letters, Vol. 21, No. 17, veröffentlicht am 1. September 1996 (hierin nachfolgend "der Franco-Artikel"), beschreiben die Autoren eine Resonanz zwischen optischen Verstärkern, die entlang einer optischen Faserverbindung periodisch angeordnet sind, und Solitonenpulsen, was zur Erzeugung von Dispersionswellenenergie führt. Die Dispersionswellenenergie ist im Franco-Artikel derart offenbart, dass sie als Seitenbänder zu den Solitonenpulsen erscheint. Der Franco-Artikel offenbart weiterhin, wie eine Solitonen-Störtheorie noch Anwendung findet, wenn stark gestörte Solitonen in periodisch verstärkten optischen Faserverbindungen erscheinen.
In einem Artikel R. J. Essiambre und G. P. Agrawal mit dem Titel "Control of Soliton-Soliton and Soliton-Dispersive Wave Interactions in High Bit-Rate Communications Systems", veröffentlicht durch IEEE Electronic Letters, Vol. #31, No. 17, veröffentlicht am 17. August 1995 (hierin nachfolgend "der Essiambre-Artikel") offenbaren die Autoren, dass ein Systembetriebsverhalten eines auf Solitonen basierenden Lichtwellensystems durch die Interaktion zwischen Solitonen und Dispersionswellen beeinflusst bzw. beeinträchtigt wird. Der Essiambre-Artikel offenbart, dass numerische Simulationen für Solitonen-Kommunikationssysteme mit hoher Bitrate (80 GBit/s) zeigen, dass Begrenzungsfaktoren das Anwachsen von Dispersionswellen enthalten, die mit einem Solitonenzug von Pulsen interagieren. Der Essiambre-Artikel offenbart auch, dass eine Übertragungsstrecke durch entweder ein Einfügen von schnell sättigbaren Absorbern oder durch Verwenden von synchronen Modulatoren zum Steuern der Solitonen-zu-Dispersionswellen-Interaktion erhöht werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein Verfahren zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens einer Vielzahl von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems zur Verfügung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Messen eines Energiepegels der Solitonenpulse; Zugreifen auf eine Dispersionswelle zwischen benachbarten der Solitonenpulse; Überwachen eines Energiepegels der Dispersionswelle; und Vergleichen des Energiepegels der Solitonenpulse und des Energiepegels der Dispersionswelle, um eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens der Solitonenpulse bereitzustellen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens einer Vielzahl von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems zur Verfügung, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Messen eines Energiepegels der Solitonenpulse; eine Einrichtung zum Zugreifen auf eine Dispersionswelle zwischen benachbarten der Solitonenpulse; eine Einrichtung zum Überwachen eines Energiepegels der Dispersionswelle; und eine Einrichtung zum Vergleichen des Energiepegels der Solitonenpulse und des Energiepegels der Dispersionswelle, um eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens der Solitonenpulse bereitzustellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen innerhalb des Zusammenhangs eines optischen Übertragungssystems beschrieben. Allgemein beginnt das Verfahren durch Messen eine Energiepegels der Solitonenpulse und darauffolgendes Zugreifen auf eine Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen. Typischerweise wird ein Zugreifen auf die Dispersionswelle durch Bereitstellen eines Torsteuerungssignaloffsets bezüglich einer Phase von den Solitonenpulsen und durch Zulassen der Dispersionswelle durch eine Torsteuerungsvorrichtung erreicht, wenn die Torsteuerungsvorrichtung das Torsteuerungssignal empfängt. Vorzugsweise ist das Torsteuerungssignal gegenüber den Solitonenpulsen um etwa 180° versetzt. Der Energiepegel der Dispersionswelle kann dann überwacht werden. Als nächstes wird der Energiepegel der Solitonenpulse mit dem Energiepegel der Dispersionswelle verglichen, um eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen bereitzustellen.
Zusätzlich kann das Verfahren auch ein Bereitstellen eines Rückkopplungssignals in Bezug auf die Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens und darauffolgendes Ändern einer Charakteristik der Solitonenpulse basierend auf dem Wert des Rückkopplungssignals enthalten. Beispielsweise können Charakteristiken, wie beispielsweise der Leistungspegel, die Dispersion oder die Pulsform geändert werden, um eine Übertragung der Solitonenpulse zu verbessern oder zu optimieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems beschrieben. Allgemein enthält die Vorrichtung eine Torsteuerungsvorrichtung, eine Rückkopplungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung. Die Torsteuerungsvorrichtung hat einen Pulseingang zum Empfangen der Solitonenpulse und kann eine Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen erfassen. Die Torsteuerungsvorrichtung hat auch eine erfasste Ausgabe zum Bereitstellen eines Zugriffs auf die erfasste Dispersionswelle. Vorzugsweise ist die Torsteuerungsvorrichtung ein Elektroabsorptions-Modulator. Die Rückkopplungsvorrichtung ist an den Erfassungsausgang der Torsteuerungsvorrichtung angeschlossen und liefert ein Rückkopplungssignal an einem Rückkopplungsausgang der Rückkopplungsvorrichtung. Das Rückkopplungssignal, oder genauer gesagt der Wert des Rückkopplungssignals, ist eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens der Solitonenpulse. Das Rückkopplungssignal, oder genauer gesagt der Wert des Rückkopplungssignals, basiert auf einer Differenz zwischen oder einem Verhältnis eines Energiepegels der Solitonenpulse und einem Energiepegel der erfassten Dispersionswelle. Die Steuervorrichtung ist an den Rückkopplungsausgang der Rückkopplungsvorrichtung angeschlossen und hat einen Steuereingang zum Empfangen des Rückkopplungssignals. In Reaktion auf das Rückkopplungssignal ändert die Steuervorrichtung eine Charakteristik der Solitonenpulse, wie beispielsweise den Leistungspegel, die Dispersion oder die Pulsform.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems beschrieben. Die Vorrichtung enthält eine Torsteuerungsvorrichtung zum Erfassen einer Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen, eine Reihe von Detektoren und eine Verarbeitungsvorrichtung. Ein erster Detektor ist optisch an einen Eingang der Torsteuerungsvorrichtung angeschlossen und kann einen Energiepegel der Solitonenpulse messen, die auf die Torsteuerungsvorrichtung einfallen. Typischerweise enthält der gemessene Energiepegel die Energie der Solitonenpulse und der Dispersionswelle als einen durchschnittlichen optischen Energiepegel des Stroms von Solitonenpulsen. Ein zweiter Detektor ist optisch an einen Erfassungsausgang der Torsteuerungsvorrichtung angeschlossen und kann einen Energiepegel der erfassten Dispersionswelle überwachen. Die Verarbeitungsvorrichtung ist an beide Detektoren angeschlossen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann ein Verhältnis des Energiepegels der erfassten Dispersionswelle zu dem Energiepegel der Solitonenpulse bestimmen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann auch ein Rückkopplungssignal mit einem Wert erzeugen, der auf dem Verhältnis basiert, und das Rückkopplungssignal als Anzeige für das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse bereitstellen.
Die Vorrichtung kann auch eine Steuervorrichtung enthalten, die an die Verarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist. Die Steuervorrichtung kann das Rückkopplungssignal empfangen und kann, in Reaktion auf ein Empfangen des Rückkopplungssignals, eine Charakteristik der Solitonenpulse ändern, wie beispielsweise den Leistungspegel, die Dispersion oder die Pulsform. Weiterhin kann die Vorrichtung auch eine Zeitgeberschaltung (die typischerweise als Taktwiederherstellungsschaltung implementiert ist) zum Triggern der Torsteuerungsvorrichtung mit einem Torsteuerungssignal zwischen den benachbarten der Solitonenpulse enthalten. Das Torsteuerungssignal kann gegenüber den benachbarten Solitonenpulsen typischerweise um etwa 180° versetzt sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und erklären zusammen mit der Beschreibung die Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein optisches Übertragungssystem darstellt, das mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konsistent ist;
2 ist ein Diagramm, das relative Energiepegel von benachbarten Solitonenpulsen und einer größer werdenden Dispersionswelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein detaillierteres Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
4 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur illustrativ und erklärend sind und nicht beschränkend für die Erfindung sind, wie sie beansprucht ist. Die folgende Beschreibung sowie das Ausführen der Erfindung, stellen zusätzliche Vorteile und Ziele dieser Erfindung vor und schlagen sie vor.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun wird auf verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß dieser Erfindung Bezug genommen, von welcher Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind und aus der Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden. In den Zeichnungen stellen dieselben Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Elemente in den unterschiedlichen Zeichnungen dar, wann immer es möglich ist.
Es ist bekannt, dass Solitonenpulse spezielle Typen von Pulsen sind, die theoretisch zu einer unendlichen Übertragungsstrecke fähig sind, ohne dass eine weitere Pulsformung nötig ist. In Wirklichkeit ist die nutzbare Übertragungsstrecke für eine Serie von Solitonenpulsen nicht ganz unendlich. Der Anmelder hat entdeckt, dass dann, wenn eine Serie von Solitonenpulsen innerhalb einer optischen Faser übertragen wird, eine Dispersionswelle einer Nichtsolitonenenergie zwischen benachbarten Solitonenpulsen erscheint und im Wesentlichen zwischen benachbarten Pulsen eingefangen wird. Eine solche Dispersionswelle einer Energie wird dann eingefangen, wenn die Leistung, die Dispersion oder die Pulsform nicht genau die nichtlineare Schrödinger-Wellengleichung erfüllt. Überwachungssysteme gemäß der vorliegenden Erfindung haben eine Torsteuerungsvorrichtung, die die Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen erfasst und überwacht. Der Energiepegel der Dispersionswelle wird typischerweise erfasst, überwacht und dann in Relation zu der Energie in den Solitonenpulsen verglichen. Ein solcher Vergleich oder ein solches Verhältnis der Energiepegel (z. B. das Verhältnis des Dispersionswellen-Energiepegels zu dem Energiepegel der Solitonenpulse) dient als gutes Indiz für ein Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse. Auf diese Weise kann eine im Wesentlichen Echtzeit-Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens auf vorteilhafte Weise innerhalb eines optischen Übertragungssystems bereitgestellt werden.
Zusätzlich hat der Anmelder entdeckt, dass ein solches Indiz für ein Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten verwendet werden kann, um zu verbessern oder zu optimieren, wie sich die Solitonenpulse entlang der Faser ausbreiten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird typischerweise ein Rückkopplungssignal durch eine Rückkopplungsvorrichtung basierend auf dem Vergleich einer Dispersionswellenenergie relativ zu einer Solitonenpulsenergie erzeugt und geliefert. In Abhängigkeit von dem Wert des Rückkopplungssignals wird eine Charakteristik der Solitonenpulse geändert. Beispielsweise kann die Charakteristik eines oder eine Kombination von dem Leistungspegel der Solitonenpulse, der Dispersion der Solitonenpulse oder der Pulsform der Solitonenpulse enthalten. Durch Ändern einer solchen Charakteristik der Solitonenpulse kann das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse vorteilhaft zu einem erwünschten Wert verbessert oder optimiert werden. Auf diese Weise wird die Übertragungsstrecke, bevor Solitonen-Dispersionswellen-Interaktionen ein Betriebsverhalten verschlechtern, vorteilhaft vergrößert bzw. erhöht.
Zusammenfassend ist die 1 ein Blockdiagramm, das eine Betriebsumgebung für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 stellt graphisch an Anwachsen einer Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen dar, wenn sie sich innerhalb des optischen Übertragungssystems der 1 ausbreiten. 3 stellt einen Überwachungs- und Rückkopplungsteil des optischen Übertragungssystems der 1 detaillierter dar. 4 stellt Schritte von einem illustrativen Verfahren zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein optisches Übertragungssystem 100 dargestellt, das Solitonenpulse von einer optischen Quelle zu einem Empfänger überträgt. Allgemein enthält das optische Übertragungssystem 100 eine Solitonenquelle 105, wenigstens ein Überwachungsmodul 110 und einen optischen Empfänger 115. Eine optische Faser 120a wird innerhalb des optischen Übertragungssystems 100 zum Verbinden einer Solitonenquelle 105 mit dem Überwachungsmodul 110 verwendet. Gleichermaßen wird eine optische Faser 120b zum Verbinden des Überwachungsmoduls 110 mit dem optischen Empfänger 115 verwendet.
Die Solitonenquelle 105 ist zum Erzeugen eines Stroms oder eines Zugs von Solitonenpulsen fähig, und zwar vorzugsweise mit einer relativ hohen Datenrate, wie beispielsweise 10 GBit/s. Die durch die Solitonenquelle 105 erzeugten Solitonenpulse werden in die Faser 120a injiziert, die zum Überwachungsmodul 110 führt. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann die Solitonenquelle 105 mehrere Übertragungs- oder Umwandlungsvorrichtungen zum Übertragen einer Vielzahl von Kanälen in einem Solitonen-Wellenlängenmultiplexsystem für die Vorrichtung 100 enthalten.
Allgemein überwacht das Überwachungsmodul 110 ein Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse und stellt Charakteristiken des Solitonenpulszugs ein, um ein Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten zu verbessern oder zu optimieren. Genauer gesagt erfasst und überwacht das Überwachungsmodul 110 eine Dispersionswelle zwischen jedem der benachbarten Solitonenpulse. Zusätzlich bestimmt das Überwachungsmodul 110 die relative Differenz oder das Verhältnis zwischen einem erfassten Energiepegel der Solitonenpulse und einem erfassten Energiepegel der Dispersionswelle. Die relative Differenz oder das Verhältnis ist eine Anzeige für das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse.
Weiterhin kann das Überwachungsmodul 110 diese Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens auch zum Einstellen, Ändern oder Optimieren von Charakteristiken der Solitonenpulse verwenden, wenn sie sich durch das Überwachungsmodul 110 in Richtung zum optischen Empfänger 115 ausbreiten. Auf diese Weise kann das optische Übertragungssystem 100 vorteilhaft über optische Faserverbindungen arbeiten, wie beispielsweise herkömmliche Zwischenaustauschträger-(IEC-)Faserverbindungen, die sich ändernde oder unbekannte Werte von einer Verbindungsdispersion, einem Faserverlust und einer Länge haben. Zusätzliche Eigenschaften bzw. Merkmale des Überwachungsmoduls 110 werden nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
Typischerweise ist das Überwachungsmodul 110 direkt an den optischen Empfänger 115 angeschlossen, ohne dass die Faser 120b nötig ist. Zusätzlich wird erwägt, dass andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auch einen oder mehrere optische Verstärker (nicht gezeigt) oder eine oder mehrere einstellbare Dispersions-Kompensationsvorrichtungen (nicht gezeigt) enthalten können, die gemeinsam Steuervorrichtungen genannt werden, und zwar als Teil der Faser 120a. Auf diese Weise kann das Überwachungsmodul 110 eine Rückkopplung zu einer oder mehreren von solchen Steuervorrichtungen und zur Solitonenquelle 105 liefern, um das Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten zu überwachen und zu optimieren.
Während das in 1 dargestellte optische Übertragungssystem 100 nur ein Überwachungsmodul 100 zeigt, können andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mehr als ein Überwachungsmodul 100 verwenden, die sich entlang dem Faserweg periodisch ausbreiten. Bei mehr als einem Überwachungsmodul 100 können die Überwachungsmodule in eine Reihe aufgekettet werden, wobei Abschnitte der optischen Faser verwendet werden. Bei einer solchen seriellen Konfiguration stellen die mehreren Überwachungsmodule die Fähigkeit zur Verfügung, das Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten an mehreren Stellen zwischen der Solitonenquelle 105 und dem optischen Empfänger 115 zu überwachen und adaptiv zu verbessern oder zu optimieren und Solitonen-Dispersionswellen-Interaktionen zu verringern.
Wenn sich benachbarte Solitonenpulse innerhalb einer optischen Faser, wie beispielsweise der Faser 120a, ausbreiten, hat der Anmelder entdeckt, dass eine Dispersionsenergie zwischen den benachbarten Solitonenpulsen eingefangen werden kann. Isolierte Solitonenpulse verlieren Dispersionswellenenergie bzw. stoßen diese ab, aber diese Energie wird nicht eingefangen. Stattdessen erhöht die Dispersionswellenenergie den Pegel bzw. das Ausmaß an Energie innerhalb des Zeitschlitzes für die benachbarten logische Null, wodurch das Auslöschverhältnis reduziert wird und ein Systemübertragungs-Betriebsverhalten verschlechtert wird. 2 ist ein Diagramm, das ein Paar von illustrativen benachbarten Solitonenpulsen innerhalb einer Reihe von Solitonenpulsen darstellt, wenn sich die Pulse über eine optische Faser ausbreiten.
Wie es in 2 gezeigt ist, sind benachbarte Solitonenpulse 200 dargestellt, wenn sie sich in einer Richtung Z innerhalb einer optischen Faser, wie beispielsweise der Faser 120a aus 1, ausbreiten. Genauer gesagt ist das Paar von benachbarten Solitonenpulsen 200 bei drei unterschiedlichen Übertragungsentfernungen (Z₁, Z₂ und Z₃) von einer Lichtquelle dargestellt, wenn sich die benachbarten Solitonenpulse 200 innerhalb der optischen Faser in einer Richtung Z weg von der Lichtquelle nach unten bzw. stromab ausbreiten.
Bei einer ersten Übertragungsentfernung Z₁, die der Lichtquelle am nächsten ist, erscheinen benachbarte Solitonenpulse 200 derart, dass sie ein akzeptables Übertragungsbetriebsverhalten haben, weil es keine Dispersionsenergie zwischen benachbarten Solitonenpulsen 200 gibt. Bei einem Beispiel aus 1 kann die erste Übertragungsentfernung Z₁ repräsentativ für die Stelle sein, wo die benachbarten Solitonenpulse 200 bei der Solitonenquelle 105 gerade in die Faser 120a injiziert worden sind.
Bei der nächsten Übertragungsentfernung Z₂ erscheinen dieselben benachbarten Solitonenpulse 200. Bei dem Beispiel aus 1 kann diese nächste Übertragungsentfernung Z₂ repräsentativ für die Stelle sein, wo sich benachbarte Solitonenpulse 200 in der Faser 120a in der Mitte zwischen der Solitonenquelle 105 und dem Überwachungsmodul 110 ausbreiten. Jedoch erscheint bei der Übertragungsentfernung Z₂ etwas Dispersions-Nichtsolitonenenergie zwischen den benachbarten Solitonenpulsen 200.
Im Wesentlichen ist die Dispersions-Nichtsolitonenenergie eine übermäßige Pulsenergie, die nicht mehr in die Solitonenlösung für die nichtlineare Schrödinger-Wellengleichung passt. Gemäß der nichtlinearen Schrödinger-Wellengleichung, wie sie im Franco-Artikel beschrieben ist, wird eine solche übermäßige Energie von dem Solitonenpuls ausgestoßen, wenn sich der Solitonenpuls während einer Ausbreitung kontinuierlich neu formt. Somit erscheint die Dispersions-Nichtsolitonenenergie als Dispersionswelle 205 zwischen den benachbarten Solitonenpulsen 200.
Bei der schließlichen Übertragungsentfernung Z₃ sind wieder dieselben benachbarten Solitonenpulse 200 und eine Dispersionswelle 205 vorhanden. Bei dem Beispiel aus 1 kann diese schließliche Übertragungsentfernung Z₃ repräsentativ für die Stelle sein, wo sich benachbarte Solitonenpulse 200 über die Faser 120a ausgebreitet haben und dabei sind, in das Überwachungsmodul 110 einzutreten. Aufgrund der Übertragungsentfernung bzw. der Übertragungsstrecke, über welche die benachbarten Solitonenpulse 200 gelaufen sind, ist eine zusätzliche Dispersions-Nichtsolitonenenergie aus den Solitonen 200 herausgefallen und in eine Dispersionswelle 105. Wie es in 2 gezeigt ist, hat sich der Energiepegel der Dispersionswelle 205 bei der Übertragungsentfernung Z₃ relativ zum Energiepegel der benachbarten Solitonenpulse 200 erhöht. Wenn der Energiepegel der Dispersionswelle 205 relativ zum Energiepegel der benachbarten Solitonenpulse 200 größer wird, wird das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse schlechter. Demgemäß arbeitet eine Differenz zwischen diesen jeweiligen Energiepegeln oder ein Verhältnis von diesen jeweiligen Energiepegeln als Indikator bzw. Anzeige für das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse.
In Zusammenhang mit den oben beschriebenen benachbarten Solitonenpulsen 200, der Dispersionswelle 205 zwischen solchen Pulsen und den Darstellungen in 2 kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung innerhalb eines optischen Übertragungssystems beschrieben werden. 3 ist ein detaillierteres Blockdiagramm eines solchen optischen Übertragungssystems, das eine Vorrichtung zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält.
Wie es in 3 gezeigt ist, enthält ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung eine Solitonenquelle 105, die einen Solitonenpulsstrom zu einem Überwachungsmodul 110 liefert. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält das Überwachungsmodul 110 eine Steuervorrichtung 305, die optisch auf eine Reihe von Erfassungs- und Überwachungskomponenten reagiert. Die Steuervorrichtung 305 ist eine optische oder eine elektrooptische Vorrichtung, die eine oder mehrere Charakteristiken der Solitonenpulse ändern kann, um ein Übertragungsbetriebsverhältnis der Pulse zu verbessern. Beispielsweise können solche Charakteristiken den Leistungspegel der Solitonenpulse, die Dispersion der Solitonenpulse oder die Pulsform der Solitonenpulse enthalten. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung 305 ein optischer Verstärker mit einer einstellbaren Verstärkung oder ein einstellbarer Dispersionskompensator sein. Ein Beispiel für einen einstellbaren Dispersionskompensator, der zur Verwendung bei einem illustrativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist ein herkömmliches Bragg-Gitter. Fachleute auf dem Gebiet werden verschiedene andere herkömmliche Vorrichtungen kennen, die zum Einstellen der Dispersion eines Solitonenpulses geeignet sind.
Die Erfassungs- und Überwachungskomponenten enthalten eine Reihe von optischen Teilern 310a–c, eine Torsteuerungsvorrichtung 315, eine Zeitgeberschaltung 320, mehrere Detektoren 325a–b und eine Rückkopplungsvorrichtung 330. Wenn die Solitonenpulse einmal durch die Steuervorrichtung 305 laufen, wird der Solitonenpulsstrom auf mehrere Arten durch Teiler 310a–c abgetastet oder geteilt, um das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse zu überwachen. Teiler 310a–c liefern die Solitonenpulse zu einem Pulseingang der Torsteuerungsvorrichtung 315, der Zeitgeberschaltung 320 und von einem der Detektoren 325a.
Allgemein misst der Detektor 325a einen Energiepegel der Solitonenpulse. Bei einem illustrativen Ausführungsbeispiel ist der Detektor 325a eine Fotodiode mit geringer Bandbreite, die zum Messen einer durchschnittlichen Leistung verwendet wird. Weiterhin kann der gemessene Energiepegel bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Energie der Solitonenpulse zusammen mit der Energie der Dispersionswelle als durchschnittliche optische Leistung des Stroms von Solitonenpulsen enthalten.
Auf ein Empfangen der Solitonenpulse hin extrahiert die Zeitgeberschaltung 320 (die bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Taktwiedergewinnungsschaltung genannt wird) ein Torsteuerungssignal von den Solitonenpulsen. Allgemein liefert das Torsteuerungssignal eine Anzeige über die Zeitperiode zwischen benachbarten Solitonenpulsen 200, während welcher eine Dispersionswelle 205 erscheinen kann. Bei einem illustrativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Torsteuerungssignal als Taktsignal mit 10 GHz implementiert, das aus einem Solitonenpulsstrom von 10 GBit/sek. extrahiert ist. Das Torsteuerungssignal wird zu einem Zeitgebereingang der Torsteuerungsvorrichtung 315 als Trigger geliefert. Typischerweise ist das Torsteuerungssignal gegenüber den ankommenden Solitonenpulsen phasenverschoben (vorzugsweise um etwa 180°). Auf diese Weise kann die Torsteuerungsvorrichtung 315 durch das Torsteuerungssignal zwischen benachbarten Solitonenpulsen so getriggert werden, dass der "Durchlass"-Zustand der Torsteuerungsvorrichtung 315 typischerweise um 180° phasenverschoben gegenüber den ankommenden Solitonenpulsen ist. Dies lässt zu, dass die Torsteuerungsvorrichtung 315 auf die Dispersionswelle 205 zwischen benachbarten Solitonenpulsen 200 einen Zugriff zur Verfügung stellt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Torsteuerungsvorrichtung 315 als optische Torsteuerungsvorrichtung implementiert, wie beispielsweise als Elektroabsorptions-Modulator, als elektrooptischer Modulator oder als nichtlinearer optischer Schleifenspiegel. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Torsteuerungsvorrichtung ein integrierter elektrooptischer Modulator aus Lithium-Niobat (LiNbO₃) der Modellnummer 28976, hergestellt von Pirelli Corporation. Andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können Elektroabsorptions-Modulatoren verwenden, die von Alcatel Corporation hergestellt werden.
Wenn die Solitonenpulse von einem erwünschten Übertragungsbetriebsverhaltenspegel gestört worden sind (z. B. nicht mehr bei einem erwünschten oder optimalen Wert eines Leistungspegels, einer Pulsbreite, einer Pulsform oder einer Dispersion sind), wird eine Dispersionswellenenergie bei einem Erfassungsausgang der Torsteuerungsvorrichtung 315 erscheinen. Die Dispersionswelle oder ein durch die Torsteuerungsvorrichtung 315 geliefertes Signal, die bzw. das die Dispersionswellenenergie darstellt, wird dann durch den Detektor 325b erfasst. Typischerweise ist der Detektor 325b eine Fotodiode mit niedriger Bandbreite. Auf diese Weise kann der Energiepegel der Dispersionswelle 205 bezüglich eines durchschnittlichen Leistungspegels oder einem Dauerstrich-Leistungspegel bzw. kontinuierlichen Leistungspegel überwacht werden.
Die Detektoren 325a–b sind an die Rückkopplungsvorrichtung 330 angeschlossen und liefern Signale, die jeweils die Energie der Solitonenpulse und die erfasste Energie der Dispersionswelle 205 anzeigen. Während die Energie der Solitonenpulse, die mit dem Detektor 325a gemessen wird, die Energie der Dispersionswelle 205 enthält, kann die durch den Detektor 325a gemessene Energie auch die Energie von nur den Solitonenpulsen selbst sein. In jedem Fall vergleicht die Rückkopplungsvorrichtung 330 die jeweiligen Energiepegel und bestimmt die Differenz oder ein Verhältnis zwischen dem Energiepegel der Dispersionswelle gegenüber dem Energiepegel der Solitonenpulse. Dieser Vergleich, diese Differenz oder dieses Verhältnis stellt eine vorteilhafte Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens zur Verfügung. Anders ausgedrückt ergibt ein Vergleichen dieser Energie eine Anzeige für die Qualität (oder die Verschlechterung) einer Solitonenpuls-Vertrauenswürdigkeit.
Bei einem illustrativen Ausführungsbeispiel ist die Rückkopplungsvorrichtung 330 eine Verarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise ein herkömmlicher Mikroprozessor oder eine herkömmliche Mikrosteuerung. Jedoch werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Rückkopplungsvorrichtung 330 in Abhängigkeit von bestimmten Entwicklungs- und Kostenüberlegungen bei jedem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch unter Verwendung von diskreten logischen Schaltungskomponenten oder einer analogen Steuerschaltung implementiert werden kann.
Wenn die Rückkopplungsvorrichtung 330 einmal den Vergleich durchgeführt hat und die Anzeige eines Solitonenpuls- Übertragungsbetriebsverhaltens bestimmt hat, kann diese Information vorteilhaft zur Steuervorrichtung 305 (oder zu mehreren Steuervorrichtungen) als Telemetrie von einem Rückkopplungsausgang der Rückkopplungsvorrichtung 330 zurückgeliefert werden. Die Information kann allgemein durch die Steuervorrichtung 305 verwendet werden, um eine Charakteristik der Solitonenpulse zu ändern. Genauer gesagt lässt der Wert des Rückkopplungssignals zu, dass die Steuervorrichtung 305 das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse geeignet ändert oder optimiert. Beispielsweise kann ein optischer Verstärker mit einer Verstärkungssteuerung, ein Puls-Kompressor/Erweiterer oder ein einstellbarer Dispersionskompensator dies durch Ändern von einem oder von einer Kombination aus einem Leistungspegel der Solitonenpulse, einer Pulsform der Solitonenpulse oder einer Dispersionscharakteristik der Solitonenpulse erreichen. Somit kann ein solches optisches Übertragungssystem 100 adaptiv und robust sein, um mit variierenden oder unbekannten Werten einer Faserverbindungsdispersion, einem Faserverlust und einer Faserlänge fertig zu werden. Weiterhin können dann, wenn mehr als ein Überwachungsmodul 110 innerhalb des optischen Übertragungssystems 100 erwünscht ist, Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass solche mehreren Überwachungsmodule 110, wie sie hierin beschrieben sind, ein zusätzliches Maß an Anpassung und Robustheit gegenüber dem optischen Übertragungssystem 100 zur Verfügung stellen würden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Rückkopplungssignal den ganzen Weg zurück zur Solitonenquelle 105 bei einer vorläufigen Stufe des optischen Übertragungssystems 100 geliefert werden. Auf diese Weise kann die Solitonenquelle 105 auch als Steuervorrichtung angesehen werden, die Charakteristiken der Solitonenpulse ändert, um ein Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten zu verbessern oder zu optimieren.
Durch Liefern bzw. Bereitstellen der Anzeige eines Solitonenpuls-Betriebsverhaltens zurück zu einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise der Steuervorrichtung 305 oder der Solitonenquelle 105, kann die Steuervorrichtung so eingestellt werden, dass das optische Übertragungssystem 100 genau oberhalb eines optimalen Übertragungsbetriebsverhaltenspegels für ein fundamentales Soliton arbeitet. Auf diese Weise kann das Überwachungsmodul 110 einen kleinen, aber endlichen Energiepegel erfassen und überwachen, der zu der Dispersionswelle 205 gehört. Dieser Dispersionswellen-Energiepegel kann groß genug sein, um unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wie es oben beschrieben ist, erfasst und überwacht zu werden, aber nicht so groß, dass die Dispersionswellenenergie das Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhalten wesentlich beeinflusst bzw. beeinträchtigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte von einem Verfahren zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens von Solitonenpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 4 gezeigt ist, beginnt das Verfahren 400 bei einem Schritt 405, wo ein Energiepegel der Solitonenpulse gemessen wird. Bei dem in 3 dargestellten Beispiel erfasst der Detektor 325a den Energiepegel der Solitonenpulse. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der erfasste Energiepegel der Solitonenpulse den durchschnittlichen Energiepegel von sowohl den Solitonenpulsen als auch der Dispersionswelle.
Bei einem Schritt 410 werden die Solitonenpulse an eine Torsteuerungsvorrichtung angelegt, wie beispielsweise die Torsteuerungsvorrichtung 315. Wenn die Solitonenpulse einmal an die Torsteuerungsvorrichtung angelegt sind, wird eine Dispersionswellenenergie im Wesentlichen zwischen benachbarten Solitonenpulsen im Pulsstrom während eines Schritts 415 torgesteuert. Anders ausgedrückt werden die Solitonenpulse torgesteuert, um eine Dispersionswelle zwischen benachbarten Solitonenpulsen zu offenbaren oder auf diese zuzugreifen. Ein Zugreifen auf die Dispersionswelle wird typischerweise durch Triggern der Torsteuerungsvorrichtung mit einem Torsteuerungssignal erreicht, nachdem einer der Solitonenpulse durchgelaufen ist, aber bevor der nächste Solitonenpuls bei der Torsteuerungsvorrichtung angekommen ist. Wenn das Torsteuerungssignal einmal zur Torsteuerungsvorrichtung geliefert ist, tritt die Torsteuerungsvorrichtung typischerweise in einen "Durchlass"-Zustand ein und lässt im Wesentlichen zu, dass der Dispersionswellen-"Durchlass" überwacht wird. Bei einem Schritt 420 wird der Energiepegel der Dispersionswelle überwacht. Typischerweise wird die Dispersionswellenenergie unter Verwendung eines weiteren Detektors 325b in Kombination mit der Rückkopplungsvorrichtung 330 überwacht.
Bei einem Schritt 425 wird der Energiepegel der Dispersionswelle mit dem Energiepegel der Solitonenpulse selbst verglichen. Auf diese Weise zeigt die relative Differenz bezüglich der Energiepegel oder ein Verhältnis der unterschiedlichen Energiepegel das Übertragungsbetriebsverhalten der Solitonenpulse an, wenn sie sich ausgebreitet haben. Die Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens ist vorteilhaft, weil es eine Anpassung und eine Handhabung von Faserverbindungen mit unbekannten Verlust-, Dispersions- und Längencharakteristiken bei einem optischen Übertragungssystem zulässt.
Bei einem Schritt 430 wird ein Rückkopplungssignal erzeugt, das sich auf die Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens bezieht. Genauer gesagt stellt der Wert des Rückkopplungssignals die Anzeige eines Übertragungsbetriebsverhaltens dar. Als nächstes wird das Rückkopplungssignal als Telemetrie zu einer Steuervorrichtung geliefert, wie beispielsweise zu der Steuervorrichtung 305 in 3, wie es im Schritt 435 beschrieben ist. Dadurch kann die Steuervorrichtung dann die adaptive Rückkopplungsschleife beenden und die Solitonenpulse ändern, um ein Übertragungsbetriebsverhalten zu verbessern oder zu optimieren, wenn Solitonenpulse durch die Steuervorrichtung laufen, und zwar basierend auf dem Rückkopplungssignal (d. h. der Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens) bei einem Schritt 440.
Zusammenfassend ist ein illustratives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Teil des optischen Übertragungssystems 100 und enthält eine Torsteuerungsvorrichtung 315, eine Rückkopplungsvorrichtung 330 und eine Steuervorrichtung 305. Solitonenpulse werden durch eine Torsteuerungsvorrichtung 315 empfangen, welche dann eine Dispersionswelle 205 zwischen benachbarten Solitonenpulsen 200 mit der Hilfe einer Zeitgeberschaltung 320 erfasst und überwacht. Die Zeitgeberschaltung 320 liefert ein Torsteuerungssignal, das bezüglich der Phase gegenüber den Solitonenpulsen, die auf die Torsteuerungsvorrichtung 315 einfallen, um die Torsteuerungsvorrichtung 315 zu triggern, phasenversetzt (typischerweise etwa 180° bezüglich der Phase versetzt) ist. Ein Triggern der Torsteuerungsvorrichtung 315 lässt zu, dass auf die Dispersionswelle 205 zwischen benachbarten Solitonenpulsen 200 zugegriffen wird und diese überwacht wird. Die Rückkopplungsvorrichtung 330 misst unter Verwendung von Detektoren 325a–b und einer Verarbeitungsschaltung die Energie der Solitonenpulse und die Energie der Dispersionswelle 205. Die Rückkopplungsvorrichtung 330 vergleicht dann die relativen Energiepegel, oder bestimmt genauer gesagt ein Verhältnis der Energiepegel als Anzeige eines Solitonenpuls-Übertragungsbetriebsverhaltens. Diese Anzeige wird dann zur Steuervorrichtung 305 als Rückkopplungssignal rückgekoppelt, damit die Steuervorrichtung 305 Charakteristiken der Solitonenpulse geeignet einstellt und ein Übertragungsbetriebsverhalten verbessert oder optimiert.
Es ist Fachleuten auf dem Gebiet klar werden, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem System und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die Ansprüche definiert ist. Beispielsweise soll das in den Figuren gezeigte Überwachungsmodul illustrativ für bevorzugte Ausführungsbeispiele sein. Die genaue Torsteuerungs- und Rückkopplungsstruktur kann ohne weiteres von einem Fachmann auf dem Gebiet geändert werden.

Claims

Verfahren (400) zum Überwachen eines Übertragungsbetriebsverhaltens einer Vielzahl von Solitonenpulsen (200) innerhalb eines optischen Übertragungssystems (100), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Messen (405) eines Energiepegels der Solitonenpulse; Zugreifen (410, 415) auf eine Dispersionswelle (205) zwischen benachbarten der Solitonenpulse (200); Überwachen (420) eines Energiepegels der Dispersionswelle (205); und Vergleichen (425) des Energiepegels der Solitonenpulse (200) mit dem Energiepegel der Dispersionswelle (205), um eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens der Solitonenpulse (200) bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Messen (405) des Energiepegels der Solitonenpulse (200) weiter ein Messen eines Energiepegels der Solitonenpulse umfasst, die auf einen ersten Detektor einfallen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Zugreifen weiter ein Austasten (410) der Solitonenpulse (200) umfasst, um die Dispersionswelle (205) zwischen benachbarten der Solitonenpulse (200) freizulegen (415).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Austastschritt weiter umfasst: Bereitstellen eines Austastsignals für eine Austasteinrichtung, wobei das Austastsignal in der Phase zu jedem der Solitonenpulse versetzt ist; und Durchlassen der Dispersionswelle durch die Austasteinrichtung in Abhängigkeit von dem Austastsignal.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschritt weiter ein Überwachen des Energiepegels der Dispersionswelle umfasst, wenn die Dispersionswelle durch die Austasteinrichtung läuft.
Verfahren nach einem voranstehenden Anspruch, umfassend ein Bereitstellen (430, 435) eines Rückkopplungssignals, das auf die Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens bezogen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, umfassend den Schritt zum Ändern (440) einer Eigenschaft der Solitonenpulse auf der Grundlage eines Werts des Rückkopplungssignals.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Änderungsschritt ein Ändern eines Leistungspegels der Solitonenpulse auf der Grundlage des Rückkopplungssignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Änderungsschritt ein Ändern einer Dispersionseigenschaft der Solitonenpulse auf der Grundlage des Rückkopplungssignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Änderungsschritt ein Ändern einer Pulsform der Solitonenpulse auf der Grundlage des Rückkopplungssignals umfasst.
Vorrichtung zur Überwachung eines Übertragungsbetriebsverhaltens einer Vielzahl von Solitonenpulsen innerhalb eines optischen Übertragungssystems, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Mittel (325a) zum Messen eines Energiepegels der Solitonenpulse; ein Mittel (315) zum Zugreifen auf eine Dispersionswelle zwischen benachbarten der Solitonenpulse; ein Mittel (325b) zum Überwachen eines Energiepegels der Dispersionswelle; und ein Mittel (330) zum Vergleichen des Energiepegels der Solitonenpulse mit dem Energiepegel der Dispersionswelle, um eine Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens der Solitonenpulse bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, umfassend ein Mittel (305) zum Ändern einer Eigenschaft der Solitonenpulse auf der Grundlage eines Rückkopplungssignals, das auf die Anzeige des Übertragungsbetriebsverhaltens bezogen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückkopplungssignal auf einem Verhältnis des Energiepegels der Dispersionswelle zu dem Energiepegel der Solitonenpulse basiert ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Änderungsmittel eine Steuereinrichtung (305) umfasst, die mit dem Vergleichsmittel (330) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (305) betriebsfähig ist, einen Leistungspegel der Solitonenpulse in Abhängigkeit von einem Empfangen des Rückkopplungssignals zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (305) betriebsfähig ist, einen Dispersionspegel der Solitonenpulse in Abhängigkeit von einem Empfangen des Rückkopplungssignals zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (305) betriebsfähig ist, eine Pulsform der Solitonenpulse in Abhängigkeit von einem Empfangen des Rückkopplungssignals zu ändern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugriffsmittel eine Austasteinrichtung (315) zum Erfassen der Dispersionswelle (205) zwischen den benachbarten der Solitonenpulse (200) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 18, umfassend eine Zeitgebungsschaltung (320) zum Auslösen der Austasteinrichtung (315) mit einem Austastsignal zwischen den benachbarten der Solitonenpulse.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitgebungsschaltung das Austastsignal in der Phase versetzt zu jedem der Solitonenpulse bereitstellt, die auf einen Pulseingang der Austasteinrichtung einfallen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Solitonenenergie-Meßmittel einen ersten Detektor (325a) zum Messen des Energiepegels der Solitonenpulse (200) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, soweit abhängig von Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispersionswellen-Überwachungsmittel einen zweiten Detektor (325b) umfasst, der mit der Austasteinrichtung (315) verbunden ist, wobei der zweite Detektor (325b) betriebsfähig ist, den Energiepegel der erfassten Dispersionswelle (205) zu überwachen.
Vorrichtung nach Anspruch 21 und Anspruch 22, und einem der Ansprüche 13 bis 20, soweit abhängig von Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsmittel eine Verarbeitungseinrichtung (330) umfasst, die mit dem ersten Detektor (325a) und dem zweiten Detektor (325b) verbunden ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung betriebsfähig ist, das Rückkopplungssignal zu erzeugen und das Rückkopplungssignal an einem Rückkopplungsausgang bereitzustellen.