JP3940083B2 - Method and system for adjusting optical signals based on propagation conditions - Google Patents

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Description

本発明は、一般に光通信システムに関連し、特に伝搬状況に基づいて光信号を調整する方法及びシステムに関連する。   The present invention relates generally to optical communication systems, and more particularly to a method and system for adjusting an optical signal based on propagation conditions.

テレコミュニケーションシステム、ケーブルテレビジョンシステム及びデータ通信ネットワークは、遠隔した地点間で大量の情報を速やかに搬送するために光ネットワークを利用する。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを介した光信号の形式で伝搬される。光ファイバは、非常に低損失で長距離にわたって信号を伝送することの可能な細いガラス線（ｓｔｒａｎｄ）である。   Telecommunication systems, cable television systems and data communication networks use optical networks to quickly carry large amounts of information between remote points. In an optical network, information is propagated in the form of optical signals over optical fibers. Optical fibers are thin glass strands that can transmit signals over long distances with very low loss.

光ネットワークは、伝送容量を増やすために波長分割多重化（ＷＤＭ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用することが間々ある。ＷＤＭネットワークでは、多数の光チャネルが、異なる波長で各ファイバ内で伝送される。ネットワーク容量は、各ファイバにおける波長又はチャネルの多重数と共に増加する。   Optical networks often use wavelength division multiplexing (WDM) to increase transmission capacity. In a WDM network, multiple optical channels are transmitted in each fiber at different wavelengths. Network capacity increases with the number of multiplexed wavelengths or channels in each fiber.

増幅することなしに、ＷＤＭ又は他の光ネットワーク内で信号が伝搬し得る最大距離は、その光ファイバに関連する吸収、散乱及び他の損失によって制限される。長距離にわたって信号を伝送するために、光ネットワークは、一般的には各ファイバ経路に沿って離間された複数の増幅器を備える。これら増幅器は、ファイバ中の伝搬損失を補償するように受信信号を大きくする。   Without amplification, the maximum distance that a signal can propagate in a WDM or other optical network is limited by the absorption, scattering, and other losses associated with that optical fiber. In order to transmit signals over long distances, optical networks typically comprise a plurality of amplifiers spaced along each fiber path. These amplifiers increase the received signal to compensate for propagation losses in the fiber.

光増幅器に関する問題は、信号が、ファイバの長さと共に多数の損傷（ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ）を累積することである。そのような損傷には色分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）及び非線形効果が含まれる。   The problem with optical amplifiers is that the signal accumulates a number of impairments along with the length of the fiber. Such damage includes chromatic dispersion and non-linear effects.

本発明は、従前の方法及びシステムに関連する問題点や欠点を実質的に解消する又は抑制する、伝搬状況に基づいて光信号を調整する方法及びシステムを提供する。特定の態様では、送信部における信号変調は、受信部側からのフィードバックに従って微調整され、システムパフォーマンスを増進し、予測困難な作用を最小化する。   The present invention provides a method and system for adjusting an optical signal based on propagation conditions that substantially eliminates or suppresses the problems and drawbacks associated with previous methods and systems. In a particular aspect, the signal modulation at the transmitter is fine tuned according to feedback from the receiver, enhancing system performance and minimizing unpredictable effects.

本発明の一態様によれば、伝搬状況に準拠して光信号を調整する方法及びシステムでは、光リンクの伝搬状況を示す情報を受信する。伝送リンクを通じて伝送されるトラフィックの変調特性は、その情報に基づいて調整される。   According to one aspect of the present invention, in a method and system for adjusting an optical signal in accordance with a propagation situation, information indicating the propagation situation of an optical link is received. Modulation characteristics of traffic transmitted through the transmission link are adjusted based on the information.

より具体的には、本発明の特定の態様によれば、トラフィックの変調度が調整される。変調度は、位相変調度、周波数変調度、強度変調度、又は他の適切な変調属性の度合いであり得る。加えて、トラフィックに関する複数の変調度がその情報に基づいて調整され得る。トラフィックは強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方との多重変調信号から構成されてもよい。この場合に、光伝送リンクの伝送状況を示す情報に基づいて強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方の各信号の変調度が調整されてもよい。 More specifically, according to a particular aspect of the present invention, the degree of traffic modulation is adjusted. The degree of modulation can be a phase modulation degree, a frequency modulation degree, an intensity modulation degree, or a degree of other suitable modulation attributes. In addition, multiple degrees of modulation for traffic may be adjusted based on that information. The traffic may be composed of a multiple modulation signal of an intensity modulation signal and one of a phase modulation signal and a frequency modulation signal. In this case, the modulation degree of one of the intensity modulation signal, the phase modulation signal, and the frequency modulation signal may be adjusted based on information indicating the transmission status of the optical transmission link.

本発明による技術的利点は、伝搬状況に基づいて光信号を調整する方法及びシステムを提供する。特定の態様では、信号パラメータは、受信部側からのフィードバックに基づいて信号変調内容を調整することで、目下の伝送状況に最適化される。従って、システムパフォーマンスは強化され、予測困難な作用は最小化される。加えて、信号は再生成なしに長距離を伝搬し、伝送効率を改善し、伝送コストを減らす。   The technical advantages of the present invention provide a method and system for adjusting an optical signal based on propagation conditions. In a particular aspect, the signal parameters are optimized for the current transmission situation by adjusting the signal modulation content based on feedback from the receiver side. Thus, system performance is enhanced and unpredictable effects are minimized. In addition, the signal propagates over long distances without regeneration, improving transmission efficiency and reducing transmission costs.

本発明の１以上の態様による技術的利点には、光ネットワークに関する改善された一対の送信部及び受信部を提供することが含まれる。特に、受信部は受信信号品質に準拠してリアルタイムで送信部にフィードバックを与える。送信部は、伝送中の信号劣化を最小化するために、受信部からのフィードバックに準拠して、伝送される信号についての変調度又は他の適切なパラメータを調整する。   Technical advantages in accordance with one or more aspects of the present invention include providing an improved pair of transmitters and receivers for an optical network. In particular, the receiving unit provides feedback to the transmitting unit in real time in accordance with the received signal quality. The transmitter adjusts the degree of modulation or other suitable parameter for the transmitted signal in accordance with the feedback from the receiver to minimize signal degradation during transmission.

本発明のよる更なる別の技術的利点は、光リンク上の伝送に関する改善された光情報信号を提供することを包含する。特に、信号の変調度は、そのリンクの現在の伝送状況
に対処するように設定される。従って、伝送中の信号の劣化は最小化され、信号は、再生成なしに長距離にわたって伝送され得る。 Yet another technical advantage of the present invention includes providing an improved optical information signal for transmission over an optical link. In particular, the degree of modulation of the signal is set to handle the current transmission situation of the link. Thus, signal degradation during transmission is minimized and signals can be transmitted over long distances without regeneration.

本発明に関する他の技術的利点は、特許請求の範囲、明細書及び図面により、当業者にとって明瞭になるであろう。   Other technical advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the claims, specification and drawings.

本発明及びその利点をより一層理解するためには、添付図面に関連する以下の詳細な説明が参照され、そこでは同様な番号は同様な部分を表現する。   For a better understanding of the present invention and its advantages, reference is made to the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like numerals represent like parts.

図１は、本発明の一実施例による光通信システムを示す。本実施例では、光通信システム１０は、異なる波長の多数の光チャネルが共通経路上で伝送される波長多重分割（ＷＤＭ）システムである。光通信システム１０は、他の適切なシングルチャネル、マルチチャネル又は双方向伝送システムから構成され得ることが理解されるであろう。   FIG. 1 shows an optical communication system according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical communication system 10 is a wavelength division multiplexing (WDM) system in which multiple optical channels having different wavelengths are transmitted on a common path. It will be appreciated that the optical communication system 10 may be composed of other suitable single channel, multi-channel or bi-directional transmission systems.

図１を参照するに、ＷＤＭシステム１０は、発信元又はソース端部におけるＷＤＭ送信機１２と、光リンク１６によって互いに接続された宛先端部におけるＷＤＭ受信機１４とを有する。ＷＤＭ送信機１２は、複数の光信号におけるデータ又はチャネルを、光リンク１６を介して離れて位置するＷＤＭ受信機１４に送信する。チャネル間の間隔は、隣接するチャネル間のクロストークを回避する又は最小化するように選択される。一実施例では、以下に詳細に説明されるように、最少チャネル間隔（ｄｆ）は、ある整数（Ｎ）から０．４乃至０．６の範疇の値に送信シンボル及び／又はビットレート（Ｂ）を乗じたものより成る。数学的に表現すれば、（Ｎ＋０．４）Ｂ＜ｄｆ＜（Ｎ＋０．６）である。これは、隣接するチャネルクロストークを抑制する。本発明の範囲から逸脱することなしに、チャネル間隔は適切に変化され得ることが理解されるであろう。   Referring to FIG. 1, a WDM system 10 includes a WDM transmitter 12 at a source or source end and a WDM receiver 14 at a destination end connected together by an optical link 16. The WDM transmitter 12 transmits data or channels in a plurality of optical signals to the WDM receiver 14 located away via the optical link 16. The spacing between channels is selected to avoid or minimize crosstalk between adjacent channels. In one embodiment, as will be described in detail below, the minimum channel spacing (df) ranges from a certain integer (N) to a value in the range of 0.4 to 0.6 and the transmitted symbol and / or bit rate (B ). Expressed mathematically, (N + 0.4) B <df <(N + 0.6). This suppresses adjacent channel crosstalk. It will be understood that the channel spacing can be varied appropriately without departing from the scope of the present invention.

ＷＤＭ送信機１２は、複数の光送信部２０及びＷＤＭマルチプレクサ２２を有する。各光送信部２０は、そのチャネル間隔における個々の波長λ１，λ２．．．λｎの集合の中の１つにおける光情報信号２４を生成する。光情報信号２４は、音声、映像、テキスト、リアルタイム、非リアルタイムその他適切なデータをエンコードするために変調される少なくとも１つの特質を備えた光信号より成る。光情報信号２４は、光リンク１６で送信するために、ＷＤＭマルチプレクサ２２によって１つのＷＤＭ信号２６に多重化される。或いは、光情報信号２４はＷＤＭ信号２６に適切に結合され得ることが、理解されるであろう。ＷＤＭ信号は、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）その他の適切なフォーマットで伝送される。 The WDM transmitter 12 includes a plurality of optical transmission units 20 and a WDM multiplexer 22. Each optical transmission unit 20 includes individual wavelengths λ 1 , λ 2 . . . An optical information signal 24 in one of the set of λ n is generated. The optical information signal 24 comprises an optical signal with at least one characteristic that is modulated to encode audio, video, text, real-time, non-real-time or other suitable data. The optical information signal 24 is multiplexed into one WDM signal 26 by the WDM multiplexer 22 for transmission over the optical link 16. Alternatively, it will be understood that the optical information signal 24 may be appropriately coupled to the WDM signal 26. The WDM signal is transmitted in a synchronous optical network (SONET) or other suitable format.

ＷＤＭ受信機１４は、光情報信号２４を受信し、分離し、デコードし、包含されているデータを復元する。一実施例では、ＷＤＭ受信機１４は、ＷＤＭデマルチプレクサ３０及び複数の光受信部３２を有する。ＷＤＭデマルチプレクサ３０は、単一のＷＤＭ信号２６からの光情報信号２４を抽出、多重化解除又はデマルチプレクスし、各々の光情報信号２４を対応する光受信部３２に送信する。各光受信部３２は、光学的に又は電気的に、関連する信号２４からエンコードされたデータを復元する。ここで使用されているように、各々の用語は、識別される項目の少なくとも１つの部分集合中の総てを意味する。   The WDM receiver 14 receives, separates, decodes the optical information signal 24 and restores the contained data. In one embodiment, the WDM receiver 14 includes a WDM demultiplexer 30 and a plurality of optical receivers 32. The WDM demultiplexer 30 extracts, demultiplexes, or demultiplexes the optical information signal 24 from the single WDM signal 26, and transmits each optical information signal 24 to the corresponding optical receiver 32. Each optical receiver 32 recovers the encoded data from the associated signal 24 either optically or electrically. As used herein, each term means all in at least one subset of the items identified.

光リンク１６は、光信号が低損失で伝送される光ファイバその他の適切な媒体より成る。光リンク１６に沿って介在するものは、１以上の光増幅器４０である。光増幅器４０は、光電変換を必要とせずに、１以上の光情報信号２４、ひいてはＷＤＭ信号２６の強度を増幅し、又は昇圧する。   The optical link 16 comprises an optical fiber or other suitable medium through which optical signals are transmitted with low loss. Intervening along the optical link 16 are one or more optical amplifiers 40. The optical amplifier 40 amplifies or boosts the intensity of the one or more optical information signals 24 and thus the WDM signal 26 without requiring photoelectric conversion.

一実施例では、光増幅器４０は、個別的な増幅器（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４２及び分散された増幅器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４４より成る。個別的な増幅器４２は、光リンク１６内のある場所でＷＤＭ信号２６を増幅するよう動作することの可能な、エルビウムのドープされたファイバ（ＥＤＦＡ）のような希土類ドープファイバ増幅器、及び他の適切な増幅器より成る。   In one embodiment, the optical amplifier 40 comprises a discrete amplifier 42 and a distributed amplifier 44. A separate amplifier 42 is a rare earth doped fiber amplifier, such as an erbium doped fiber (EDFA), that is operable to amplify the WDM signal 26 at some location within the optical link 16, and other suitable It consists of a simple amplifier.

分散された増幅器４４は、光リンク１６の拡張された長さ部分に沿ってＷＤＭ信号２６を増幅する。一実施例では、分散された増幅器４４は、双方向分散型ラマン増幅器（ＤＲＡ）より成る。双方向ＤＲＡ４４の各々は、増幅器４４の開始点における光リンク１６に結合された順方向又は共通ポンピング（ｃｏ−ｐｕｍｐｉｎｇ）ソースレーザ５０と、増幅器４４の終点における光リンク１６に結合された後方又はカウンタポンピング（ｏｕｎｔｅｒ−ｐｕｍｐｉｎｇ）ソースレーザ５２とを含む。共通ポンピング及びカウンタポンピングソースレーザ５０，５２は、光リンク１６の別々の又は一部のみ重複する波長を増幅する。   Distributed amplifier 44 amplifies WDM signal 26 along the extended length of optical link 16. In one embodiment, distributed amplifier 44 comprises a bi-directional distributed Raman amplifier (DRA). Each of the bi-directional DRAs 44 includes a forward or co-pumping source laser 50 coupled to the optical link 16 at the start of the amplifier 44 and a back or counter coupled to the optical link 16 at the end of the amplifier 44. And an pumping source laser 52. Common and counter-pumping source lasers 50 and 52 amplify wavelengths that overlap separate or only portions of optical link 16.

ラマンポンプソース５０，５２は、ポンプ光又は増幅信号を生成することの可能な、光情報信号２４に含まれる１以上又は総てを含むＷＤＭ信号２６を増幅することの可能な半導体素子その他適切なレーザより成る。ポンプソース５０，５２は、ラマン利得の偏光感度を最小化するために、非偏光化され、偏光スクランブルされ又は偏光多重化され得る。   The Raman pump sources 50 and 52 can generate pump light or an amplified signal, a semiconductor device capable of amplifying the WDM signal 26 including one or more included in the optical information signal 24, or other appropriate elements. It consists of a laser. The pump sources 50, 52 can be unpolarized, polarization scrambled or polarization multiplexed to minimize Raman gain polarization sensitivity.

共通ポンピングレーザ５０からの増幅信号は、ＷＤＭ信号２６の伝搬方向に発せされ、実質的に同じ速度で及び／又は僅かに異なる若しくは別の適切な異なる速度でＷＤＭ信号２６と共に伝送される。カウンタポンピングレーザ５２からの増幅信号は、ＷＤＭ信号２６とは反対の伝送方向に発せられ、ＷＤＭ信号２６に対して逆に伝搬される。増幅信号は、実質的に同一の又は適切な別の速度で反対方向に伝搬する。   The amplified signal from the common pumping laser 50 is emitted in the propagation direction of the WDM signal 26 and is transmitted with the WDM signal 26 at substantially the same rate and / or at a slightly different or different suitable rate. The amplified signal from the counterpumping laser 52 is emitted in the transmission direction opposite to that of the WDM signal 26 and propagates in reverse to the WDM signal 26. The amplified signal propagates in the opposite direction at substantially the same or another velocity that is appropriate.

増幅信号は、増幅される１つ又は複数の信号より低い波長の１以上の高電力光又は高電力波より成る。増幅信号が光リンク１６を伝搬するにつれて、増幅信号は、リンク１６中の原子と散乱し、その原子に関して幾らかのエネルギを損失し、増幅された１つ又は複数の信号と同じ波長を維持する。こうして、増幅信号は、何マイルも又は何キロにもわたって、より多くの光子によって表現されるエネルギを取得する。ＷＤＭ信号２６に関し、共通ポンピング及びカウンタポンピングレーザ５０，５２各々は、いくつかの異なるポンプ波長を有し、その波長は、波長分割光情報信号の各々を増幅するために共に使用される。   The amplified signal consists of one or more high power light or high power waves at a lower wavelength than the signal or signals to be amplified. As the amplified signal propagates through the optical link 16, it scatters with the atoms in the link 16, loses some energy with respect to that atom, and maintains the same wavelength as the amplified signal or signals. . Thus, the amplified signal acquires energy represented by more photons over miles or kilometers. With respect to the WDM signal 26, each of the common and counterpumping lasers 50, 52 has a number of different pump wavelengths, which are used together to amplify each of the wavelength division optical information signals.

一実施例では、以下に詳細に説明されるように、キャリア信号の非強度特性が、各光送信部２０にてデータ信号と共に変調される。この非強度特性は、順方向ポンピング分散増幅器又は双方向ポンピング分散増幅器からのクロス利得変調（ＸＧＭ）に起因する、クロストークに対して完全に又はある程度抑制された感度を有する、位相、周波数その他の適切な特性から成る。非強度変調された光情報信号は、クロック又は他の非データ信号と共に、強度変調器を用いて更に処理される及び／又は再変調される。非強度変調光情報信号は、非データ信号の強度変調より成る。   In one embodiment, as will be described in detail below, the non-intensity characteristics of the carrier signal are modulated with the data signal at each optical transmitter 20. This non-intensity characteristic is due to phase, frequency, etc., with fully or partially suppressed sensitivity to crosstalk due to cross-gain modulation (XGM) from forward-pumped or bi-pumped distributed amplifiers. Consists of appropriate characteristics. The non-intensity modulated optical information signal is further processed and / or re-modulated with the clock or other non-data signal using an intensity modulator. The non-intensity modulated optical information signal consists of intensity modulation of a non-data signal.

特定の実施例では、以下に詳細に説明されるように、ＷＤＭ信号２６は、位相又は周波数変調された光情報信号２４より成り、その信号はＸＧＭに起因してチャネル２４間にてクロストークなしに双方向ＤＲＡ４４を用いて増幅される。本実施例では、双方向ＤＲＡ４４は、優れた光信号対雑音比での増幅を与え、より長い伝送距離及び改善された伝送特性を可能にする。   In a particular embodiment, as described in detail below, the WDM signal 26 comprises a phase or frequency modulated optical information signal 24 that is not crosstalk between channels 24 due to XGM. Is amplified using a bi-directional DRA 44. In this embodiment, the bi-directional DRA 44 provides amplification with an excellent optical signal-to-noise ratio, allowing for longer transmission distances and improved transmission characteristics.

図２は、本発明の一実施例による光送信部２０の詳細を示す。本実施例では、光送信部２０は、レーザ７０と、変調部７２と、データ信号部７４を有する。レーザ７０は、適切な波長制御による所定の周波数におけるキャリア信号を生成する。一般的には、レーザ７０により発せられる波長は、１５００ナノメートル（ｎｍ）範囲内に選択され、その範囲では、シリカに準拠した光ファイバにとって最少の信号減衰となる。より具体的には、１３１０乃至１６５０ｎｍの範囲内で波長を選択するのが一般的であるが、適宜変更され得る。   FIG. 2 shows details of the optical transmitter 20 according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the optical transmission unit 20 includes a laser 70, a modulation unit 72, and a data signal unit 74. The laser 70 generates a carrier signal at a predetermined frequency by appropriate wavelength control. In general, the wavelength emitted by laser 70 is selected within the 1500 nanometer (nm) range, which provides minimal signal attenuation for silica-compliant optical fibers. More specifically, the wavelength is generally selected within the range of 1310 to 1650 nm, but may be changed as appropriate.

モジュレータ７２は、光情報信号２４を生成するために、データ信号７４をキャリア信号で変調する。モジュレータ７２は、データ信号７４をキャリア信号にエンコードするために、振幅変調、周波数変調、位相変調、強度変調、振幅シフトキーイング、周波数シフトキーイング、位相シフトキーイングその他適切な技法を利用し得る。加えて、別のモジュレータ７２が１以上の変調システムの組合せを利用し得ることは理解されるであろう。   The modulator 72 modulates the data signal 74 with a carrier signal in order to generate the optical information signal 24. Modulator 72 may utilize amplitude modulation, frequency modulation, phase modulation, intensity modulation, amplitude shift keying, frequency shift keying, phase shift keying, or other suitable techniques to encode data signal 74 into a carrier signal. In addition, it will be appreciated that another modulator 72 may utilize a combination of one or more modulation systems.

一実施例によれば、モジュレータ７２は、データ信号７４と共に、位相、周波数その他適切なキャリア信号の非強度特性を変調する。前述したように、これは、双方向ＤＲＡ又は他の分散増幅を用いながら長きにわたるＸＧＭ及び他の伝送システムに起因する、クロストークに対する非敏感性を備えた非強度光情報信号２４を生成する。キャリア波、キャリア波の周波数変調及びキャリア波の位相変調の詳細が図３Ａ−Ｃに示されている。   According to one embodiment, the modulator 72, along with the data signal 74, modulates the phase, frequency, and other non-intensity characteristics of the appropriate carrier signal. As described above, this produces a non-intensity optical information signal 24 with insensitivity to crosstalk due to long XGM and other transmission systems using bi-directional DRA or other distributed amplification. Details of the carrier wave, the frequency modulation of the carrier wave and the phase modulation of the carrier wave are shown in FIGS. 3A-C.

図３Ａを参照するに、キャリア信号７６は、指定された波長にて完全に周期的な信号である。キャリア信号７６は、変調により変化させられ且つ変調を通じて情報を搬送することの可能な少なくとも１つの性質を有する。   Referring to FIG. 3A, the carrier signal 76 is a completely periodic signal at a specified wavelength. The carrier signal 76 has at least one property that can be varied by the modulation and carry information through the modulation.

図３Ｂを参照するに、キャリア信号７６の周波数はデータ信号７４と共に変調され、周波数変調された光情報信号７８を生成している。周波数変調では、キャリア信号７６の周波数は、データ信号７４の関数として遷移又はシフトさせられる。キャリア信号の周波数が個々の状態の間でシフトする周波数シフトキーイングが使用され得る。   Referring to FIG. 3B, the frequency of the carrier signal 76 is modulated along with the data signal 74 to produce a frequency modulated optical information signal 78. In frequency modulation, the frequency of the carrier signal 76 is transitioned or shifted as a function of the data signal 74. Frequency shift keying in which the frequency of the carrier signal shifts between the individual states can be used.

図３Ｃを参照するに、キャリア信号７６の位相は、データ信号８０と共に変調され、位相変調された光情報信号８２を生成している。位相変調では、キャリア信号７６の位相が、データ信号８０の関数としてシフトさせられる。キャリア信号の位相が個々の状態の間でシフトする位相シフトキーイングが使用され得る。   Referring to FIG. 3C, the phase of the carrier signal 76 is modulated along with the data signal 80 to produce a phase modulated optical information signal 82. In phase modulation, the phase of the carrier signal 76 is shifted as a function of the data signal 80. Phase shift keying in which the phase of the carrier signal shifts between the individual states can be used.

図４は本発明の別の実施例による光送信部８０を示す。本実施例では、データはキャリア信号に位相又は周波数変調され、信号クロックに同期した強度変調と共に再変調され、伝送システムでの優れた電力許容度又はトレランスを与える。   FIG. 4 shows an optical transmitter 80 according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the data is phase or frequency modulated onto the carrier signal and remodulated with intensity modulation synchronized to the signal clock to provide excellent power tolerance or tolerance in the transmission system.

図４を参照するに、光送信部８０は、レーザ８２と、非強度モジュレータ８４と、データ信号８６とを有する。非強度モジュレータ８４は、レーザ８２からのキャリア信号の位相又は周波数をデータ信号８６と変調する。その結果のデータ変調信号は、クロック周波数９０用いる再変調用の強度モジュレータ８８に伝送され、二重又は多重変調の光情報信号９２を生成する。クロックに基づく強度変調はランダムではなく、完全に周期的パターンであるので、順方向ポンピング方向にて僅かな速度差が存在する限り、ＸＧＭに起因するクロストークはＤＲＡ４４から全く又は殆ど発生しない。図５は、二重変調光情報信号９２の波形を図示する。   Referring to FIG. 4, the optical transmitter 80 includes a laser 82, a non-intensity modulator 84, and a data signal 86. Non-intensity modulator 84 modulates the phase or frequency of the carrier signal from laser 82 with data signal 86. The resulting data modulation signal is transmitted to a remodulation intensity modulator 88 using a clock frequency 90 to generate a double or multiple modulated optical information signal 92. Since the intensity modulation based on the clock is not random and is a perfectly periodic pattern, no or little crosstalk due to XGM occurs from the DRA 44 as long as there is a slight speed difference in the forward pumping direction. FIG. 5 illustrates the waveform of the dual modulated optical information signal 92.

図６は、本発明の一実施例による光受信部３２の詳細を示す。本実施例では、光受信部３２は、位相シフトキーイングによりキャリア信号の位相にデータ変調されている、多重化解除された光情報信号２４を受信する。或いは光受信部３２は、本発明の範囲から逸脱することなしに、光情報信号２４にエンコードされたデータを受信及び検出するように適切に構成され得る。   FIG. 6 shows details of the optical receiver 32 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical receiver 32 receives the demultiplexed optical information signal 24 that has been data-modulated to the phase of the carrier signal by phase shift keying. Alternatively, the optical receiver 32 may be suitably configured to receive and detect data encoded in the optical information signal 24 without departing from the scope of the present invention.

図６を参照するに、光受信部３２は非対称干渉計１００と検出器１０２とを包含する。干渉計１００は、検出器１０２によるデータ検出のために、非強度変調光情報信号２４を強度変調光情報信号に変換することの可能な非対称マッハゼンダ型又は他の適切な干渉計である。波長依存損失特性及びチャネル間隔に対する良好な排除特性の観点からは、マッハゼンダ型干渉計１００が好ましい。   Referring to FIG. 6, the optical receiver 32 includes an asymmetric interferometer 100 and a detector 102. Interferometer 100 is an asymmetric Mach-Zehnder or other suitable interferometer capable of converting non-intensity modulated optical information signal 24 into an intensity modulated optical information signal for data detection by detector 102. The Mach-Zehnder interferometer 100 is preferable from the viewpoint of wavelength-dependent loss characteristics and good rejection characteristics with respect to channel spacing.

マッハゼンダ干渉計１００は、受信した光信号を異なる長さの２つの干渉計経路１１０，１１２に分割し、その２つの経路１１０，１１２を可干渉的に結合し、相補的な出力信号１１４，１１６を生成する。特に、光学的経路差（Ｌ）は、シンボルレート（Ｂ）に光速（Ｃ）を乗じ、その経路の光屈折率（ｎ）で割ったものに等しい。数学的に表現すれば、Ｌ＝Ｂｃ／ｎである。   The Mach-Zenda interferometer 100 splits the received optical signal into two interferometer paths 110, 112 of different lengths, coherently couples the two paths 110, 112, and complementary output signals 114, 116. Is generated. In particular, the optical path difference (L) is equal to the symbol rate (B) multiplied by the speed of light (C) and divided by the optical refractive index (n) of that path. Expressed mathematically, L = Bc / n.

特定の実施例では、２つの経路長１１０，１１２は、１つのシンボル期間又はビットシフトを与えるように、シンボル又はビットレートに基づいて調整される。本実施例では、マッハゼンダ干渉計１００は波長依存性損失を有し、その損失は、チャネル間隔が、上述したように、ある整数から０．４乃至０．６の範疇の値にシンボル伝送レートを乗じたものである場合に、隣接チャネル拒否特性を増進させる。   In particular embodiments, the two path lengths 110, 112 are adjusted based on the symbol or bit rate to provide one symbol period or bit shift. In this embodiment, the Mach-Zehnder interferometer 100 has a wavelength-dependent loss, and the loss is obtained by changing the symbol transmission rate from a certain integer to a value in the range of 0.4 to 0.6 as described above. If it is multiplied, the adjacent channel rejection characteristic is enhanced.

検出器１０２はデュアル形式又は他の適切な検出器である。一実施例では、デュアル検出器１０２は、平衡検出構成で直列に接続されたフォトダイオード１２０，１２２と制限増幅器１２４とを包含する。本実施例では、マッハゼンダ干渉計１００からの２つの相補的な光出力１１４，１１６は、光信号を電気信号に変換するためにフォトダイオード１２０，１２２に与えられる。電気的な制限増幅器１２４は、干渉計１００により分配される光強度に依存して、電気信号をディジタル信号（０又は１）に変換する。別の実施例では、検出器１０２は、出力１１６に接続された１つのフォトダイオード１２２を備えた単一の検出器である。その実施例では出力１１４は使用されない。   Detector 102 is a dual type or other suitable detector. In one embodiment, dual detector 102 includes photodiodes 120 and 122 and limiting amplifier 124 connected in series in a balanced detection configuration. In this embodiment, two complementary optical outputs 114 and 116 from the Mach-Zenda interferometer 100 are provided to the photodiodes 120 and 122 for converting the optical signal into an electrical signal. The electrical limiting amplifier 124 converts the electrical signal into a digital signal (0 or 1) depending on the light intensity distributed by the interferometer 100. In another embodiment, detector 102 is a single detector with one photodiode 122 connected to output 116. In that embodiment, output 114 is not used.

図７は、本発明の一実施例による非対称マッハゼンダ干渉計１００の周波数応答を示す。本実施例では、チャネル間隔は、上述したように、ある整数から０．４乃至０．６の範疇の値にシンボル伝送レートを乗じたものより成る。理解されるように、隣接するチャネルの光周波数は、デマルチプレクサ３０のチャネル排除機能と共に、非対称マッハゼンダ干渉計１００によって自動的に排除される。非対称マッハゼンダ干渉計は他の適切なチャネル間隔に関連付けて使用され得ることが理解されるであろう。   FIG. 7 shows the frequency response of an asymmetric Mach-Zenda interferometer 100 according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the channel interval is formed by multiplying a value in a range from 0.4 to 0.6 by a symbol transmission rate as described above. As will be appreciated, the optical frequencies of adjacent channels are automatically rejected by the asymmetric Mach-Zender interferometer 100 along with the channel rejection function of the demultiplexer 30. It will be appreciated that an asymmetric Mach-Zender interferometer can be used in connection with other suitable channel spacings.

図８Ａ−Ｃは、本発明の一実施例によるデマルチプレクサ３０の詳細を示す。本実施例では、位相又は周波数変調光情報信号２４が、ＷＤＭ受信部１４のデマルチプレクサ３０内で、及び／又はデマルチプレクス処理前に又はデマルチプレクス処理中に強度変調光情報信号に変換される。或いは、デマルチプレクサ３０は、本発明の範囲から逸脱することなしに、ＷＤＭ信号２６から光情報信号２４を適切に多重化解除及び／又は分離する。   8A-C show details of the demultiplexer 30 according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the phase or frequency modulated optical information signal 24 is converted into an intensity modulated optical information signal in the demultiplexer 30 of the WDM receiver 14 and / or before or during the demultiplexing process. The Alternatively, demultiplexer 30 appropriately demultiplexes and / or demultiplexes optical information signal 24 from WDM signal 26 without departing from the scope of the present invention.

図８Ａを参照するに、デマルチプレクサ３０は、複数のデマルチプレクス要素１３０と、マルチチャネルフォーマット変換器１３１とを有する。各デマルチプレクス要素１３０は、受信したチャネル１３２のセット（ｓｅｔ）をチャネル１３４の個々のセットに分離する。最終的なチャネル分離は、各々が特定のチャネル波長１３８を濾波する誘電体フィルタ１３６によって実行される。   Referring to FIG. 8A, the demultiplexer 30 includes a plurality of demultiplexing elements 130 and a multichannel format converter 131. Each demultiplexing element 130 separates the received set of channels 132 into individual sets of channels 134. Final channel separation is performed by dielectric filters 136 that each filter a particular channel wavelength 138.

マルチチャネルフォーマット変換器１３１は、位相変調を強度変調に変換し、且つ干渉計１００に関連して上述したように非強度変調信号を強度変調信号に変換する、１ビットシフトに関する非対称マッハゼンダ干渉計とすること、又は少なくとも２つの位相又は周波数変調チャネルを周波数変調ＷＤＭ信号チャネルに変換する、周期的周波数応答を有する適切な光学装置とすることが可能である。強度変換干渉計は、第１段目のデマルチプレクサ要素の前に、第１及び第２段の間に、他の適切な段の間に設けられ得る。他のデマルチプレクサ要素１３０は、チャネル１３２の到来するセットを出力チャネル１３４の２つのセットに濾波するよう動作するフィルタ又は非変換性マッハゼンダ干渉計から形成することが可能である。   A multi-channel format converter 131 converts the phase modulation into intensity modulation, and converts the non-intensity modulated signal into an intensity modulated signal as described above with respect to the interferometer 100, and an asymmetric Mach-Zehnder interferometer for 1-bit shift. Or a suitable optical device with a periodic frequency response that converts at least two phase or frequency modulated channels into a frequency modulated WDM signal channel. An intensity conversion interferometer may be provided between the first and second stages and between other suitable stages before the first stage demultiplexer element. Other demultiplexer elements 130 may be formed from filters or non-convertible Mach-Zender interferometers that operate to filter the incoming set of channels 132 to the two sets of output channels 134.

特定の実施例では、マルチチャネルフォーマット変換器１３１は、ＷＤＭチャネル間隔又はその半整数倍に一致する非拘束スペクトル範囲（ｆｒｅｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒａｎｇｅ）を有する非対称マッハゼンダ干渉計である。このことは、総てのＷＤＭチャネルが、マッハゼンダ干渉計内で同時に変換されることを可能にする。本実施例では、チャネル間隔は、非拘束スペクトル範囲を規定するチャネルビットレートに準拠して形成される。デマルチプレクサ３０内に強度変換マッハゼンダ干渉計を設けることは、光受信部３２各々に大きくてコストがかかる干渉計１００を設ける必要性を排除し得る。加えて、マッハゼンダ及び他のデマルチプレクサ要素１３０を含むデマルチプレクサ３０は、同一チップにて製造されることが可能であり、ＷＤＭ受信部１４の大きさ及びコストを小さくすることが可能である。   In a particular embodiment, the multi-channel format converter 131 is an asymmetric Mach-Zehnder interferometer having a free spectral range that matches the WDM channel spacing or a half integer multiple thereof. This allows all WDM channels to be converted simultaneously in the Mach-Zenda interferometer. In this embodiment, the channel interval is formed in accordance with a channel bit rate that defines an unconstrained spectral range. Providing an intensity conversion Mach-Zender interferometer in the demultiplexer 30 can eliminate the necessity of providing a large and expensive interferometer 100 in each of the optical receivers 32. In addition, the demultiplexer 30 including the Mach Zender and other demultiplexer elements 130 can be manufactured on the same chip, and the size and cost of the WDM receiver 14 can be reduced.

図８Ｂを参照するに、デマルチプレクサ３０は、複数の波長インターリーバ１３３と、最終段波長インターリーバ１３３によるインターリーブ済み光情報信号のセット各々についてのマルチチャネルフォーマット変換器１３５とを有する。各々の波長インターリーバ１３３は、チャネルの受信したセットをインターリーブされたチャネルの２つの個々のセットに分ける。マルチチャネルフォーマット変換器１３５は、１ビットシフトに関する非対称マッハゼンダ干渉計であり、干渉計１００又は他の適切な光学装置に関して上述したような非強度変調信号を強度変調信号に変換する。フォーマット変換前にＷＤＭ多重化解除の一部として波長インターリーブを利用することは、たとえ干渉計の非拘束スペクトル範囲がＷＤＭチャネル間隔の整数倍に一致しない場合でさえも、いくつかのＷＤＭチャネルが、あるマッハゼンダ干渉計内で同時に変換されることを可能にする。図８Ｃは、非拘束スペクトル範囲がチャネル間隔の４分の３個分である波長インターリーバ１３３を利用する、デマルチプレクサ３０の特定の実施例に関する４つのマッハゼンダ干渉計の伝送内容を示す。本実施例では、４つのマッハゼンダ干渉計が、ＷＤＭチャネル総てを変換するために使用される。   Referring to FIG. 8B, the demultiplexer 30 includes a plurality of wavelength interleavers 133 and a multi-channel format converter 135 for each set of optical information signals interleaved by the final-stage wavelength interleaver 133. Each wavelength interleaver 133 divides the received set of channels into two separate sets of interleaved channels. Multi-channel format converter 135 is an asymmetric Mach-Zehnder interferometer with 1-bit shift and converts a non-intensity modulated signal as described above with respect to interferometer 100 or other suitable optical device into an intensity modulated signal. Utilizing wavelength interleaving as part of WDM demultiplexing prior to format conversion means that even if the unconstrained spectral range of the interferometer does not match an integer multiple of the WDM channel spacing, Allows simultaneous conversion in a Mach-Zenda interferometer. FIG. 8C shows the transmission contents of four Mach-Zenda interferometers for a particular embodiment of demultiplexer 30 that utilizes a wavelength interleaver 133 whose unconstrained spectral range is three quarters of the channel spacing. In this example, four Mach-Zender interferometers are used to convert all WDM channels.

図９は、本発明の一実施例による分散増幅を用いる光通信システムでの情報送信方法を示す。本実施例では、データ信号は、キャリア信号に対して位相シフトキーイングで処理され、その信号は個々の及び分散的な増幅を利用して伝送中に増幅される。   FIG. 9 shows an information transmission method in an optical communication system using distributed amplification according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the data signal is processed with phase shift keying on the carrier signal, and the signal is amplified during transmission using individual and distributed amplification.

図９を参照するに、本方法はステップ１４０から始まり、別々の波長の光キャリア信号各々の位相がデータ信号７４と共に変調され、光譲歩信号２４を生成する。ステップ１４２では、光情報信号２４はＷＤＭ信号２６に多重化される。ステップ１４３では、ＷＤＭ信号２６は光リンク１６により伝送される。   Referring to FIG. 9, the method begins at step 140 where the phase of each separate wavelength optical carrier signal is modulated along with the data signal 74 to generate the optical concession signal 24. In step 142, the optical information signal 24 is multiplexed into the WDM signal 26. In step 143, the WDM signal 26 is transmitted over the optical link 16.

ステップ１４４の処理に関し、ＷＤＭ信号２６は、個々の及び分散的な増幅を利用して光リンク１６に沿って増幅される。上述したように、ＷＤＭ信号２６はＥＤＦＡ４２を用いて個々の地点で増幅され、及び双方向ＤＲＡ４４を用いて分散的に増幅される。データ信号はキャリア信号の位相に変調されるので、順方向ポンピング増幅に起因するＸＧＭからのチャネル間クロストークは除去される。従って、信号雑音比は最大化されることが可能になり、その信号は再生成せずに一層長い距離を伝搬することが可能になる。   For the processing of step 144, the WDM signal 26 is amplified along the optical link 16 utilizing individual and distributed amplification. As described above, the WDM signal 26 is amplified at individual points using the EDFA 42 and distributedly amplified using the bi-directional DRA 44. Since the data signal is modulated to the phase of the carrier signal, interchannel crosstalk from XGM due to forward pumping amplification is eliminated. Thus, the signal to noise ratio can be maximized and the signal can propagate longer distances without being regenerated.

次に、ステップ１４５では、ＷＤＭ信号２６がＷＤＭ受信部１４によって受信される。ステップ１４６では、ＷＤＭ信号２６は、デマルチプレクサ３０によって多重化解除され、光情報信号２４に分離される。ステップ１４７では、位相変調光情報信号２４は、ステップ１４８でデータ信号７４を復元するために強度変調信号に変換される。こうして、データ信号７４は低ビット雑音比で順方向又は双方向ポンピング分散増幅を利用しながら長距離にわたって伝送される。   Next, in step 145, the WDM signal 26 is received by the WDM receiver 14. In step 146, the WDM signal 26 is demultiplexed by the demultiplexer 30 and separated into the optical information signal 24. In step 147, the phase modulated light information signal 24 is converted to an intensity modulated signal to recover the data signal 74 in step 148. Thus, the data signal 74 is transmitted over long distances utilizing forward or bidirectional pumping distributed amplification with a low bit-noise ratio.

図１０は、本発明の一実施例による双方向光通信システム１５０を示す。本実施例では、双方向光通信システム１５０は、光リンクの各端部にＷＤＭ送信部１５２及びＷＤＭ受信部１５４を備える。ＷＤＭ送信部１５２は、ＷＤＭ送信部１２に関連して上述したような光送信部とマルチプレクサとを有する。同様に、ＷＤＭ受信部１５４は、ＷＤＭ受信部１４に関連して上述したようなデマルチプレクサと光受信部とを有する。   FIG. 10 illustrates a two-way optical communication system 150 according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the bidirectional optical communication system 150 includes a WDM transmitter 152 and a WDM receiver 154 at each end of the optical link. The WDM transmission unit 152 includes an optical transmission unit and a multiplexer as described above in connection with the WDM transmission unit 12. Similarly, the WDM receiver 154 includes a demultiplexer and an optical receiver as described above in connection with the WDM receiver 14.

各端部にて、１組のＷＤＭ送信部及び受信部が、配信装置１５８によって光リンク１５６に接続される。配信装置１５８は、下り又は外向（ｅｇｒｅｓｓ）トラフィックが、ＷＤＭ送信部１５２からリンク１５６を通じて伝搬すること、及びリンク１５６からＷＤＭ受信部１５４に上り又は内向（ｉｎｇｒｅｓｓ）トラフィックを配信することを可能にする光サーキュレータ、光ファイバ、又は光インターリーバフィルタであり得る。   At each end, a set of WDM transmitters and receivers are connected to the optical link 156 by a distribution device 158. The distribution device 158 allows downlink or egress traffic to propagate from the WDM transmitter 152 through the link 156 and to distribute uplink or ingress traffic from the link 156 to the WDM receiver 154. It can be an optical circulator, an optical fiber, or an optical interleaver filter.

光リンク１５６は、リンクに沿って周期的に設けられた双方向個別増幅器１６０及び双方向分散増幅器１６２より成る。双方向個別増幅器１６０は、増幅器４２に関連して上述されたようなＥＤＦＡ増幅器より成る。同様に、分散的な増幅器１６２は、ＤＲＡ増幅器４４に関連して上述したような、共通ポンピング及びカウンタポンピングレーザ１１６４，１６６を包含するＤＲＡ増幅器より成る。   The optical link 156 includes a bidirectional individual amplifier 160 and a bidirectional dispersion amplifier 162 that are periodically provided along the link. Bidirectional individual amplifier 160 comprises an EDFA amplifier as described above in connection with amplifier 42. Similarly, distributed amplifier 162 comprises a DRA amplifier that includes common and counter-pumped lasers 1164 and 166 as described above in connection with DRA amplifier 44.

動作時にあっては、ＷＤＭ信号が生成され、各端部地点から別の端部地点に送信され、ＷＤＭ信号がその別の端部地点にて受信される。光リンク１５６の長さに沿って、ＷＤＭ信号は、双方向ポンプＤＲＡ１６２を利用しながら増幅される。データは光強度の形式で搬送されないので、ＸＧＭに起因するクロストークは排除される。従って、ＤＲＡ及び他の適切な分散的な増幅は、長距離にわたる他の適切な双方向光伝送システムに使用され得る。   In operation, a WDM signal is generated and transmitted from each end point to another end point, and the WDM signal is received at the other end point. Along the length of the optical link 156, the WDM signal is amplified utilizing the bi-directional pump DRA 162. Since data is not carried in the form of light intensity, crosstalk due to XGM is eliminated. Thus, DRA and other suitable distributed amplification can be used for other suitable bi-directional optical transmission systems over long distances.

図１１は、本発明の別の実施例による光送信部２００及び光受信部２０２を示す。本実施例では、光送信部２００及び光受信部２０４は、光情報信号２４の伝送特性を改善するために微調整変調（ｆｉｎｅ−ｔｕｎｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）で通信を行なう。或いは、光情報信号の変調は、本発明の範囲から逸脱することなしに、ダウンストリームフィードバックを利用して微調整され得る。   FIG. 11 shows an optical transmitter 200 and an optical receiver 202 according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical transmission unit 200 and the optical reception unit 204 perform communication by fine-tuning modulation in order to improve the transmission characteristics of the optical information signal 24. Alternatively, the modulation of the optical information signal can be fine tuned using downstream feedback without departing from the scope of the present invention.

図１１を参照するに、光送信部２００は、レーザ２１０、モジュレータ２１２、データ信号２１４を有し、これらはレーザ７０、モジュレータ７２、データ信号７４に関して説明されたように動作する。コントローラ２１６は、ダウンストリーム光受信部２０２からビットエラーレート又は伝送エラーに関する他の指標を受信し、その指標に基づいて伝送エラーを減らす又は最小化するためにモジュレータ２１２の変調度（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ）を調整する。コントローラ２１６は、振幅、強度、位相、周波数及び／又は他の適切なモジュレータ２１２の変調度を調整し、適切な制御ループ又は他のアルゴリズムを利用し、そのアルゴリズムは、伝送エラーレートを最小化する又は抑制するために、変調内容のみを又は他の特性と組み合わせて調整する。従って、例えば、コントローラ２１６は、光送信部８０内で非強度変調度及び周期的強度変調度を調整し、多重変調信号を生成及び最適化する。   Referring to FIG. 11, the optical transmitter 200 includes a laser 210, a modulator 212, and a data signal 214, which operate as described with respect to the laser 70, the modulator 72, and the data signal 74. The controller 216 receives a bit error rate or other indication related to transmission error from the downstream optical receiver 202, and modifies the modulation depth of the modulator 212 to reduce or minimize the transmission error based on the indication. adjust. The controller 216 adjusts the amplitude, intensity, phase, frequency and / or other suitable modulator 212 modulation depth and utilizes a suitable control loop or other algorithm that minimizes the transmission error rate. Or, to suppress, adjust only the modulation content or in combination with other characteristics. Therefore, for example, the controller 216 adjusts the non-intensity modulation degree and the periodic intensity modulation degree in the optical transmission unit 80 to generate and optimize the multiple modulation signal.

光受信部２０２は、干渉計２２０及び検出器２２２より成り、それらは干渉計１００及び検出器１０２に関して上述したように動作する。順方向誤り訂正（ＦＥＣ）デコーダ２２４は、ビットエラーを判別するために、ＳＯＮＥＴ若しくは他のフレームのヘッダ若しくは他の部分にて又は送信プロトコルデータにて、ヘッダ、冗長、シンプトン（ｓｙｍｐｔｏｍ）又は他の適切なビットを利用する。ＦＥＣデコーダ２２４は、検出されたビットエラーを補償し、そのビットエラーレート又は伝送エラーに関する指標を、光受信部２０２に関するコントローラ２２６に転送する。 The optical receiver 202 consists of an interferometer 220 and a detector 222 that operate as described above with respect to the interferometer 100 and detector 102. The forward error correction (FEC) decoder 224 determines whether a bit error is detected by a header, redundancy, symptom or other in the header or other part of the SONET or other frame or in the transmission protocol data. Use the appropriate bits. FEC decoder 224 compensates the detected bit error, the indicators related to the bit error rate or transmission errors, and transfers to the controller 226 to an optical receiver unit 202.

コントローラ２２６は、ビットエラーレート又は他の指標を、光学的監視チャネル（ＯＳＣ）２３０を介して光送信部２００内のコントローラ２１６と通信する。コントローラ２１６，２２６は、伝送システムの導入時又は起動時に、伝送システムの動作中に周期的に、伝送システムの動作中に継続的に、又は所定のトリガイベントに応答して、微調整変調度を互いに通信することができる。このようにして、変調度は、受信部にて測定される受信信号品質に準拠して調整され、色分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、非線形効果、受信特性、他の予測不可能な及び／又は予測可能なシステムの特性を最適にし得る。   The controller 226 communicates the bit error rate or other indication with the controller 216 in the optical transmitter 200 via an optical monitoring channel (OSC) 230. Controllers 216 and 226 may adjust the fine-tuning modulation degree at the time of introduction or activation of the transmission system, periodically during operation of the transmission system, continuously during operation of the transmission system, or in response to a predetermined trigger event. Can communicate with each other. In this way, the degree of modulation is adjusted according to the received signal quality measured at the receiver, and chromatic dispersion, non-linear effects, reception characteristics, other unpredictable and / or predictable. System characteristics can be optimized.

図１２は、本発明の一実施例によるモジュレータ２１２の詳細を示す。本実施例では、モジュレータ２１２は、位相及び強度変調を利用して、２重変調光情報信号を生成する。位相及び強度変調度は、伝送エラーを最小化するために受信部側フィードバックに基づいて調整される。   FIG. 12 shows details of the modulator 212 according to one embodiment of the present invention. In the present embodiment, the modulator 212 generates a double modulated optical information signal using phase and intensity modulation. The phase and intensity modulation degree are adjusted based on the feedback on the receiver side in order to minimize transmission errors.

図１２を参照するに、モジュレータ２１２は、位相シフトキーイングのような位相変調を行なうために、電気的装置２３２に接続されたバイアス回路２３０を含む。バイアス回路２３０は電源であり、電気的ドライバ２３２は広帯域増幅器であり得る。バイアス回路２３０は、コントローラ２１６により制御され、バイアス信号を電気的ドライバ２３２に出力する。バイアス信号は位相変調用の指標又はインデックスを与える。電気的ドライバ２３２は、バイアス信号に基づいてデータ信号２１４を増幅し、その結果の信号を位相モジュレータ２３４に出力する。位相モジュレータ２３４は、レーザ２１０により出力されたキャリア信号の位相に受信バイアス調整データ信号を変調し、位相変調光情報信号２３６を生成する。   Referring to FIG. 12, modulator 212 includes a bias circuit 230 connected to electrical device 232 for performing phase modulation such as phase shift keying. The bias circuit 230 can be a power supply and the electrical driver 232 can be a broadband amplifier. The bias circuit 230 is controlled by the controller 216 and outputs a bias signal to the electrical driver 232. The bias signal provides an index or index for phase modulation. The electrical driver 232 amplifies the data signal 214 based on the bias signal and outputs the resulting signal to the phase modulator 234. The phase modulator 234 modulates the reception bias adjustment data signal to the phase of the carrier signal output from the laser 210 to generate a phase modulated optical information signal 236.

強度シフトキーイングのような強度変調に備えて、モジュレータ２１２は、電気的ドライバ２４２に接続されたバイアス回路２４０を包含する。バイアス回路２４０は、コントローラ２１６により制御され、バイアス信号を電気的ドライバ２４２に出力する。バイアス信号は、強度変調指標として働く。電気的ドライバ２４２はバイアス信号に基づいてネットワーク、システム、又は他の適切なクロック信号２４４を増幅し、その結果の信号を強度モジュレータ２４６に出力する。強度モジュレータ２４６は位相モジュレータ２３４に接続され、受信バイアス調整クロック信号を位相変調光情報信号２３６に変調し、受信機に送信するための二重変調光情報信号を生成する。或いは、送信部における位相及び強度モジュレータは、受信部側フィードバックに準拠して適切に制御され、光リンク上でのデータ送信エラーを最小化し得ることが理解されるであろう。   In preparation for intensity modulation, such as intensity shift keying, the modulator 212 includes a bias circuit 240 connected to an electrical driver 242. The bias circuit 240 is controlled by the controller 216 and outputs a bias signal to the electrical driver 242. The bias signal serves as an intensity modulation index. The electrical driver 242 amplifies the network, system, or other suitable clock signal 244 based on the bias signal and outputs the resulting signal to the intensity modulator 246. The intensity modulator 246 is connected to the phase modulator 234 and modulates the received bias adjustment clock signal into a phase modulated optical information signal 236 to generate a dual modulated optical information signal for transmission to the receiver. Alternatively, it will be appreciated that the phase and intensity modulator at the transmitter may be appropriately controlled in accordance with receiver-side feedback to minimize data transmission errors over the optical link.

図１３は、本発明の一実施例による受信部側情報を用いる光情報信号の変調度を微調整する方法を示す。本方法はステップ２５０から始まり、光キャリアが光送信部２００にてデータ信号２１４と共に変調される。次に、ステップ２５２では、その結果の光情報信号２４がＷＤＭ信号２６にて光受信部２０２に送信される。   FIG. 13 shows a method for finely adjusting the modulation degree of an optical information signal using information on the receiver side according to an embodiment of the present invention. The method begins at step 250 where an optical carrier is modulated with a data signal 214 at an optical transmitter 200. Next, in step 252, the resulting optical information signal 24 is transmitted to the optical receiving unit 202 as the WDM signal 26.

ステップ２５４の処理では、データ信号２１４が光受信部２０４で復元される。ステップ２５６ではＦＥＣデコーダ２２４が、ＳＯＮＥＴオーバーヘッド中のビットに基づいて、そのデータに関するビットエラーレートを判別する。ステップ２５８では、そのビットエラーレートが、光受信部２０２のコントローラ２２６によって、ＯＳＣ２３０を介して光送信部２００のコントローラ２１６に報告される。   In the processing of step 254, the data signal 214 is restored by the optical receiving unit 204. In step 256, the FEC decoder 224 determines the bit error rate for the data based on the bits in the SONET overhead. In step 258, the bit error rate is reported to the controller 216 of the optical transmitter 200 via the OSC 230 by the controller 226 of the optical receiver 202.

次に、判定段階２６０では、コントローラ２１６は変調が最適か否かを判別する。一実施例では、ビットエラーレートが最小化される場合に変調が最適化される。変調が最適化されない場合は、判定ステップ２６０で「いいえ」の場合はステップ２６２に進み、変調度が調整される。ステップ２６２はステップ２５０に戻り、データ信号２１４が新たな変調度で変調され、光受信部２０２に送信される。変調度が反復的な一連の処理（ｔｒａｉｌ）及び測定又は他の適切な手法によって最適化されると、判定ステップ２６０の「はい」の分岐に進み、プロセスを終了する。このようにして、送信動作が改善され、送信エラーが最小化される。   Next, in a decision step 260, the controller 216 determines whether the modulation is optimal. In one embodiment, modulation is optimized when the bit error rate is minimized. If the modulation is not optimized, the decision step 260 proceeds to step 262 if “no” and the degree of modulation is adjusted. In step 262, the process returns to step 250, and the data signal 214 is modulated with a new modulation degree and transmitted to the optical receiver 202. Once the degree of modulation has been optimized through an iterative series of trails and measurements or other suitable technique, proceed to the “yes” branch of decision step 260 and end the process. In this way, the transmission operation is improved and transmission errors are minimized.

図１４は、本発明の一実施例による情報チャネルにてクロック信号を分配する光通信システムを示す。本実施例では、光システム２７５における１以上又は総てのノードに、純粋なクロックがチャネル内で伝送される。   FIG. 14 shows an optical communication system for distributing a clock signal on an information channel according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a pure clock is transmitted in the channel to one or more or all nodes in the optical system 275.

図１４を参照するに、光システム２７５は、光リンク２８４を介してＷＤＭ受信部２８２に接続されたＷＤＭ送信部２８０を包含する。ＷＤＭ送信部２８０は、複数の光送信部２９０及び１つのＷＤＭマルチプレクサ２９２を有する。各光送信部２９０は、そのチャネル間隔における個々の波長の集合中の１つにおける光情報信号２９４を生成する。クロックチャネル２９６では、光送信部２９０は、クロック信号をエンコードするために変調される少なくとも１つの特性と共に光情報信号２９４を生成する。データチャネル２９７では、光送信部２９０は、対応するデータ信号をエンコードするために変調される少なくとも１つの特性と共に光情報信号２９４を生成する。   Referring to FIG. 14, the optical system 275 includes a WDM transmitter 280 connected to the WDM receiver 282 via the optical link 284. The WDM transmission unit 280 includes a plurality of optical transmission units 290 and one WDM multiplexer 292. Each optical transmitter 290 generates an optical information signal 294 in one of a set of individual wavelengths in that channel spacing. In the clock channel 296, the optical transmitter 290 generates an optical information signal 294 with at least one characteristic that is modulated to encode the clock signal. In the data channel 297, the optical transmitter 290 generates an optical information signal 294 with at least one characteristic that is modulated to encode the corresponding data signal.

クロック及びデータチャネル２９６，２９７からの光信号２９４は、光リンク２８４での送信用に、ＷＤＭマルチプレクサ２９２により１つのＷＤＭ信号２９８に多重化される。光リンク２８４と共に、信号は、上述したような個々の及び／又は分散的な増幅器によって増幅される。   Optical signals 294 from clock and data channels 296, 297 are multiplexed into a single WDM signal 298 by WDM multiplexer 292 for transmission on optical link 284. Along with the optical link 284, the signal is amplified by individual and / or distributed amplifiers as described above.

ＷＤＭ受信部２８２は、光情報信号２９４を分離及びデコードし、包含されているデータ及びクロック信号を復元する。一実施例では、ＷＤＭ受信部２８２は、ＷＤＭデマルチプレクサ３１０及び複数の光受信部３１２を包含する。ＷＤＭデマルチプレクサ３１０は、１つのＷＤＭ信号２９８から光情報信号２９４を多重化解除し、各光情報信号２９４を対応する光受信部３１２に送信する。   The WDM receiver 282 separates and decodes the optical information signal 294 and restores the included data and clock signal. In one embodiment, the WDM receiver 282 includes a WDM demultiplexer 310 and a plurality of optical receivers 312. The WDM demultiplexer 310 demultiplexes the optical information signal 294 from one WDM signal 298 and transmits each optical information signal 294 to the corresponding optical receiver 312.

各光受信部３１２は、光学的に又は電気的に、対応する信号２９４からエンコードされたデータ又はクロック信号を復元する。クロックチャネル２９６では、クロック信号が復元され、データ抽出及び順方向誤り訂正にて使用するデータチャネル２９７にて光受信部３１２に転送される。情報チャネルで純粋なクロックを送信することは、より少ないジッタと共に、より安定的なクロック復元を可能にする。安定的なクロックは、順方向誤り訂正によって使用され、ジッタが存在して貧弱な光信号品質であったとしても、ビットエラーレートを改善することができる。   Each optical receiver 312 optically or electrically restores the encoded data or clock signal from the corresponding signal 294. In the clock channel 296, the clock signal is restored and transferred to the optical receiver 312 through the data channel 297 used for data extraction and forward error correction. Sending a pure clock on the information channel allows for a more stable clock recovery with less jitter. A stable clock is used by forward error correction to improve the bit error rate even if there is jitter and poor optical signal quality.

図１５は、本発明の一実施例による多重変調信号からクロック信号を抽出する光受信部３２０を示す。本実施例では、光受信部３２０は、キャリア信号に変調されたデータ位相と共に多重化解除された光情報信号を受信し、その位相は、光送信部８０に関して上述したようなネットワーク、システム又は他の適切なクロックに同期した強度変調と共に再変調される。光受信部３２０は、光信号からクロック情報を抽出し、安定的なクロックを用いて、チャネルの位相変調された信号からデータを復元する。従って、各チャネルはそれ自身のクロックを復元することができる。   FIG. 15 shows an optical receiver 320 that extracts a clock signal from a multiplex modulation signal according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical receiver 320 receives an optical information signal that has been demultiplexed along with the data phase modulated into a carrier signal, the phase of which is the network, system or others as described above for the optical transmitter 80. Are remodulated with intensity modulation synchronized to the appropriate clock. The optical receiver 320 extracts clock information from the optical signal and restores data from the phase-modulated signal of the channel using a stable clock. Thus, each channel can recover its own clock.

図１５を参照するに、光受信部３２０は、光受信部３２に関連して上述したような干渉計３２２及び検出器３２４を包含する。干渉計３２２は、検出器３２４によってデータ信号３３０を復元するために、多重変調された信号を受信し、位相変調を強度変調に変換する。   Referring to FIG. 15, the optical receiver 320 includes an interferometer 322 and a detector 324 as described above with respect to the optical receiver 32. Interferometer 322 receives the multiplex modulated signal and converts the phase modulation to intensity modulation to recover data signal 330 by detector 324.

クロック復元要素３２６は、データ信号の位相−強度変換前にクロック信号を復元するための、フォトダイオード及び／又は他の適切な要素を備える。クロック復元要素３２６は、位相ロックループ、タンク回路、高品質フィルタ等より成る。クロック復元要素３２６は、多重変調された信号を受信し、強度変調からクロック信号３３２を復元する。   The clock recovery element 326 comprises a photodiode and / or other suitable element for recovering the clock signal prior to phase-intensity conversion of the data signal. The clock recovery element 326 includes a phase lock loop, a tank circuit, a high quality filter, and the like. A clock recovery element 326 receives the multiplex modulated signal and recovers the clock signal 332 from the intensity modulation.

データ信号３３０及び復元されたクロック信号３３２は、ディジタルフリップフロップ又は他の適切なデータ復元回路３３４に出力される。このようにして、光受信部３２０は、データ信号の位相−強度変換前に光信号からクロック情報を抽出し、且つ１ｅ−２の範囲内のビットエラーレートに対応する貧弱な光信号品質でさえも、少ないジッタで安定的なクロックの復元性を与える。 Data signal 330 and recovered clock signal 332 are output to a digital flip-flop or other suitable data recovery circuit 334. In this way, the optical receiver 320 extracts the clock information from the optical signal before the phase-intensity conversion of the data signal, and even has poor optical signal quality corresponding to a bit error rate in the range of 1e- 2. Even with less jitter, it gives stable clock recovery.

本発明はいくつかの実施例と共に説明されてきたが、様々な変更及び修正が当業者に示されるであろう。そのような変更や修正は本発明の特許請求の範囲に包含されることを意図する。   Although the present invention has been described with several embodiments, various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are intended to be included within the scope of the appended claims.

本発明の一実施例による分散増幅を用いた光通信システムのブロック図である。1 is a block diagram of an optical communication system using distributed amplification according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例による図１における光送信部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an optical transmitter in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. 本願実施例による図１の光通信システムにて送信するための非強度変調信号を示す図である。It is a figure which shows the non-intensity modulation signal for transmitting in the optical communication system of FIG. 1 by an Example of this application. 本発明の別の実施例による図１の光送信部を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an optical transmission unit of FIG. 1 according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による図４の光送信部により生成される光学波形を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an optical waveform generated by the optical transmission unit of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による図１の光受信部を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating an optical receiver of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例による図６の非対称マッハゼンダ干渉計の周波数応答を示す図である。FIG. 7 shows the frequency response of the asymmetric Mach-Zenda interferometer of FIG. 6 according to one embodiment of the present invention. 本願実施例による図１のデマルチプレクサを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the demultiplexer of FIG. 1 according to an embodiment of the present application. 本願実施例による図１のデマルチプレクサを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the demultiplexer of FIG. 1 according to an embodiment of the present application. 本願実施例による図１のデマルチプレクサに関連する波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram related to the demultiplexer of FIG. 1 according to an embodiment of the present application. 本発明の一実施例による分散増幅を用いた光通信システムにてデータを通信する方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for communicating data in an optical communication system using dispersion amplification according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による分散増幅を用いた双方向光通信システムを示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a bidirectional optical communication system using distributed amplification according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の別の実施例による図１の光送信部及び受信部を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating an optical transmitter and receiver of FIG. 1 according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例による図１１のモジュレータを示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating the modulator of FIG. 11 in accordance with one embodiment of the present invention. 本願実施例による受信部側情報に基づいて光信号の変調度を調整する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of adjusting the modulation degree of an optical signal based on the receiving part side information by an Example of this application. 本発明の一実施例による情報チャネル内のクロック信号を分配する光通信システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing an optical communication system for distributing clock signals in an information channel according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例により多変調信号からクロック信号を抽出する光受信機を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an optical receiver that extracts a clock signal from a multi-modulation signal according to an embodiment of the present invention. FIG.

Claims (10)

伝送状況に準拠して光信号を調整する方法であって：
光伝送リンクにおける伝送エラーレートを示す情報を受信するステップ；及び
前記情報に基づいて、伝送リンク上で伝送されるトラフィックの変調度を調整するステップ；
より成り、前記トラフィックが強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方との多重変調信号より成り、更に、前記情報に基づいて前記強度変調信号と前記位相変調信号及び周波数変調信号の一方の各信号の変調度を調整するステップより成る
ことを特徴とする方法。A method for adjusting an optical signal according to the transmission situation:
Receiving information indicating a transmission error rate in the optical transmission link; and adjusting a modulation degree of traffic transmitted on the transmission link based on the information;
The traffic is composed of a multiple modulation signal of an intensity modulation signal and one of a phase modulation signal and a frequency modulation signal, and further, based on the information, one of the intensity modulation signal, the phase modulation signal and the frequency modulation signal Adjusting the degree of modulation of each signal. 更に、前記情報に基づいて各信号の変調度を動的に調整するステップより成ることを特徴とする請求項１記載の方法。  The method of claim 1, further comprising the step of dynamically adjusting the degree of modulation of each signal based on said information. 前記情報が、リアルタイムビットエラーレートより成ることを特徴とする請求項１記載の方法。  The method of claim 1, wherein the information comprises a real time bit error rate. 前記情報は、トラフィックが伝送リンクによって到達するところの受信部から受信されることを特徴とする請求項１記載の方法。  The method of claim 1, wherein the information is received from a receiver where traffic arrives over a transmission link. 伝送状況に基づいて強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方との多重変調光信号を調整するシステムであって：
光伝送リンクにおける伝送エラーレートを示す情報を受信する手段；及び
前記情報に基づいて、伝送リンク上で伝送されるトラフィックの前記強度変調信号と前記位相変調信号及び周波数変調信号の一方の各信号の変調度を調整する手段；
より成ることを特徴とするシステム。A system that adjusts a multiplex modulated optical signal of an intensity modulated signal and one of a phase modulated signal and a frequency modulated signal based on transmission conditions:
Means for receiving information indicating a transmission error rate in the optical transmission link; and, based on the information, each of one of the intensity modulation signal, the phase modulation signal, and the frequency modulation signal of traffic transmitted on the transmission link Means for adjusting the degree of modulation;
A system characterized by comprising. 更に、前記情報に基づいて各信号の変調度を動的に調整する手段より成ることを特徴とする請求項５記載のシステム。  6. The system according to claim 5, further comprising means for dynamically adjusting the degree of modulation of each signal based on said information. 前記情報が、リアルタイムビットエラーレートより成ることを特徴とする請求項５記載のシステム。  6. The system of claim 5, wherein the information comprises a real time bit error rate. 前記情報は、トラフィックが伝送リンクによって到達するところの受信部から受信されることを特徴とする請求項５記載のシステム。  6. The system of claim 5, wherein the information is received from a receiver where traffic arrives over a transmission link. 伝送リンクにおける強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方との多重変調信号より成る光情報信号を受信し、前記光情報信号のビットエラーレートを判別し、前記伝送リンクにて前記光情報信号を伝送する送信部に前記ビットエラーレートを送信するよう動作し得る受信機；及び
前記受信機からビットエラーレートを受信し、前記受信機宛のリンク上で伝送されるトラフィックの強度変調信号と位相変調信号及び周波数変調信号の一方より成る多重変調信号の各信号の変調度を調整し、前記受信機にトラフィックを送信し得る送信機；
より成ることを特徴とする光伝送システム。Receiving an optical information signal composed of a multiplex modulation signal of an intensity modulation signal and one of a phase modulation signal and a frequency modulation signal in a transmission link, determining a bit error rate of the optical information signal, and determining the optical information in the transmission link; A receiver operable to transmit the bit error rate to a transmitter for transmitting a signal; and an intensity modulated signal of traffic transmitted on the link addressed to the receiver that receives the bit error rate from the receiver; A transmitter capable of adjusting the modulation degree of each signal of a multiplex modulation signal composed of one of a phase modulation signal and a frequency modulation signal and transmitting traffic to the receiver;
An optical transmission system comprising: 前記光情報信号が、波長分割多重化（ＷＤＭ）信号であることを特徴とする請求項９記載のシステム。  The system of claim 9, wherein the optical information signal is a wavelength division multiplexing (WDM) signal.
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