KR100469740B1 - Duobinary optical transmitter - Google Patents

Duobinary optical transmitter Download PDF

Info

Publication number
KR100469740B1
KR100469740B1 KR10-2002-0074300A KR20020074300A KR100469740B1 KR 100469740 B1 KR100469740 B1 KR 100469740B1 KR 20020074300 A KR20020074300 A KR 20020074300A KR 100469740 B1 KR100469740 B1 KR 100469740B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
duobinary
optical
nrz
outputting
Prior art date
Application number
KR10-2002-0074300A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040046381A (en
Inventor
이한림
이규웅
황성택
강병창
정희원
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2002-0074300A priority Critical patent/KR100469740B1/en
Publication of KR20040046381A publication Critical patent/KR20040046381A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100469740B1 publication Critical patent/KR100469740B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • H04B10/5167Duo-binary; Alternative mark inversion; Phase shaped binary transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/503Laser transmitters
    • H04B10/505Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5055Laser transmitters using external modulation using a pre-coder

Abstract

본 발명은 전기적 저역 통과 필터를 사용하지 않고 일반적인 위상 변조기를 이용하여 듀오바이너리 광 신호를 생성할 수 있도록 한 듀오바이너리 광 전송장치에 관한 것으로, 반송파를 출력하는 광원과, NRZ(Non Return to Zero) 신호를 입력하고, 상기 NRZ 신호에 따라 상기 광 반송파를 변조한 변조 광 신호를 출력하는 듀오바이너리 광 신호 생성부; 및 상기 NRZ 신호를 RZ(Return to Zero) 신호로 변환하는 RZ 신호 발생부를 구비하여 듀오바이너리 RZ 신호를 출력하는 광 전송장치에 있어서, 상기 듀오바이너리 광 신호 생성부는 상기 NRZ 신호를 부호화하는 프리코더와; 상기 부호화된 2-레벨의 NRZ 신호를 증폭하는 증폭기와; 반송파를 출력하는 광원과; 상기 증폭된 2-레벨의 NRZ 신호를 수신하여 상기 반송파를 위상 변조하여 출력하는 위상 변조기와; 상기 위상 변조된 광 신호의 대역폭을 제한하여 듀오바이너리 광신호를 출력하는 광대역 통과 필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a duobinary optical transmission apparatus capable of generating a duobinary optical signal using a general phase modulator without using an electric low pass filter. A duobinary optical signal generator configured to input a signal and output a modulated optical signal obtained by modulating the optical carrier according to the NRZ signal; And an RZ signal generator for converting the NRZ signal into a Return to Zero (RZ) signal, and outputting a duobinary RZ signal, wherein the duobinary optical signal generator comprises: a precoder for encoding the NRZ signal; ; An amplifier for amplifying the encoded two-level NRZ signal; A light source for outputting a carrier wave; A phase modulator configured to receive the amplified two-level NRZ signal and phase modulate the carrier; And a broadband pass filter configured to output a duobinary optical signal by limiting a bandwidth of the phase modulated optical signal.

Description

듀오바이너리 광 전송장치{DUOBINARY OPTICAL TRANSMITTER}Duobinary optical transmission device {DUOBINARY OPTICAL TRANSMITTER}

본 발명은 광 전송장치에 관한 것으로, 특히 듀오바이너리(duobinary) RZ(Return to Zero) 신호를 전송하는 듀오바이너리 광 송신장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission device, and more particularly to a duobinary optical transmission device for transmitting a duobinary Return to Zero (RZ) signal.

고밀도 파장 분할 다중 방식(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)의 광전송 시스템은 하나의 광섬유 내에 서로 다른 파장을 갖는 다수의 채널들로 구성된 광신호를 전송함으로써 전송 효율을 높일 수 있으며, 전송 속도에 무관하게 광신호를 전송할 수 있으므로 최근과 같이 전송량이 증가하고 있는 초고속 인터넷 망에 유용하게 쓰이고 있는 시스템이다. 현재 DWDM을 사용하여 100개 이상의 채널들을 하나의 광섬유를 이용하여 전송하는 시스템이 상용화되었으며, 하나의 광섬유에 200개 이상의 40Gb/s 채널들을 동시에 전송하여 10Tbps 이상의 전송속도를 가지는 시스템에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) optical transmission system improves transmission efficiency by transmitting optical signals composed of multiple channels having different wavelengths in one optical fiber, regardless of transmission speed. Since the signal can be transmitted, it is a system that is useful for the high-speed Internet network which is increasing in recent years. Currently, a system that transmits more than 100 channels using a single optical fiber using DWDM has been commercialized, and research on a system having a transmission speed of 10Tbps or more by simultaneously transmitting 200 or more 40Gb / s channels in one optical fiber It's going on.

그러나, 급격한 데이터 트래픽의 증가와 40Gbps 이상의 고속 데이터 전송 요구로 인하여 기존 NRZ를 이용한 광 세기변조 시 50GHz 채널 간격 이하에서는 급격한 채널간 간섭과 왜곡으로 전송용량의 확장에 한계가 있으며, 기존 바이너리(binary) NRZ 전송신호의 DC 주파수 성분과 변조시 확산된 고주파 성분은 광섬유 매질에서의 전파시 비선형과 분산을 초래하여 10Gbps 이상의 고속 전송에 있어서는 전송거리에 한계를 가진다.However, due to the rapid increase in data traffic and the demand for high-speed data transmission of 40 Gbps or more, there is a limit in expansion of transmission capacity due to rapid inter-channel interference and distortion at 50 GHz channel interval or less when the light intensity is modulated using the existing NRZ. The DC frequency component of the NRZ transmission signal and the high frequency component diffused during modulation cause nonlinearity and dispersion during propagation in the optical fiber medium, which has a limitation in transmission distance in high-speed transmission of 10 Gbps or more.

최근, 광 듀오바이너리 기술이 색분산(chromatic dispersion)으로 인한 전송거리 제한을 극복할 수 있는 광 전송기술로 주목받고 있다. 듀오바이너리 전송의 주요 장점은 전송 스펙트럼이 일반적인 바이너리 전송에 비해 줄어든다는 것이다. 분산 제한 시스템에 있어서, 전달거리는 전송 스펙트럼 대역폭의 제곱에 반비례한다. 이는, 전송 스펙트럼이 1/2로 줄어들면 전달거리는 4배가된다는 것을 의미한다. 또한, 바이너리 NRZ 전송신호보다 10Gbps 이상의 고속 중.장거리 전송시 비선형 성분과 분산특성이 우수한 듀오바이너리 RZ 전송기법이 활발히 연구되고 있다.Recently, optical duobinary technology has attracted attention as an optical transmission technology that can overcome the transmission distance limitation due to chromatic dispersion. The main advantage of duobinary transmission is that the transmission spectrum is reduced compared to normal binary transmission. In a dispersion limiting system, the transmission distance is inversely proportional to the square of the transmission spectral bandwidth. This means that if the transmission spectrum is reduced to 1/2, the transmission distance is quadrupled. In addition, the duobinary RZ transmission technique, which has excellent nonlinear components and dispersion characteristics, has been actively studied in high speed, medium and long distance transmission of 10 Gbps or more than binary NRZ transmission signals.

도 1은 종래의 듀오바이너리 RZ 광 전송장치의 일 구성예를 도시한 것이다.1 shows an example of a configuration of a conventional duobinary RZ optical transmission device.

도 1에 도시된 바와 같이, 듀오바이너리 RZ 광 전송장치는 반송파와 NRZ 전기신호를 수신하여 듀오바이너리 광신호를 출력하는 듀오바이너리 광 신호 생성부(10)와, RZ 펄스신호를 출력하는 RZ 신호 발생부(20)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the duobinary RZ optical transmission device generates a duobinary optical signal generator 10 that receives a carrier wave and an NRZ electrical signal and outputs a duobinary optical signal, and generates an RZ signal that outputs an RZ pulse signal. It consists of a part 20.

상기 듀오바이너리 광신호 생성부(10)는 NRZ 방식의 전기신호를 수신하여 부호화(encoding)하는 프리코더(pre-coder, 11)와, 상기 프리코더(11)에서 출력되는 2-레벨 신호를 증폭하는 구동 증폭기(12)와, 상기 증폭된 2-레벨 신호를 3-레벨 신호로 변화시키고 신호의 대역폭을 줄이는 저역 통과 필터(13)와, 반송파를 출력하는 레이저 광원(laser source, 14)과, 상기 증폭된 3-레벨 신호를 수신하여 상기 반송파를 2-레벨의 광신호로 변환시키는 마하-젠더 타입의 광세기 변조기(Mach-Zehnder interferometer type optical intensity modulator, 15)로 구성된다.The duobinary optical signal generator 10 amplifies a pre-coder 11 for receiving and encoding an NRZ type electrical signal and a 2-level signal output from the precoder 11. A low pass filter 13 for converting the amplified 2-level signal into a 3-level signal and reducing the bandwidth of the signal, a laser light source 14 for outputting a carrier wave, And a Mach-Zehnder interferometer type optical intensity modulator 15 for receiving the amplified three-level signal and converting the carrier to a two-level optical signal.

상기 듀오바이너리 광신호 생성부(10)는 간섭계형 마하-젠더 광 변조기의 전극구조에 따라서 Z-컷(cut) 구조와 X-컷(cut) 구조의 두 가지로 분류할 수 있다. 하나의 전극(sing electrode)을 갖는 X-컷(cut) 구조의 마하-젠더 광 변조기의 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 한쪽 암(arm)에 변조기 구동 증폭기 및 전기적 저역 통과 필터를 구비하여 한쪽 전극으로 3-레벨 신호를 인가할 수 있도록 한다. 두 개의 전극(dual electrode)을 갖는 Z-컷(cut) 구조의 마하-젠더 광 변조기의 경우 도시하지는 않았으나, 양쪽 암(arm)에 각각 구동 증폭기 및 전기적 저역 통과 필터를 구비하여 양쪽 전극으로 3-레벨의 전기신호를 인가할 수 있도록 한다.The duobinary optical signal generator 10 may be classified into two types, a Z-cut structure and an X-cut structure, according to the electrode structure of the interferometer-type Mach-gender optical modulator. In the case of an X-cut Mach-gender optical modulator having a single electrode, as shown in FIG. 1, one arm includes a modulator drive amplifier and an electrical low pass filter. Allows the application of a 3-level signal to the electrode. Although not shown, the Z-cut Mach-Gender optical modulator with dual electrodes is provided with a driving amplifier and an electrical low pass filter on each arm, respectively. Allows the application of a level electrical signal.

상기 RZ 신호 발생부(20)는 처프 프리(chirp free) 마하-젠더 광 변조기(21)와, NRZ 데이터의 전송 비트율(bit rate, T)의 주기를 갖는 클럭신호를 발생시키는 클럭신호 발생기(22)로 구성된다.The RZ signal generator 20 is a chirp-free Mach-gender optical modulator 21 and a clock signal generator 22 for generating a clock signal having a period of a transmission bit rate (T) of NRZ data. It is composed of

상기와 같은 구성을 갖는 듀오바이너리 RZ 광 전송장치의 동작은 다음과 같다.Operation of the duobinary RZ optical transmission device having the above configuration is as follows.

NRZ 방식의 전기적인 펄스신호는 프리코더(11)에 의해 0 또는 1의 정보를 갖는 바이너리 신호로 부호화(encoding) 되며, 부호화된 2-레벨의 바이너리 신호는 구동 증폭기(12)에 의해 증폭된다. 증폭된 2-레벨 바이너리 신호는 저역 통과 필터(13)에 입력되고, 저역 통과 필터(13)는 상기 2-레벨 바이너리 신호의 클럭 주파수(clock frequency)의 약 1/4에 해당하는 대역폭을 갖는다. 이러한 대역폭의 과도한 제한으로 인해 코드간의 간섭이 발생하고, 코드간의 간섭으로 인해 상기 2-레벨 바이너리 신호는 3-레벨의 듀오바이너리 신호(3-level Duo-binary signal)로 변환된다. 변환된 3-레벨 듀오바이너리 신호는 마하-젠더 광 변조기(15)의 변조 단자에 인가되어, 레이저 광원(14)으로부터 출력된 반송파를 변조하여 2-레벨의 광 듀오바이너리 신호로 출력한다.The electrical pulse signal of the NRZ method is encoded into a binary signal having information of 0 or 1 by the precoder 11, and the encoded two-level binary signal is amplified by the driving amplifier 12. The amplified two-level binary signal is input to the low pass filter 13, and the low pass filter 13 has a bandwidth corresponding to about one quarter of the clock frequency of the two-level binary signal. This excessive bandwidth limitation results in inter-code interference, and the inter-code interference converts the two-level binary signal into a three-level duo-binary signal. The converted three-level duobinary signal is applied to the modulation terminal of the Mach-gender optical modulator 15, modulates the carrier wave output from the laser light source 14, and outputs it as a two-level optical duobinary signal.

상기 듀오바이너리 광신호 생성부(10)에서 출력된 듀오바이너리 광신호는 RZ 신호 발생부(20)에 위치한 처프 프리 마하-젠더 광 변조기(21)에 입력된다. 일반적으로 NRZ 신호를 RZ 신호로 변환하기 위해서는 전송 비트율의 주기를 갖는 클럭을 광 변조기의 변조단자에 인가하며, 처프 프리 마하-젠더 광 변조기(21)는 클럭신호에 동기되어 입력된 상기 듀오바이너리 광신호를 RZ 신호로 변환시킨다.The duobinary optical signal output from the duobinary optical signal generator 10 is input to the chirp-free Mach-gender optical modulator 21 located in the RZ signal generator 20. In general, in order to convert an NRZ signal into an RZ signal, a clock having a transmission bit rate period is applied to a modulation terminal of an optical modulator, and the chirp pre-mach-gender optical modulator 21 is inputted in synchronization with the clock signal. Convert the signal to an RZ signal.

도 2a 및 도 2b는 종래의 듀오바이너리 광 전송장치의 출력과 광 스펙트럼 특성를 도시한 것이다. 도 2a는 시간축(time(ps))대 광파워(Optical power(mW))로 나타낸 그래프이며, 도 2b는 파장/주파수축(Wavelength/frequency(GHz)) 대 파워(power(dBm))로 나타낸 것이다.2A and 2B show the output and light spectral characteristics of a conventional duobinary optical transmission device. FIG. 2A is a graph of time (ps) versus optical power (mW), and FIG. 2B is of wavelength / frequency (GHz) versus power (dBm). will be.

그러나, 상술한 종래 구조의 듀오바이너리 광 전송장치는 2-레벨의 바이너리 신호를 듀오바이너리 신호로 변환시 전기적 저대역 통과필터를 사용하여 3-레벨의 전기신호를 발생시키므로 저역 통과 필터의 투과특성에 따른 전송품질의 의존성과 의사잡음 비트 시퀀스(PRBS: Pseudo Random Bit Sequence)의 길이에 따라서 특성의 차이가 발생해 시스템에 치명적인 문제를 야기할 수 있다. 이는 Z-컷 또는 X-컷 구조를 갖는 종래 구조에서 동일하게 발생되며, 이러한 신호 패턴의 의존성은 실제 광전송 시의 시스템 마진의 한계성을 갖게 한다.However, the above-described duobinary optical transmission device generates a three-level electric signal by using an electric low pass filter when converting a two-level binary signal into a duo binary signal. Depending on the transmission quality and the length of the pseudo random bit sequence (PRBS), the difference in characteristics may cause a fatal problem in the system. This occurs equally in conventional structures with Z-cut or X-cut structures, and the dependence of this signal pattern makes the margin of the system margin in actual optical transmission.

또한 저역 통과 필터로 주로 사용되는 Bessel-Thomoson 형태의 저역 통과 필터의 경우 가격이 비싸며 이로 인해 전체 광 전송장치의 가격 경쟁력이 약화되는 문제점이 있다.In addition, the Bessel-Thomoson type low pass filter, which is mainly used as the low pass filter, has a high price, and thus, the price competitiveness of the entire optical transmission device is weakened.

따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 저역 통과 필터를 사용하는 듀오바이너리 광 송신기가 가지는 필터 투과 특성에 따른 전송품질의 의존성과 비트 패턴의 의존성을 극복하고, 10Gbps 이상의 고속 중, 장거리 WDM 전송 시 비선형 및 분산특성을 크게 향상시키는 듀오바이너리광 전송장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention devised to solve the above problems of the prior art overcomes the dependence of the transmission quality and the bit pattern on the filter transmission characteristics of the duobinary optical transmitter using the low pass filter, The present invention provides a duobinary optical transmission device that greatly improves nonlinearity and dispersion characteristics in high-speed, long-range, WDM transmissions of 10Gbps or more.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반송파를 출력하는 광원과, NRZ(Non Return to Zero) 신호를 입력하고, 상기 NRZ 신호에 따라 상기 광 반송파를 변조한 변조 광 신호를 출력하는 듀오바이너리 광 신호 생성부; 및 상기 NRZ 신호를 RZ(Return to Zero) 신호로 변환하는 RZ 신호 발생부를 구비하여 듀오바이너리 RZ 신호를 출력하는 광 전송장치에 있어서, 상기 듀오바이너리 광 신호 생성부는 상기 NRZ 신호를 부호화하는 프리코더와; 상기 부호화된 2-레벨의 NRZ 신호를 증폭하는 증폭기와; 반송파를 출력하는 광원과; 상기 증폭된 2-레벨의 NRZ 신호를 수신하여 상기 반송파를 위상 변조하여 출력하는 위상 변조기와; 상기 위상 변조된 광 신호의 대역폭을 제한하여 듀오바이너리 광신호를 출력하는 광대역 통과 필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention generates a duobinary optical signal for inputting a light source for outputting a carrier, a non-return to zero (NRZ) signal, and outputting a modulated optical signal for modulating the optical carrier according to the NRZ signal part; And an RZ signal generator for converting the NRZ signal into a Return to Zero (RZ) signal, and outputting a duobinary RZ signal, wherein the duobinary optical signal generator comprises: a precoder for encoding the NRZ signal; ; An amplifier for amplifying the encoded two-level NRZ signal; A light source for outputting a carrier wave; A phase modulator configured to receive the amplified two-level NRZ signal and phase modulate the carrier; And a broadband pass filter configured to output a duobinary optical signal by limiting a bandwidth of the phase modulated optical signal.

바람직하게는, 상기 RZ 신호 발생부는 소정 주기의 클럭신호를 발생시키는 클럭신호 발생기와, 상기 클럭신호에 동기되어 입력되는 NRZ 신호를 RZ 신호로 변환하여 출력하는 마하-젠더형(Mach-Zender type) 광 변조기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Preferably, the RZ signal generation unit includes a clock signal generator for generating a clock signal of a predetermined period, and a Mach-Zender type for converting and outputting an NRZ signal input in synchronization with the clock signal to an RZ signal. And an optical modulator.

바람직하게는, 상기 광대역 통과 필터의 대역폭은 상기 NRZ 데이터의 전송 비트율의 0.7/T인 것을 특징으로 한다.Preferably, the bandwidth of the wideband pass filter is characterized in that 0.7 / T of the transmission bit rate of the NRZ data.

더욱 바람직하게는, 상기 마하-젠더형(Mach-Zender type) 광 변조기의 전달곡선의 최대점과 최소점 사이의 중간점(Quad point)에서 클럭신호를 인가하여 변조가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.More preferably, the modulation is performed by applying a clock signal at a quad point between a maximum point and a minimum point of a transfer curve of the Mach-Zender type optical modulator. .

도 1은 종래의 듀오바이너리 광 전송장치의 일 구성 예를 나타낸 도면,1 is a view showing an example of a configuration of a conventional duobinary optical transmission device

도 2a 및 도 2b는 종래의 듀오바이너리 광 전송장치의 출력특성를 나타낸 도면,2a and 2b is a view showing the output characteristics of a conventional duobinary optical transmission device,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀오바이너리 광 전송장치의 구성을 나타낸 도면,3 is a diagram showing the configuration of a duobinary optical transmission device according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀오바이너리 RZ 출력신호의 변환과정을 나타낸 도면,4A to 4E are views illustrating a process of converting a duobinary RZ output signal according to an embodiment of the present invention;

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광 위상 변조기를 이용한 듀오바이너리 광 전송장치의 출력특성을 나타낸 도면.5A and 5B show output characteristics of a duobinary optical transmission device using the optical phase modulator of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same components in the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀오바이너리 광 전송장치의 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 듀오바이너리 RZ 광 전송장치는 반송파를 생성 출력하는 광원(50)과, 듀오바이너리 신호 생성부(100)와 RZ 신호 발생부(200)를 포함하여 구성된다. 본 실시예에서는 듀오바이너리 신호 생성부(100)가 앞단에 위치하고, RZ 신호 발생부(200)가 뒷단에 위치한 구조에 대해 설명할 것이나, 이들 신호 발생부의 위치는 서로 바뀌어도 무방하다.3 is a diagram illustrating a configuration of a duobinary optical transmission device according to an embodiment of the present invention. The duobinary RZ optical transmitter of the present invention includes a light source 50 for generating and outputting a carrier wave, a duobinary signal generator 100, and an RZ signal generator 200. In the present embodiment, a structure in which the duo binary signal generator 100 is located at the front end and the RZ signal generator 200 is located at the rear end will be described. However, the positions of the signal generators may be interchanged.

상기 광원(50)은 정보를 실을 수 있는 반송파를 생성 출력하며, 레이저 다이오드를 사용할 수 있다.The light source 50 generates and outputs a carrier wave capable of carrying information, and may use a laser diode.

상기 듀오바이너리 신호 생성부(100)는 입력된 NRZ 전기신호를 듀오바이너리 광신호로 변환하여 출력하며, 차동 부호화기(110), 변조기 구동 증폭기(120), 위상 변조기(130) 및 광대역통과필터(140)를 포함하여 구성된다.The duo binary signal generator 100 converts the input NRZ electrical signal into a duo binary optical signal and outputs the differential binary encoder 110, the modulator driving amplifier 120, the phase modulator 130, and the broadband pass filter 140. It is configured to include).

상기 차동 부호화기(110)는 입력된 NRZ 전기신호를 부호화하며, 2-레벨의 바이너리 신호를 부호화함으로써 수신기의 변화 없이도 듀오바이너리 송수신이 가능하게 한다.The differential encoder 110 encodes an input NRZ electrical signal, and encodes a two-level binary signal to enable duo-binary transmission and reception without changing a receiver.

상기 변조기 구동 증폭기(120)는 상기 부호화된 바이너리 신호를 증폭하여 출력하며, 증폭된 신호는 상기 위상 변조기(130)의 구동신호로 이용된다.The modulator driving amplifier 120 amplifies and outputs the encoded binary signal, and the amplified signal is used as a driving signal of the phase modulator 130.

상기 위상 변조기(130)는 변조 단자(RF)를 통해 입력된 2-레벨 바이너리 신호에 따라 상기 반송파를 위상 변조하여 출력하며, 변조의 정도를 나타내는 변조지수(modulation index)를 조정하여 위상변조 정도를 조절할 수 있다.The phase modulator 130 phase modulates and outputs the carrier wave according to a two-level binary signal input through a modulation terminal RF, and adjusts a modulation index indicating a degree of modulation to adjust the degree of phase modulation. I can regulate it.

상기 광대역 통과 필터(140)는 대역폭이 NRZ 데이터의 전송 비트율(bit rate)의 0.7/T이며, 상기 대역폭을 벗어난 신호를 제거함으로써, 상기 위상 변조된 듀오바이너리 광신호의 대역폭을 제한한다.The wideband pass filter 140 has a bandwidth of 0.7 / T of the transmission bit rate of NRZ data and limits the bandwidth of the phase modulated duobinary optical signal by removing a signal that is out of the bandwidth.

상기 RZ 펄스 생성부(200)는 NRZ 변조된 신호를 RZ로 변환하는 기능을 수행하며, 처프 프리(chirp free) 마하-젠더형(Mach-Zender type) 광 변조기(210)와, NRZ 데이터의 전송 비트율(bit rate, T)의 주기를 갖는 클럭신호를 발생시키는 클럭신호 발생기(220)로 구성된다.The RZ pulse generator 200 converts an NRZ modulated signal to RZ, and transmits a chirp free Mach-Zender type optical modulator 210 and NRZ data. And a clock signal generator 220 for generating a clock signal having a period of bit rate (T).

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀오바이너리 RZ 출력신호의 변환과정을 나타낸 도면으로, 이를 통해 본 발명의 듀오바이너리 광 전송장치의 동작을 살펴보자.4A to 4E illustrate a process of converting a duobinary RZ output signal according to an embodiment of the present invention, and through this, the operation of the duobinary optical transmission device of the present invention will be described.

도 3 및 도 4a를 참조하면, NRZ 방식의 전기신호는 듀오바이너리 광신호 생성부(100)의 차동 부호화기(110)에 입력되어 0 또는 1의 정보를 갖는 바이너리 신호로 부호화된다. 부호화된 NRZ신호는 변조기 구동 증폭기(120)에 의해 변조기 구동에 필요한 적정 크기로 증폭된 뒤, 일반적인 위상변조기(130)에 인가되어, 광 반송파의 위상을 변조시킨다. 도 4a는 위상변조된 결과를 나타낸 도면으로, 0 또는 1의 비트는 세기변조 없이 도일한 크기로 광 출력되지만, 0또는 1의 비트는 변조시 전기장(Electric field)에서 0 또는 π의 위상차를 갖는 위상정보로 변환됨을 알 수 있다. 위상변조된 광신호는 NRZ 데이터의 전송 비트율(Bit rate)의 0.7/T의 대역폭을 갖는 광대역 통과 필터(140)에 입력되며, 이러한 대역폭의 과도한 제한으로 인해 입력된 바이너리 신호는 듀오바이너리 신호로 변환된다. 이때의 과정이 상기 도 1의 전기적 저역 통과 필터를 통과하는 단계와 동일한 기능을 수행하는 과정이다. 도 4b는 위상 변조된 광신호를 광대역 통과 필터(104)를 사용하여 필터링하는 과정을, 도 4c는 필터링 후의 결과를 나타낸 것이다. 도 4b에서 점선으로 나타낸 부분만을 남기고 나머지는 필터링하여 제거함으로써, 도 4c의 아이-다이어그램에 나타난 바와 같은 듀오바이너리 신호를 얻을 수 있다. 본 실시예에서는 대역폭이 0.7/비트율인 광대역 통과필터를 사용하여 듀오바이너리 광신호를 발생시켰으나, 광대역 통과 필터의 대역폭을 조절하여 출력되는 듀오바이너리 광신호의 특성을 조절할 수 있다.3 and 4A, the NRZ type electrical signal is input to the differential encoder 110 of the duobinary optical signal generator 100 and encoded into a binary signal having 0 or 1 information. The encoded NRZ signal is amplified by the modulator drive amplifier 120 to an appropriate size necessary for driving the modulator, and then applied to the general phase modulator 130 to modulate the phase of the optical carrier. 4A is a diagram showing a result of phase modulation in which bits of 0 or 1 are optically output in the same size without intensity modulation, while bits of 0 or 1 have a phase difference of 0 or π in an electric field during modulation. It can be seen that it is converted to phase information. The phase modulated optical signal is input to the broadband pass filter 140 having a bandwidth of 0.7 / T of the transmission bit rate of NRZ data, and due to the excessive limitation of the bandwidth, the input binary signal is converted into a duo binary signal. do. The process at this time is a process of performing the same function as the step of passing through the electrical low pass filter of FIG. FIG. 4B shows a process of filtering the phase modulated optical signal using the wideband pass filter 104, and FIG. 4C shows the result after filtering. By leaving only the portion indicated by the dotted line in FIG. 4B and filtering out the rest, the duobinary signal as shown in the eye diagram of FIG. 4C may be obtained. In the present embodiment, the duobinary optical signal is generated using a wideband pass filter having a bandwidth of 0.7 / bit rate, but the characteristics of the output duobinary optical signal can be adjusted by adjusting the bandwidth of the wideband pass filter.

다시 도 3을 참조하며, 듀오바이너리 광신호 생성부(100)에서 듀오바이너리 신호로 변환된 광 신호는 RZ신호로의 변환을 위해 RZ 신호 발생부(200)에 위치한 처프 프리 마하-젠더 광 변조기(210)에 입력된다. 통상적으로 NRZ 신호를 RZ 신호로 변환하기 위해서는 Vπ진폭과 비트율의 주기를 갖는 클럭을 광 변조기의 변조단자에 인가하며, 처프 프리 마하-젠더 광 변조기(210)는 클럭신호에 동기되어 입력된 상기 듀오바이너리 광신호를 RZ 신호로 변환시킨다. 도 4d는 RZ 신호로의 변환과정을 나타낸 것으로, 도 4d에서와 같이 광 변조기(210)의 전달곡선의 최대점과 최소점의 중간점인 쿼드 포인트(quad point, Q)에서 비트율(bit rate, T)의 주기를 갖는 클럭신호를 인가하여 RZ 신호를 발생시킨다. 도 4e는 RZ 변환 후의 아이-다이어그램으로, 듀오바이너리 RZ 신호로의 변환을 확인 할 수 있다.Referring back to FIG. 3, the optical signal converted into the duobinary signal by the duobinary optical signal generator 100 is a chirp-free Mach-gender optical modulator located in the RZ signal generator 200 for conversion to the RZ signal. 210 is entered. In general, in order to convert an NRZ signal into an RZ signal, a clock having a period of Vπ amplitude and a bit rate is applied to a modulation terminal of an optical modulator. Convert a binary optical signal to an RZ signal. FIG. 4D illustrates a conversion process to an RZ signal. As shown in FIG. 4D, a bit rate at a quad point (Q), which is a midpoint between a maximum point and a minimum point of a transmission curve of the optical modulator 210, is shown. A clock signal having a period of T) is applied to generate an RZ signal. 4E is an eye diagram after the RZ conversion, and the conversion to the duobinary RZ signal can be confirmed.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광 위상 변조기를 이용한 듀오바이너리 광 전송장치의 출력특성을 도시한 것이다. 도 5a는 시간축(time, ps)대 광파워(Optical power, mW)로 나타낸 그래프이며, 도 5b는 파장/주파수축(Wavelength/frequency, GHz)) 대 파워(power(dBm))로 나타낸 것이다.5A and 5B show output characteristics of a duobinary optical transmission device using the optical phase modulator of the present invention. FIG. 5A is a graph of time (ps) versus optical power (mW), and FIG. 5B is of wavelength / frequency (GHz) vs. power (dBm).

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명의 듀오바이너리 광 전송장치는 전기적 저대역 통과 필터를 사용하지 않고 일반적인 위상 변조기를 이용하여 듀오바이너리 광 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 전기적 저역 통과 필터에 의한 전송품질의 한계성을 극복하고, 고속 중, 장거리 WDM 전송 시 비선형 및 분산특성을 향상시킬 수 있다.As described above, the duobinary optical transmission device of the present invention can generate a duobinary optical signal using a general phase modulator without using an electric low pass filter. Therefore, it is possible to overcome the limitations of the transmission quality by the electric low pass filter and to improve the nonlinearity and dispersion characteristics in the high-speed, long-range WDM transmission.

Claims (4)

반송파를 출력하는 광원과, NRZ(Non Return to Zero) 신호를 입력하고, 상기 NRZ 신호에 따라 상기 광 반송파를 변조한 변조 광 신호를 출력하는 듀오바이너리 광 신호 생성부; 및 상기 NRZ 신호를 RZ(Return to Zero) 신호로 변환하는 RZ 신호 발생부를 구비하여 듀오바이너리 RZ 신호를 출력하는 광 전송장치에 있어서, 상기 듀오바이너리 광 신호 생성부는A duobinary optical signal generator for inputting a light source for outputting a carrier, a Non Return to Zero (NRZ) signal, and outputting a modulated optical signal obtained by modulating the optical carrier according to the NRZ signal; And an RZ signal generator for converting the NRZ signal into a Return to Zero (RZ) signal, and outputting a duobinary RZ signal, wherein the duobinary optical signal generator 상기 NRZ 신호를 부호화하는 프리코더와;A precoder for encoding the NRZ signal; 상기 부호화된 2-레벨의 NRZ 신호를 증폭하는 증폭기와;An amplifier for amplifying the encoded two-level NRZ signal; 반송파를 출력하는 광원과;A light source for outputting a carrier wave; 상기 증폭된 2-레벨의 NRZ 신호를 수신하여 상기 반송파를 위상 변조하여 출력하는 위상 변조기와;A phase modulator configured to receive the amplified two-level NRZ signal and phase modulate the carrier; 상기 위상 변조된 광 신호의 대역폭을 제한하여 듀오바이너리 광신호를 출력하는 광대역 통과 필터A broadband pass filter for outputting a duobinary optical signal by limiting the bandwidth of the phase modulated optical signal 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 듀오바이너리 광 전송장치.Duobinary optical transmission device, characterized in that configured to include. 제 1 항에 있어서, 상기 RZ 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the RZ signal generating unit 소정 주기의 클럭신호를 발생시키는 클럭신호 발생기와,A clock signal generator for generating a clock signal of a predetermined period; 상기 클럭신호에 동기되어 입력되는 NRZ 신호를 RZ 신호로 변환하여 출력하는 마하-젠더형(Mach-Zender type) 광 변조기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 듀오바이너리 광 전송장치.And a Mach-Zender type optical modulator for converting an NRZ signal input in synchronization with the clock signal to an RZ signal and outputting the same. 제 1 항에 있어서, 상기 광대역 통과 필터의 대역폭은The bandwidth of claim 1, wherein the bandwidth of the broadband pass filter is 상기 NRZ 데이터의 전송 비트율의 0.7/T인 것을 특징으로 하는 듀오바이너리 광 전송장치.The duobinary optical transmission device, characterized in that 0.7 / T of the transmission bit rate of the NRZ data. 제 1 항에 있어서, 상기 마하-젠더형(Mach-Zender type) 광 변조기의 전달곡선의 최대점과 최소점 사이의 중간점(Quad point)에서 클럭신호를 인가하여 변조가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 듀오바이너리 광 전송장치.The method of claim 1, wherein a modulation is performed by applying a clock signal at a quad point between a maximum point and a minimum point of a transfer curve of the Mach-Zender type optical modulator. Duobinary optical transmission device.
KR10-2002-0074300A 2002-11-27 2002-11-27 Duobinary optical transmitter KR100469740B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0074300A KR100469740B1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Duobinary optical transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0074300A KR100469740B1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Duobinary optical transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040046381A KR20040046381A (en) 2004-06-05
KR100469740B1 true KR100469740B1 (en) 2005-02-02

Family

ID=37341938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0074300A KR100469740B1 (en) 2002-11-27 2002-11-27 Duobinary optical transmitter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100469740B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100480274B1 (en) * 2002-11-29 2005-04-07 삼성전자주식회사 Optical transmitting system using conventional phase modulator
KR100759823B1 (en) * 2005-12-08 2007-09-18 한국전자통신연구원 Apparatus for generating RZreturn to zero signal and method thereof
CN1925348B (en) * 2006-10-10 2010-04-21 华为技术有限公司 Standing-wave ratio detecting method and device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040046381A (en) 2004-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100566195B1 (en) Duo-binary optical transmitter using semiconductor optical amplifier
KR100469725B1 (en) Duobinary optical transmitter
KR100469709B1 (en) Duobinary optical transmitter
KR100520648B1 (en) Duo-binary optical transmitter using semiconductor optical amplifier
KR100493095B1 (en) Optical transmitting system
KR100492971B1 (en) Duobinary optical transmitter
KR100480274B1 (en) Optical transmitting system using conventional phase modulator
KR100547781B1 (en) Polarized Duobinary Optical Transmission Device
KR100557111B1 (en) Duo-binary optical transmitter
KR100469740B1 (en) Duobinary optical transmitter
KR100480283B1 (en) Duobinary optical transmitter
EP1515461A1 (en) Duobinary optical transmitter
KR100547746B1 (en) Duobinary Optical Transmitter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090102

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee