KR100993843B1 - Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats - Google Patents

Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats Download PDF

Info

Publication number
KR100993843B1
KR100993843B1 KR1020087027139A KR20087027139A KR100993843B1 KR 100993843 B1 KR100993843 B1 KR 100993843B1 KR 1020087027139 A KR1020087027139 A KR 1020087027139A KR 20087027139 A KR20087027139 A KR 20087027139A KR 100993843 B1 KR100993843 B1 KR 100993843B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dpsk
amplitude
output
source
phase shift
Prior art date
Application number
KR1020087027139A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090006173A (en
Inventor
대니얼 마거레프테
쉐옌 정
야스히로 마츠이
파비즈 타예바티
Original Assignee
피니사 코포레이숀
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
Priority claimed from US11/441,944 external-priority patent/US7492976B2/en
Priority claimed from US11/702,436 external-priority patent/US7502532B2/en
Application filed by 피니사 코포레이숀 filed Critical 피니사 코포레이숀
Publication of KR20090006173A publication Critical patent/KR20090006173A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100993843B1 publication Critical patent/KR100993843B1/en

Links

Images

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
    • 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
    • H04B10/5162Return-to-zero modulation schemes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • 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
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre 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
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • 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
    • H04B10/548Phase or frequency modulation
    • H04B10/556Digital modulation, e.g. differential phase shift keying [DPSK] or frequency shift keying [FSK]
    • 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
    • H04B10/548Phase or frequency modulation
    • H04B10/556Digital modulation, e.g. differential phase shift keying [DPSK] or frequency shift keying [FSK]
    • H04B10/5561Digital phase modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2210/00Indexing scheme relating to optical transmission systems
    • H04B2210/517Optical NRZ to RZ conversion, or vice versa

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하도록 구성된 N레벨 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)를 구비하는 드라이버와, 상기 드라이버에 의해 출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하도록 구성된 FM 소스와, 상기 FM 소스에 의해 출력된 상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하도록 구성된 광스펙트럼 리쉐이퍼(Optical Spectrum Reshaper, OSR)를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 (1)1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하는 단계와, (2)출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하는 단계와, (3)상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하는 단계를 포함하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법에 관한 것이다.The present invention provides a driver having an N-level digital multilevel transformer (DMT) configured to receive a two-level digital electrical signal representing ones and zeros and output an N (where N > 2) level electrical signal; An FM source configured to receive the output N-level electrical signal and generate an optical frequency modulated signal, and an optical spectrum configured to receive the optical frequency modulated signal output by the FM source and generate a predetermined RZ-DPSK optical signal An optical signal generation system of a zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) having an optical spectrum reshaper (OSR). In another aspect, the present invention (1) receiving a two-level digital electrical signal representing the (1) and 0 and outputs an N (where N> 2) level electrical signal, (2) receiving the output N-level electrical signal Generating an optical frequency modulated signal, and (3) generating an optical zero-differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal including the step of receiving the optical frequency modulated signal and generating a predetermined RZ-DPSK optical signal. It is about a method.

0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템, FM 소스, N레벨 디지털 멀티레벨 트랜스포머, 광스펙트럼 리쉐이퍼, Zero Return Differential Phase Shift Mode (RZ-DPSK) optical signal generation system, FM source, N level digital multilevel transformer, optical spectrum reshaper,

Description

진보된 변조포맷의 생성을 위한 다용도의 컴팩트한 송신기{VERSATILE COMPACT TRANSMITTER FOR GENERATION OF ADVANCED MODULATION FORMATS}VERSATILE COMPACT TRANSMITTER FOR GENERATION OF ADVANCED MODULATION FORMATS}

계류중인 종전 특허출원에 대한 참조문헌References to pending patent applications pending

본 특허출원은This patent application

(ⅰ) POWER SOURCE FOR A DISPERSION COMPENSATION FIBER OPTIC SYSTEM 제목으로 다니엘 맥거레프테 등(Daniel Mahgerefteh et al)이 2005년 11월 8일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 No. 11/272,100의 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-59474-00006 CON);(Iii) pending US patent application No. 8, filed November 8, 2005, by Daniel Mahgerefteh et al, entitled POWER SOURCE FOR A DISPERSION COMPENSATION FIBER OPTIC SYSTEM. Partially filed Application No. 11 / 272,100 (agent document number TAYE-59474-00006 CON);

(ⅱ) HIGH-SPEED TRANSMISSION SYSTEM COMPRISING A COUPLED MULTI-CAVITY OPTICAL DISCRIMINATOR 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2002년 12월 3일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 10/308,522의 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-59474-00007);(Ii) Partial application of pending prior US patent application 10 / 308,522 filed December 3, 2002 by Daniel McGerefte et al. Under the title HIGH-SPEED TRANSMISSION SYSTEM COMPRISING A COUPLED MULTI-CAVITY OPTICAL DISCRIMINATOR. TAYE-59474-00007);

(ⅲ) FLAT DISPERSION FREQUENCY DISCRIMINATOR (FDFD) 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2006년 5월 26일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 11/441,944의 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-59474-00009 CON);(V) Partial application of pending US patent application Ser. No. 11 / 441,944, filed on May 26, 2006, by Daniel McGerefte et al. Under FLAT DISPERSION FREQUENCY DISCRIMINATOR (FDFD) (Representative Document No. TAYE-59474-00009 CON );

(ⅳ) OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 2월 28일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 11/068,032의 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-31);(V) Partial application of pending US patent application Ser. No. 11 / 068,032, filed on February 28, 2005, by Daniel McGeraffe, et al., Titled OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT. 31);

(ⅴ) FLAT- TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 3월 18일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 11/084,630 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-34);(Iv) pending application of pending US patent application Ser. No. 11 / 084,630, filed March 18, 2005, by Daniel McGerefte et al. Under the title FLAT-TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE (agent DOC-TAYE-34);

(ⅵ) MULTI- RING RESONATOR IMPLEMENTATION OF OPTICAL SPECTRUM RESHAPER FOR CHIRP MANAGED LASER TECHNOLOGY 제목으로 캐빈 맥칼리온 등(Kevin McCallion et al)이 2007년 2월 5일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 11/702,436 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-23 RR CON);(V) Partial pending US patent application 11 / 702,436, filed on February 5, 2007 by Kevin McCallion et al, entitled MULTI-RING RESONATOR IMPLEMENTATION OF OPTICAL SPECTRUM RESHAPER FOR CHIRP MANAGED LASER TECHNOLOGY. Continuing application (agent document number TAYE-23 RR CON);

(ⅶ) METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A SIGNAL USING SIMULTANEOUS FM AND AM MODULATION 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 3월 18일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 11/084,633 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-33);(V) Partial pending application of US Patent Application No. 11 / 084,633, filed March 18, 2005, by Daniel McGeraffe, et al., Entitled METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A SIGNAL USING SIMULTANEOUS FM AND AM MODULATION. -33);

(ⅷ) SPECTRAL RESPONSE MODIFICATION VIA SPATIAL FILTERING WITH OPTICAL FIBER 제목으로 캐빈 맥칼리온 등이 2006년 10월 24일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 60/853,867 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-47B PROV); 및(Ⅷ) SPECIAL RESPONSE MODIFICATION VIA SPATIAL FILTERING WITH OPTICAL FIBER Pending US Patent Application No. 60 / 853,867, filed on October 24, 2006, by Kevin McCallion et al. (Representative Document No. TAYE-47B PROV) ; And

(ⅸ) VERSATILE COMPACT TRANSMITTER FOR GENERATION OF ADVANCED MODULATION FORMATS 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2006년 4월 6일자로 출원한 계류중인 종전 미국특허출원 60/789,863 일부계속출원(대리인 문서번호 TAYE-73 PROV)이다.(V) Partial pending application of pending US patent application 60 / 789,863, filed April 6, 2006, by Daniel McGeraffe, et al., On the title of VERSATILE COMPACT TRANSMITTER FOR GENERATION OF ADVANCED MODULATION FORMATS (representative document number TAYE-73 PROV) to be.

상기 9개의 특허출원은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.The nine patent applications are incorporated herein by reference.

본 발명은 일반적으로 신호 전송에 관한 것으로 보다 상세하게는 광학신호의 전송에 관한 것이다.The present invention relates generally to signal transmission and, more particularly, to optical signal transmission.

디지털 광섬유 송신기의 품질과 성능은 송신된 디지털 신호가 심각한 왜곡없이 전파할 수 있는 거리에 의해 결정된다. 신호의 비트 오류율(BER)은 분산 광섬유를 통한 전파 후에 측정되고, 때로 감도라고 하는 소정의 BER, 일반적으로 10-12을 달성하는데 필요한 광출력이 결정된다. 송신기의 출력시의 감도와 전파 후 감도의 차를 때때로 분산 페널티(dispersion penalty)라 한다. 이는 일반적으로 분산 페널티가 ~1dB 수준에 달하는 거리에 의해 특징된다. 표준 10Gb/s 광디지털 송신기는 1550㎚의 표준 단일모드 광섬유에서 때때로 분산 한계라고 하는 분산 페널티가 ~1dB 수준에 달하기 전에 ~50㎞의 거리까지 전송할 수 있다. 분산 한계는 디지털 신호가 변환에 제한된다는 기본 가정에 의해, 즉, 신호가 비트를 교차하는 시간변화 상이 전혀 없고, 표준 10Gb/s 송신에 대해 100ps, 또는 1/(비트율)의 비트 주기를 갖는 가정에 의해 결정된다. 송신기의 품질에 대한 또 다른 측정은 광섬유 전파후 절대 감도이다.The quality and performance of a digital fiber optic transmitter is determined by the distance that the transmitted digital signal can propagate without serious distortion. Bit error rate of the signal (BER) is measured after propagation through a dispersive optical fiber, the light output is determined necessary to achieve a given BER, typically 10-12, which is sometimes called the sensitivity. The difference between the sensitivity at the output of the transmitter and the sensitivity after propagation is sometimes referred to as the dispersion penalty. This is typically characterized by the distance that the dispersion penalty reaches ~ 1 dB. A standard 10Gb / s optical digital transmitter can transmit at distances of ~ 50km before the dispersion penalty, sometimes called dispersion limit, reaches ~ 1dB on a standard singlemode fiber at 1550nm. The variance limit is based on the basic assumption that the digital signal is limited to conversion, i.e. there is no time-varying phase at which the signal crosses the bits, and a bit period of 100 ps, or 1 / (bit rate), for a standard 10 Gb / s transmission. Determined by Another measure of the quality of the transmitter is its absolute sensitivity after fiber propagation.

세가지 타입의 광섬유 송신기가 현재 종래기술의 광섬유 시스템인 (ⅰ)직접변조 레이저(directly modulated lasers, DML), (ⅱ)전계흡수형 변조 레이저 (Electroabsorption Modulated Lasers, EML), 및 (ⅲ)외부변조 마흐젠더(Externally Modulated Mach Zhender, MZ))에 사용되고 있다. 10Gb/s 및 1550㎚ 의 표준 단일모드 광섬유에서의 전송에 대해, 일반적으로 MZ 변조기와 EML이 가장 긴 거리, 일반적으로 80㎞에 도달할 수 있는 것으로 여겨져 왔다. 때때로 위상형 듀오바이너리(phase-shaped duobinary)라는 특별한 부호화 방식을 이용하면, MZ 송신기는 200㎞에 도달할 수 있다. 한편, 직접 변조레이저(DML)는 일반적으로 5㎞ 미만에 도달하는데 이는 DML의 고유 시간의존형 처프(time-dependent chirp)로 인해 이 거리를 지난 후 신호의 왜곡이 심해지기 때문이다.Three types of fiber optic transmitters are currently known as prior art fiber systems: (i) directly modulated lasers (DML), (ii) Electroabsorption Modulated Lasers (EML), and (i) externally modulated Mach. Gender (Externally Modulated Mach Zhender). For transmission on standard singlemode fiber at 10 Gb / s and 1550 nm, it has generally been considered that MZ modulators and EMLs can reach the longest distance, typically 80 km. Sometimes using a special coding scheme called phase-shaped duobinary, the MZ transmitter can reach 200 km. Direct modulation lasers (DMLs), on the other hand, typically reach less than 5 km because of the DML's inherent time-dependent chirp, which results in severe signal distortion after this distance.

예로써, 단일모드 광섬유에서 10Gb/s로 80㎞ 이상까지 DML의 도달거리를 높이는 광섬유를 지나는 장거리 광파 데이터 전송(10Gb/s에서 80㎞ 이상)을 위한 다양한 시스템이 (ⅰ)POWER SOURCE FOR A DISPERSION COMPENSATION FIBER OPTIC SYSTEM 제목으로 다니엘 맥거레프테 등(Daniel Mahgerefteh et al)이 2005년 11월 8일자로 출원한 미국특허출원 No. 11/272,100(대리인 문서번호 TAYE-59474-00006 CON); (ⅱ)FLAT DISPERSION FREQUENCY DISCRIMINATOR (FDFD) 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2006년 5월 26일자로 출원한 미국특허출원 11/441,944(대리인 문서번호 TAYE-59474-00009 CON); 및 (ⅲ)HIGH-SPEED TRANSMISSION SYSTEM COMPRISING A COUPLED MULTI-CAVITY OPTICAL DISCRIMINATOR 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2002년 12월 3일자로 출원한 미국특허출원 10/308,522(대리인 문서번호 TAYE-59474-00007)에 개시되어 있으며, 상기 참조문헌은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다. 이들 신규 시스템과 결합된 송신기를 때때로 매사추세츠, 윌미닝턴의 아즈나 LLC사의 처프 관리 레이저(Chirp Managed Laser, CMLTM)라 한다. 이 새로운 시스템 에서, 주파수 변조(FM) 소스 다음에 주파수 변조를 이용해 진폭 변조신호를 높이고 부분적으로 송신 광섬유에서의 분산을 보상하는 광스펙트럼 리쉐이퍼(Optical Spectrum Reshaper, OSR)가 잇따른다. 일실시예에서, 주파수 변조 소스는 직접변조 레이저(DML)를 보상할 수 있다. 때때로 주파수 판별기(frequency discriminator)라고 하는 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)는 파장의존형 송신기능을 갖는 적절한 광소자, 예컨대, 필터에 의해 형성될 수 있다. OSR은 주파수변조를 진폭변조로 변환시키는데 적합할 수 있다.For example, a variety of systems are available for long-range optical wave data transmission (over 80 km at 10 Gb / s) over an optical fiber that increases the DML's reach to more than 80 km at 10 Gb / s in single-mode fiber. United States Patent Application No. 8, filed November 8, 2005, by Daniel Mahgerefteh et al, entitled COMPENSATION FIBER OPTIC SYSTEM. 11 / 272,100 (Agent Document No. TAYE-59474-00006 CON); (Ii) United States Patent Application No. 11 / 441,944 filed May 26, 2006 by Daniel McGerlevte et al. Under the heading FLAT DISPERSION FREQUENCY DISCRIMINATOR (FDFD) (agent document number TAYE-59474-00009 CON); And (iii) United States Patent Application No. 10 / 308,522 filed December 3, 2002 by Daniel McGeraffe, et al. Under the title of HIGH-SPEED TRANSMISSION SYSTEM COMPRISING A COUPLED MULTI-CAVITY OPTICAL DISCRIMINATOR (Attorney Docket No. TAYE-59474-00007). And the references are incorporated herein by reference. Transmitters combined with these new systems are sometimes referred to as Chirp Managed Lasers (CML ) from Azna LLC of Wilminington, Massachusetts. In this new system, a frequency modulated (FM) source is followed by an Optical Spectrum Reshaper (OSR) that uses frequency modulation to boost the amplitude modulated signal and partially compensate for dispersion in the transmitting fiber. In one embodiment, the frequency modulation source can compensate for a direct modulation laser (DML). An optical spectrum reshaper (OSR), sometimes called a frequency discriminator, can be formed by a suitable optical element, such as a filter, having a wavelength dependent transmission function. OSR may be suitable for converting frequency modulation to amplitude modulation.

본 발명의 신규한 시스템에서, 주파수 변조 소스의 처프 특성들이 이용되고 10Gb/s 및 1550㎚의 표준 단일모드 광섬유에서 250㎞ 이상까지 CMLTM 송신기의 도달거리를 확장하도록 OSR을 구성함으로써 더욱 재형성된다. 본 발명의 신규한 시스템은 다른 것들 중에서 (ⅰ)OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 2월 28일자로 출원한 미국특허출원 11/068,032(대리인 문서번호 TAYE-31), (ⅱ)FLAT- TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 3월 18일자로 출원한 미국특허출원 11/084,630(대리인 문서번호 TAYE-34), (ⅲ)MULTI- RING RESONATOR IMPLEMENTATION OF OPTICAL SPECTRUM RESHAPER FOR CHIRP MANAGED LASER TECHNOLOGY 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2007년 2월 5일자로 출원한 미국특허출원 11/702,436(대리인 문서번호 TAYE-23 RR CON), 및 (ⅳ)METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A SIGNAL USING SIMULTANEOUS FM AND AM MODULATION 제목으로 캐빈 맥칼리온 등(Kevin McCallion et al)이 2005년 3월 18일자로 출원한 미국특허출원 11/084,633(대리인 문서번호 TAYE-33)에 기술된 시스템의 선택된 특징들을 조합한 것으로, 상기 참조문헌들은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.In the novel system of the present invention, the chirp characteristics of the frequency modulation source are used and further reformed by configuring the OSR to extend the reach of the CML transmitter by more than 250 km on standard singlemode fiber of 10 Gb / s and 1550 nm. . The novel system of the present invention is described in US patent application Ser. No. 11 / 068,032 filed on Feb. 28, 2005 by Daniel McGerreft et al under the title OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT. TAYE-31), (ii) U.S. Patent Application No. 11 / 084,630 filed March 18, 2005, by Daniel McGerefte et al., Titled FLAT-TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE (Attorney Docket No. TAYE-34), (Current) U.S. Patent Application No. 11 / 702,436 filed February 5, 2007 by Daniel McGerreft et al., Titled MULTI-RING RESONATOR IMPLEMENTATION OF OPTICAL SPECTRUM RESHAPER FOR CHIRP MANAGED LASER TECHNOLOGY. US Patent Application No. 11 / 084,633, filed March 18, 2005, by Kevin McCallion et al, entitled METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A SIGNAL USING SIMULTANEOUS FM AND AM MODULATION. Ki in number TAYE-33) As a combination of selected aspects of the system, the references are incorporated by reference herein.

보다 상세하게, 본 발명은 상술한 특허출원에 기술된 종류의 처프 관리 레이저를 이용한 광 차등위상편이방식(differentially-phase-shift-keyed, DPSK) 0복귀(return-to-zero, RZ) 신호를 발생하는 장치를 구비한다. More specifically, the present invention provides a differentially-phase-shift-keyed (DPSK) return-to-zero (RZ) signal using a chirp management laser of the type described in the patent application described above. It is provided with a generating device.

본 발명의 또 다른 형태로, 1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N > 2)레벨 전기신호를 출력하도록 구성된 N레벨의 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)를 구비하는 드라이버와, 상기 드라이버에 의해 출력된 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하도록 구성된 FM 소스와, 상기 FM 소스에 의해 출력된 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하도록 구성된 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)를 구비하는 0복귀 차등위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템이 제공된다.In still another aspect of the invention, a driver having an N level digital multilevel transformer (DMT) configured to receive a 2 level digital electrical signal representing 1 and 0 and output an N (where N > 2) level electrical signal. And an FM source configured to receive an N-level electrical signal output by the driver and generate an optical frequency modulated signal, and receive an optical frequency modulated signal output by the FM source and generate a predetermined RZ-DPSK optical signal. A zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation system is provided having an optical spectrum reshaper (OSR) configured to operate.

본 발명의 또 다른 형태로, (1)1과 0을 나타내고 N(여기서, N > 2)레벨 전기신호를 출력하는 2개 레벨의 디지털 전기신호를 수신하는 단계와, (2)출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하는 단계와, (3)상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하는 단계를 포함하는 0복귀 차등위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 생성방법이 제공된다.In still another aspect of the present invention, there is provided a method comprising the steps of: (1) receiving a digital electrical signal of two levels representing 1 and 0 and outputting an N (where N > 2) level electrical signal; Receiving a level electrical signal and generating an optical frequency modulated signal; and (3) receiving the optical frequency modulated signal and generating a predetermined RZ-DPSK optical signal. DPSK) optical signal generation method is provided.

본 발명의 이들 및 다른 목적과, 특징과 이점들은 하기의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의해 동일한 번호는 동일한 부분을 의미하는 첨부도면과 함께 고려할 경우 더 완전하게 개시되거나 명백한 것으로 여겨진다.These and other objects, features, and advantages of the present invention are considered to be more fully disclosed or apparent when considered in conjunction with the accompanying drawings in which like numerals refer to like parts by the following detailed description of preferred embodiments of the invention.

도 1은 본 발명의 처프 관리 레이저 기반의 RZ-DPSK 송신기의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a chirp management laser based RZ-DPSK transmitter of the present invention.

도 2는 처프 관리 레이저 RZ-DPSK 소스에서 송신기 체인을 따른 비트 시퀀스 진행을 도시한 것이다.2 shows the bit sequence progression along the transmitter chain in a chirp management laser RZ-DPSK source.

도 3은 전계흡수 변조기가 있는 DFB 레이저를 도시한 것이다.3 shows a DFB laser with a field absorption modulator.

도 4는 FM 소스의 3 레벨 신호 출력에서 다양한 주파수변조 레벨의 상대 스펙트럼 위치 및 OSR을 도시한 것이다.Figure 4 shows the relative spectral position and OSR of the various frequency modulation levels at the three level signal output of the FM source.

DPSK 포맷DPSK format

DPSK 포맷에서, 1과 0을 나타내는 입력 디지털 전기신호는 정보가 상수 진폭 신호인 연속파(CW)의 위상으로 부호화되는 전기신호로 변환된다. 이 DPSK 포맷에서, 변조규칙은 1과 0 비트의 입력된 랜덤 디지털 시퀀스가 주어진 경우, CW 신호의 위상은 모든 0비트의 발생에 대해 π로 변환되는 반면, 1비트의 발생에 대해서는 위상이 변하지 않는다. 예로서, 하기 표 1에 나타낸 비트의 디지털 시퀀스와 최종적으로 발생한 DPSK 위상을 고려해 보자:In the DPSK format, an input digital electrical signal representing ones and zeros is converted into an electrical signal whose information is encoded in the phase of a continuous wave CW, which is a constant amplitude signal. In this DPSK format, the modulation rule is given that the input random digital sequence of 1 and 0 bits, the phase of the CW signal is converted to π for all 0 bits of generation, while the phase does not change for 1 bits of generation. . As an example, consider the digital sequence of bits shown in Table 1 below and the final DPSK phase that occurred:

[표 1]TABLE 1

(a)디지털 신호: 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1...(a) Digital signal: 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 ...

(b)비트 위상: 0 0 π π 0 π π 0 0 π 0 π π π 0 0...(b) Bit phase: 0 0 π π 0 π π 0 0 π 0 π π π 0 0 ...

(c)비트 진폭: 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1...(c) Bit amplitude: 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 ...

(d)비트 강도: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1(d) Bit strength: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

여기서 진폭은 위상정보를 전달하는 비트의 광전계를 말하는 반면, 강도는 위상정보를 전달하지 않는 비트내 광전력을 말한다. 각 비트의 광전계 표현은 복소수인 반면, 광강도는 항상 실수 양수이다. 이 변조 포맷의 이점은 3dB보다 더 작은 신호 대 잡음비로 표준 온오프 방식(on-off keying)과 같은 비트 오류율을 제공하고, 이로써 대다수의 광지폭기들에 걸쳐 더 긴 전송거리까지 전해지는 송신을 가능하게 한다는 것이다. 이는 왜냐하면 DPSK 포맷으로 모든 비트가 에너지를 전달하는 반면에, 0미복귀 온오프 방식(on-off keying, OOK)에서는 단지 1비트만이 에너지를 갖고 0비트는 에너지를 전하지 않기 때문이다. Here, amplitude refers to a photoelectric field of bits that carry phase information, while intensity refers to intra-bit optical power that does not carry phase information. The photoelectric representation of each bit is complex, while the light intensity is always real positive. The advantage of this modulation format is that it provides a bit error rate like standard on-off keying with a signal-to-noise ratio of less than 3dB, allowing transmission over longer transmission distances over most optical amplifiers. To do it. This is because in the DPSK format all bits carry energy, while in zero return on-off keying (OOK), only one bit has energy and zero bits do not carry energy.

DPSK의 이점은 밸런스 수신기(balanced receiver)와 함께 상기 수신기에서 1비트 지연 간섭계(interferometer)를 이용하여 구현될 수 있다. 1비트 지연 간섭계의 기능은 DPSK의 위상변조를 진폭변조로 변환하는 것이다. 이 간섭계는 2 출력, 즉, (1)비트들의 1비트 지연 버전이 함께 추가되는 ADD 출력과, (2)비트들의 1비트 지연 버전이 서로 빼지는 SUBTRACT 출력이 있다. 입력 DPSK 신호가 간섭계의 2개 암(arm)들 사이에 분기된 경우, 각 암에서 전력은 인수 2만큼 줄어든다. 주로 마흐-젠더 타입인 간섭계의 기능이 표 2에서 예로 아래에 도시되어 있다: 여기서 진폭시퀀스(c)는 마흐-젠더 간섭계의 한 암에서 1비트씩 지연되어 상기 마흐-젠더에서 입력과 함께 간섭되게 하는 스트림(d)을 만들어 ADD(e)와 SUBSTRACT(f) 출력을 발생시킨다. 이들 2개 출력의 강도는 광계(optical field)의 위상에는 민감하지 않고 다만 광출력을 측정하는 표준 광검출기에 의해 검출된다. 2개 포트 밸런스 수신기는 ADD와 SUBSTRACT 포트의 검출된 광전류를 빼 출력(g)하며, 이는 표준 OOK 송신기보다 3dB 더 높은 감도를 갖는 것으로 해당기술분야에 알려져 있다.The advantage of DPSK can be realized using a 1 bit delay interferometer in the receiver along with a balanced receiver. The function of the 1-bit delay interferometer is to convert the phase modulation of the DPSK to amplitude modulation. The interferometer has two outputs, an ADD output in which a one-bit delay version of (1) bits is added together and a SUBTRACT output in which a one-bit delay version of (2) bits is subtracted from each other. If the input DPSK signal is branched between two arms of the interferometer, the power in each arm is reduced by a factor of two. The function of an interferometer, which is mainly of the Mach-gender type, is shown below as an example in Table 2: where the amplitude sequence (c) is delayed by one bit in one arm of the Mach-Gender interferometer so that it interferes with the input in the Mach-Gender. Stream (d) to generate ADD (e) and SUBSTRACT (f) outputs. The intensity of these two outputs is not sensitive to the phase of the optical field but is detected by a standard photodetector that measures the light output. The two-port balanced receiver subtracts the detected photocurrent of the ADD and SUBSTRACT ports (g), which is known in the art to have a sensitivity of 3dB higher than a standard OOK transmitter.

[표 2]TABLE 2

(c)비트 진폭:1/2 × 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1(c) Bit amplitude: 1/2 × 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1

(d)1비트 지연 버전:1/2 × 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1(d) 1-bit delay version: 1/2 × 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1

(e)ADD 포트의 진폭: ...1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1...(e) Amplitude of the ADD port: ... 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 ...

(f)SUBSTRACT 포트의 진폭: ...0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0(f) SUBSTRACT port amplitude: ... 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0

(g)밸런스 수신기(V)의 출력 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 (g) Output of balanced receiver (V) 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 1

비트들은 수신기의 출력(V)이 때때로 판단 임계치라고 하는 소정의 전압값 이상이면 비트값 1을 또는 출력 전압(V)이 상기 판단 임계치 미만이면 0을 할당하는 디지타이저(digitizer)를 이용하여 수신기에서 식별된다. 해당기술분야에 알려진 바와 같이, DPSK 변조포맷에 대한 판단 임계치가 0볼트로 두어져 있어, 소위 1과 0비트 간의 "거리"는 2가 된다. 즉, 1과 0비트 간의 전압차는 1 - (-1) = 2인 반면, 동일한 평균 광전력을 가정하면, 표준 OOK에 대해 상기 전압차는 1 - 0 = 1이다. 이러한 2인수 차는 동일한 비트 오류율이 표준 OOK로서 1/2의 광 신호 대 잡음비(OSNR)로 얻을 수 있게 하므로 DPSK보다 3dB 우세하다.The bits are identified at the receiver using a digitizer that assigns bit value 1 if the receiver's output V is sometimes above a predetermined voltage value called a decision threshold or 0 if the output voltage V is below the decision threshold. do. As is known in the art, the decision threshold for the DPSK modulation format is set at 0 volts, so that the " distance " between 1 and 0 bits is 2. That is, while the voltage difference between 1 and 0 bits is 1-(-1) = 2, assuming the same average optical power, the voltage difference is 1-0 = 1 for the standard OOK. This two-factor difference is 3dB superior to DPSK because the same bit error rate can be obtained with an optical signal-to-noise ratio (OSNR) of 1/2 as a standard OOK.

0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK) 송신기에서, CW 레이저의 출력은 선택된 비트율(예컨대 10GHz)에서 30% - 50% 듀티 싸이클로 사인형 클록신호에 의해 변조되어 수신기에 감도를 더 향상시킨다. 출력 강도는 상기 비트율에서 30% - 50% 듀 티 싸이클로 일정한 강도의 펄스열(pulse train)인 반면에, 펄스의 위상은 상기에서 설정된 DPSK 규칙을 따른다.In a zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) transmitter, the output of the CW laser is modulated by a sinusoidal clock signal at 30%-50% duty cycle at a selected bit rate (eg 10 GHz) to further improve sensitivity at the receiver. The output intensity is a pulse train of constant intensity at 30% -50% duty cycle at the bit rate, while the phase of the pulse follows the DPSK rule set above.

종래 기술에서, RZ-DPSK 송신기는 일반적으로 CW 레이저와, DPSK를 발생하는 제 1 변조기와, 30% - 50% 듀티 싸이클 펄스 또는 더 높은 감도를 갖는 제 2 변조기를 구비한다. 종래 기술에서 사용된 변조기는 일반적으로 부피가 크고, 높은 구동전압(즉, > 4-6 Vpp)을 필요로 하며, 이에 따라 바람직하지 못한 높은 전력소모를 갖는 마흐-젠더 위상 및/또는 진폭 변조기이다.In the prior art, RZ-DPSK transmitters generally have a CW laser, a first modulator for generating DPSK, and a second modulator with 30% -50% duty cycle pulse or higher sensitivity. Modulators used in the prior art are generally bulky and require high drive voltages (ie> 4-6 V pp ), thus resulting in undesirably high power dissipation of the Mach-gender phase and / or amplitude modulators. to be.

DPSK 및 처프 관리 레이저(CML)DPSK and Chirp Management Lasers (CML)

본 발명에서, FM 소스와 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)을 구비하는 컴팩트한 처프 관리 레이저(CML)가 외부 변조기를 사용하지 않고도 RZ-DPSK 신호를 생성하는데 사용된다.In the present invention, a compact chirp management laser (CML) with an FM source and an optical spectrum reshaper (OSR) is used to generate the RZ-DPSK signal without using an external modulator.

도 1은 신규 장치의 개략도를 도시한 것이다. 이진수 전기 디지털 데이터 스트림이 이진수 전기 데이터 스트림의 2 레벨의 입력을 하기에 기술된 절차에 따라 3 레벨의 출력으로 변환하는 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)로 제공된다. DMT에 나타난 3 레벨의 디지털 신호는 입력 디지털의 3 레벨 신호를 3 레벨의 광신호로 변환하는 FM 소스(예컨대, 또한 DFB 레이저로서 알려진 분산 피드백 레이저)를 구동하는데 사용된다. 다르게 말하면, DMT의 출력은 CML 장치에 대한 입력으로서 사용된다. 레이저 출력의 광주파수와 광 강도 모두가 DMT에 의해 출력된 3 레벨 드라이버 신호에 따라 변조된다.1 shows a schematic diagram of a novel device. A binary electrical digital data stream is provided to a digital multilevel transformer (DMT) that converts two levels of input of the binary electrical data stream to three levels of output according to the procedure described below. The three level digital signal shown in the DMT is used to drive an FM source (eg, a distributed feedback laser, also known as a DFB laser) that converts the input digital three level signal into a three level optical signal. In other words, the output of the DMT is used as input to the CML device. Both the optical frequency and the light intensity of the laser output are modulated in accordance with the three level driver signal output by the DMT.

DMT에 의해 출력된 전기신호의 진폭은 규정된 주파수 편위(frequency excrusion)과 진폭 편위을 일으켜 DPSK의 소정의 위상 부호화를 발생하도록 선택된다: (ⅰ)0위상이 바람직하다면, 즉, 진폭 = +1인 경우, 구동 진폭은 레이저 출력시 처프가 Δf=2/T이 되도록 조절되며, 여기서 T는 비트의 1/2 시간, 예컨대, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 50ps이다. (ⅱ)π 위상이 부호화된 DPSK 출력시에 바람직하다면, 즉, 진폭 = -1인 경우, 구동 진폭은 레이저의 출력시 처프가 Δf=1/T을 발생하도록 된다. 0비트를 가로지르는 위상 편이는 Δφ=2πTΔf이므로, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ-DPSK 신호에 대해, 0위상 편이(진폭 = +1)인 경우 처프 = 20GHz, π위상 편이(진폭 = -1)인 경우 처프 = 10GHz인 것에 유의하라.The amplitude of the electrical signal output by the DMT is selected to produce a prescribed frequency excursion and amplitude excursion to produce a predetermined phase encoding of the DPSK: (i) If zero phase is desired, i.e., amplitude = +1 In this case, the drive amplitude is adjusted such that the chirp at the laser output is Δf = 2 / T, where T is 50 ps for a 50% duty cycle RZ signal at 1/2 time of the bit, eg 10 Gb / s. (Ii) If π phase is desired at the coded DPSK output, i.e., amplitude = -1, then the drive amplitude causes the chirp to generate Δf = 1 / T at the output of the laser. Since the phase shift across zero bits is Δφ = 2πTΔf, for a 50% duty cycle RZ-DPSK signal at 10 Gb / s, the chirp = 20 GHz and the π phase shift (amplitude =-) for a zero phase shift (amplitude = +1) Note that for 1) the chirp = 10 GHz.

FM 소스의 광출력이 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR), 즉, (ⅰ)OSR이 출력신호의 진폭변조를 높이고, (ⅱ)OSR이 (FM 소스에 의해 출력된) 입력 단열(adiabatic) 주파수 편위를 신호의 널(null) 출력 부근에 거의 순간적인 갑작스런 위상 편이를 갖는 평평한 정점의 처프로 변환시키는 2가지 기능이 있는 필터를 통해 전해진다.The optical output of the FM source is the optical spectrum reshaper (OSR), i.e. (i) the OSR increases the amplitude modulation of the output signal, and (ii) the OSR is capable of reducing the input adiabatic frequency deviation (output by the It is passed through a filter with two functions that converts it into a flat peak chirp with a near instantaneous phase shift near the null output of the signal.

이 신규한 접근을 더 설명하기 위해, 3 레벨 디지털 트랜스포머(DMT)에 대한 입력에서 아래의 입력 이진수 디지털 비트 시퀀스를 고려하자:To further illustrate this novel approach, consider the following input binary digital bit sequences at the input to a three-level digital transformer (DMT):

an = ...1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 a n = ... 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1

도 2는 송신기 체인(즉, 송신 단계)의 다양한 시점에서 비트 시퀀스와 펄스 형태를 도시한 것이다. 도 2에서 "소정 출력"으로 표시된 소정의 출력 시퀀스(bn)는 +1 및 -1을 취하는 2개 값을 갖는 또 다른 이진수 디지털 시퀀스이다. 시퀀스(bn)는 비트(bn)의 값이 an에서 0비트가 매번 발생하는 동안 이전 값(bn-1)으로부터 변하는 반면, an에서 1비트가 매번 발생하는 동안 변하지 않은 채로 있는 규칙에 따라 입력 시퀀스(an)와 연관될 수 있다. 종래 RZ-DPSK 송신기에서, 이 시퀀스는 마흐 젠더 변조기와 결합한 다른 인코더를 사용하여 발생된다. 본 발명에서, 차동 인코더는 더 이상 필요하지 않다. bn = +1 또는 -1인 경우에 대해, 이 규칙은 다음과 같이 작성될 수 있다:Figure 2 illustrates the bit sequence and pulse shape at various points in the transmitter chain (i.e., the transmit phase). The predetermined output sequence b n , denoted “predetermined output” in FIG. 2, is another binary digital sequence with two values taking +1 and −1. Sequence (b n) is that remains unchanged while one-bit is generated each time in a n, while changing from the previous value (b n-1) while the value of the bit (b n) 0 bit is generated each time in a n According to the rule may be associated with the input sequence (a n ). In conventional RZ-DPSK transmitters, this sequence is generated using another encoder combined with a Mach gender modulator. In the present invention, a differential encoder is no longer needed. For the case of b n = +1 or -1, this rule can be written as:

(2)(2)

an = 1 이면 bn = bn-1 a n = 1 then b n = b n-1

an = 0 이면 bn = -bn-1 a n = 0 then b n = -b n-1

시퀀스 an은 하기 규칙에 따라 점 B에서 도 2에 도시된 펄스 형태를 발생하는 3 레벨 디지털 트랜스포머(DMT)로 들어간다(이 예에서, 소정의 출력펄스는 50% 듀티 싸이클을 갖는다): (ⅰ)입력 비트가 an = 1 이면, 점 B에서 신호는 0으로 떨어지고(V에 의해 변경되고), 비트 시간의 50% 동안 0값을 유지한 후, 값 V로 복귀한다. 전압강하(V)는 비트율 주파수 Δf=1/T의 2배인 처프를 발생하도록 레이저의 FM 효율에 따라 조절된다; (ⅱ)입력 비트가 an = 0 이면, 출력은 V/2로 떨어지고, 시간 T동안 상기 값을 유지한 후 값 V로 복귀하여 비트율 주파수, 즉, Δf=1/2T인 처프를 발생한다.The sequence a n enters a three-level digital transformer (DMT) that generates the pulse shape shown in FIG. 2 at point B according to the following rule (in this example, a predetermined output pulse has a 50% duty cycle): If the input bit is a n = 1, the signal at point B drops to zero (changed by V), holds zero for 50% of the bit time, and then returns to the value V. The voltage drop V is adjusted according to the FM efficiency of the laser to produce a chirp that is twice the bit rate frequency Δf = 1 / T; (Ii) If the input bit is a n = 0, the output drops to V / 2, maintains this value for a time T and then returns to the value V to generate a chirp with a bit rate frequency, i.e., Δf = 1 / 2T.

전압 출력의 이러한 선택은 후술된 바와 같이 주파수 변조(FM) 소스의 출력에서 비트들 간에 적절한 위상관계의 발생을 보장한다. DFB 레이저와 같은 FM 소스는 점 B에서 전압 패턴에 의해 진행되고 점 C에 도시된 주파수 및 진폭변조 출력 파형을 만든다(주파수 프로파일과 위상 프로파일은 도시되었으나, 진폭 프로파일은 미도시됨). 구동전압(V)의 값은 디지털 신호의 비트율, 즉, 50% 듀티 싸이클을 갖는 10Gb/s 데이터 스트림에 대해 10GHz와 같은 주파수 편위을 발생하도록 선택된다. 보다 일반적으로, 완전한 주파수 편위(Δf)는 Δf×T=1이도록 선택된다. 여기서, T는 0복귀 신호의 시간, 즉, 50% 듀티 싸이클 RZ 펄스 시퀀스에 대한 1/2 비트 주기이다. 전압은 소위 GHz/V 단위로 소스의 FM 효율(ηFM)에 의해, 다르게 말하면, Δf = ηFMV에 의해 결정된다. DFB 레이저의 출력시 광신호의 위상은 도 2에 도시된 주파수 편위의 시간적분이다. 예컨대, an = 1 이고 0 위상이 바람직한 경우, 전체 주파수 편위(Δf =20GHz)가 50% 듀티 싸이클을 갖는 10Gb/s 0복귀(RZ) 데이터 스트림에 대해 가해져, 주파수 변조신호의 위상이 20GHz×2π×50ps = 2π만큼 미끄러진다. 입력 비트가 an = 1 인 경우, 3 레벨 디지털 트랜스포머(DMT)는 10Gb/s RZ의 경우 10GHz 주파수 편위을 일으키는 1/2 전압을 발생한다. 이 경우, 신호의 위상은 10GHz×2π×50ps = π만큼 미끄러지고, 최종 발생한 인접한 펄스들이 필요에 따라 그들 사이에 π위상 편이를 갖게된다.This selection of voltage output ensures the generation of an appropriate phase relationship between the bits at the output of the frequency modulated (FM) source as described below. An FM source, such as a DFB laser, is driven by the voltage pattern at point B and produces a frequency and amplitude modulated output waveform shown at point C (frequency profile and phase profile are shown, but amplitude profile is not shown). The value of the drive voltage V is chosen to generate a frequency rate, such as 10 GHz, for the bit rate of the digital signal, i.e. 10 Gb / s data stream with 50% duty cycle. More generally, the complete frequency deviation Δf is chosen such that Δf × T = 1. Where T is the time of the zero return signal, i.e., 1/2 bit period for the 50% duty cycle RZ pulse sequence. The voltage is determined by the FM efficiency (η FM ) of the source in so-called GHz / V, in other words, by Δf = η FM V. The phase of the optical signal at the output of the DFB laser is the time integral of the frequency deviation shown in FIG. For example, if a n = 1 and zero phase is desired, the overall frequency deviation (Δf = 20 GHz) is applied to a 10 Gb / s zero return (RZ) data stream with 50% duty cycle, so that the phase of the frequency modulated signal is 20 GHz x It slips by 2π × 50ps = 2π. When the input bit is a n = 1, the three-level digital transformer (DMT) generates a half voltage that causes 10 GHz frequency deviation for 10 Gb / s RZ. In this case, the phase of the signal slips by 10 GHz × 2π × 50ps = π, and the last generated adjacent pulses have a π phase shift between them as necessary.

FM 소스(레이저)의 출력은 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR), 즉, 처프 관리 레이저에 대해 상술한 특허 출원에 기술된 바와 같이 진폭 편위를 높이고 처프를 평평히 하는 필터를 지난다. 도 2에 도시된 바와 같이, OSR의 출력시 강도는 RZ-DPSK 신호이며, 상기 신호에서 각 비트는 동일한 에너지를 전달하고 비트의 위상에 데이터가 부호화된다.The output of the FM source (laser) goes through an optical spectrum reshaper (OSR), i.e., a filter that raises the amplitude deviation and flattens the chirp as described in the patent application described above for the chirp management laser. As shown in Fig. 2, the strength at the output of the OSR is an RZ-DPSK signal, in which each bit carries the same energy and the data is encoded in the phase of the bit.

DFB의 출력시 최종적으로 발생한 펄스들의 진폭은 도 2에 도시되어 있지 않으나, 처프 관리 레이저의 해당기술분야에 잘 알려져 있으며 일반적으로 주파수 편위을 따른다.The amplitudes of the pulses that ultimately occur at the output of the DFB are not shown in FIG. 2, but are well known in the art of chirp management lasers and generally follow a frequency deviation.

본 발명의 또 다른 실시예에서, FM 소스는 진폭 편위 및 주파수 편위에 무관한 제어를 갖는다. 예컨대, DFB 레이저는 주파수 변조를 발생하는데 사용될 수 있고 레이저의 출력에 잇따르는 전계흡수(EA) 변조기가 진폭변조와 펄스 카빙(pulse carving)에 사용될 수있다. DFB와 EA는 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 칩에 집적될 수 있다.In another embodiment of the invention, the FM source has control independent of amplitude excursions and frequency excursions. For example, DFB lasers can be used to generate frequency modulation and field absorption (EA) modulators that follow the output of the laser can be used for amplitude modulation and pulse carving. DFB and EA can be integrated on the same chip as shown in FIG.

주파수(FM) 및 진폭(AM)의 별개의 제어가 다음과 같은 DPSK 신호를 발생하는데 사용될 수 있다. 예컨대, EA 변조기에 의해 발생된 진폭변조는 OSR 다음에 소정의 진폭변조를 제공하기 위해 프로그램된다. 예컨대, 진폭변조는 큰 주파수 편위를 갖는 비트들에 대해 감소되고 작은 주파수 변조를 갖는 비트들에 대해 증가될 수 있어, OSR 후에 높은 레벨과 낮은 레벨의 출력 진폭이 같아지게 된다. OSR 후의 출력진폭은 하기의 식을 따른다:Separate control of frequency FM and amplitude AM can be used to generate the following DPSK signal. For example, the amplitude modulation generated by the EA modulator is programmed to provide some amplitude modulation following OSR. For example, amplitude modulation can be reduced for bits with large frequency excursions and increased for bits with small frequency modulations, such that the high and low level output amplitudes become equal after OSR. The output amplitude after OSR follows the equation:

(3)(3)

AM(t) + FM(t) x (OSR 기울기) = 상수AM (t) + FM (t) x (OSR slope) = constant

여기서, AM은 1레벨 대 0레벨의 비로서 정의된 dB 단위의 진폭변조 깊이이 고, FM은 GHz 단위의 주파수 변조이며, 기울기는 dB/GHz 단위의 OSR 기울기이다. 상기 예에서, FM 소스가 출력진폭에 대한 별도의 제어를 갖는 경우, AM 구성부품은 주파수가 최대치의 절반, 즉, Δf/2인 경우 출력 전압(VAM)으로 프로그램될 수 있고, 진폭은 주파수 편위가 최대일 때, 즉, Δf일 때 진폭은 VAM/2로 설정된다. 여기서 VAM은 적합한 진폭응답을 제공하도록 선택되고 소스의 AM 기울기 효율에 따른다.Here, AM is amplitude modulation depth in dB defined as the ratio of 1 level to 0 level, FM is frequency modulation in GHz, and slope is OSR slope in dB / GHz. In the above example, where the FM source has separate control over the output amplitude, the AM component can be programmed to the output voltage V AM when the frequency is half of the maximum, Δf / 2, and the amplitude is frequency When the deviation is maximum, that is, Δf, the amplitude is set to V AM / 2. Where V AM is chosen to provide the appropriate amplitude response and depends on the AM slope efficiency of the source.

또 다른 예에서, RZ-DPSK는 FM 소스와 OSR로서 DFB/EA를 이용하여 비트율로, 예컨대, 2배의 비트율 주파수, 즉, 10Gb/s 신호에 대해 20GHz 비트율 주파수 대 10Gb/s 신호에 대해 10GHz 비트율 주파수로부터 필요로 하는 최대 처프를 줄인다. 이는 완전한 비트 주기, 즉, 10Gb/s 신호에 대해 100ps내에 소정의 위상 편이를 일으킴으로써 달성된다. EA 변조기는 DFB의 출력진폭을 변조함으로써 50%의 듀티 싸이클로 소정의 RZ 펄스 형태를 발생한다. 예컨대, an=1이고 0 위상이 바람직한 경우, 완전한 주파수 편위 Δf=10GHz이 10Gb/s에 대해 적용되어, 주파수 변조신호의 위상은 10GHz×2π×100ps = 2π만큼 미끄러지게 된다. 입력 비트가 an=0인 경우, 3 레벨 디지털 트랜스포머가 5GHz 주파수 편위을 일으키며 1/2 전압을 발생한다. 이 경우, 신호의 위상은 5GHz×2π×100ps = π만큼 미끄러져, 최종 발생한 인접 펄스들은 필요에 따라 그들 사이에서 π위상 편이를 갖게 된다. FM 소스의 출력은 처프 관리 레이저(CML)에 관한 상술한 특허출원에 기술된 바와 같이 진폭 편위를 높이고 처프를 평평히 하는 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)을 통해 지난다.In another example, the RZ-DPSK uses a DFB / EA as the FM source and OSR at a bit rate, e.g., a 20 GHz bit rate frequency versus a 10 GHz bit rate frequency, ie a 20 GHz bit rate frequency for a 10 Gb / s signal. Reduce the maximum chirp required from the bit rate frequency. This is accomplished by causing a certain phase shift within 100 ps for the full bit period, i.e., 10 Gb / s signal. The EA modulator generates the desired RZ pulse shape with a 50% duty cycle by modulating the output amplitude of the DFB. For example, if a n = 1 and zero phase is desired, a complete frequency deviation Δf = 10 GHz is applied for 10 Gb / s, so that the phase of the frequency modulated signal is slipped by 10 GHz × 2π × 100ps = 2π. If the input bit is a n = 0, a three-level digital transformer generates 5 GHz frequency excursions and generates 1/2 voltage. In this case, the phase of the signal slips by 5 GHz × 2π × 100ps = π, so that the last generated adjacent pulses have a π phase shift between them as necessary. The output of the FM source passes through an optical spectrum reshaper (OSR) that raises the amplitude deviation and flattens the chirp, as described in the patent application described above for chirp management lasers (CML).

도 4는 FM 소스의 출력시 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)와 다양한 주파수 값의 스펙트럼 위치들의 예를 도시한 것이다. 가장 높은 진폭에 해당하는 피크 주파수(f0)는 OSR에 대한 비교적 낮은 손실점으로 정렬되는 반면, 중간 주파수(f1)는 더 큰 손실(~10dB)을 갖도록 정렬된다. 주파수(f2)는 더 큰 손실을 입는데, 이는 (도 4에 도시된 바와 같이) 주파수가 더 낮기 때문이다. 이상적으로 OSR의 출력시 신호 레벨로 인해 f1 및 f2 레벨에서 0 에너지, 예컨대, 1s의 피크에서 < -10dB 미만의 에너지는 무시되어 진다. 이 예에서, OSR은 송신 선단에 사용되고 또한 대역폭 제한이다. 다양한 OSR 형태들은 OSR 후 소정의 진폭응답을 발생하도록 다양한 주파수 구성부품들 간의 식별을 도입할 수 있다. 4 shows an example of an optical spectrum reshaper (OSR) and spectral positions of various frequency values at the output of an FM source. The peak frequency f 0 corresponding to the highest amplitude is aligned with a relatively low loss point for OSR, while the intermediate frequency f 1 is aligned with a larger loss (˜10 dB). The frequency f 2 suffers a larger loss because the frequency is lower (as shown in FIG. 4). Ideally zero energy at the f 1 and f 2 levels, eg << 10 dB at peaks of 1 s, is ignored due to the signal level at the output of the OSR. In this example, OSR is used at the transmit tip and is also bandwidth constrained. Various OSR types may introduce identification between the various frequency components to produce a predetermined amplitude response after OSR.

중요하게는, OSR 선단의 핵심 기능은, (ⅰ)OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 2월 28일자로 출원한 미국특허출원 11/068,032(대리인 문서번호 TAYE-31) 및 (ⅱ)FLAT- TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE 제목으로 다니엘 맥거레프테 등이 2005년 3월 18일자로 출원한 미국특허출원 11/084,630(대리인 문서번호 TAYE-34)에 기술된 바와 같이, 0에서 FM 소스의 출력시 단열 처프를 급격한 위상 편이를 갖는 평평한 정점의 처프로의 변환이며, 상기 특허출원은 본 명세서에 참조로 합체되어 있다. OSR의 전달기능에 의해 발생된 최종적으로 발생한 균일 위상은 향상된 감도를 갖는 RZ-DPSK 신호를 발생하는데 중요하다.Importantly, the core function of the OSR fleet is U.S. Patent Application No. 11 / 068,032, filed February 28, 2005, by Daniel McGeraffe, et al., Titled OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN FM SOURCE AND A SPECTRAL RESHAPING ELEMENT. U.S. Patent Application No. 11 / 084,630 filed March 18, 2005, filed by Daniel McGerefte et al. Under the titles TAYE-31) and (ii) FLAT-TOPPED CHIRP INDUCED BY OPTICAL FILTER EDGE (representative Document No. TAYE-34). As described below, the conversion of the adiabatic chirp at zero to the output of the FM source into a flat peak chirp with a sharp phase shift, the patent application is incorporated herein by reference. The final uniform phase generated by the OSR's transfer function is important for generating an RZ-DPSK signal with improved sensitivity.

RZ-DPSK의 발생Generation of RZ-DPSK

동일한 개념이 0복귀 4상 차동위상편이방식(RZ-DPSK)을 만들기 위해 일반화될 수 있음에 유의하라. 상기 방식에 대해 정보는 4개의 가능한 위상들{0,π/2,π,-π/2}로 부호화된다. 이 경우 해당하는 복소수 영역 진폭은 {1,i,-1,-i}이다. 이 경우, 멀티레벨 디지털 트랜스포머가 하기 식과 같이 4 레벨 신호 Vk를 만든다:Note that the same concept can be generalized to create a zero return four-phase differential phase shift scheme (RZ-DPSK). For this scheme the information is encoded in four possible phases {0, π / 2, π, -π / 2}. In this case, the corresponding complex region amplitude is {1, i, -1, -i}. In this case, the multilevel digital transformer produces a four level signal V k as shown below:

(4)(4)

2πΔfk × T = {2π, π/2, π, 3π/2}2πΔf k × T = {2π, π / 2, π, 3π / 2}

따라서, 소정의 주파수 편위는 {0,π/2,π,-π/2}의 해당 위상에 대해 Δfk = {1/T, 1/4T, 1/2T, 3/4T}가 된다. 예컨대, 50% 듀티 싸이클을 갖는 10Gb/s RZ 신호에 대한 RZ-DQPSK를 발생하기 위해, DMT의 진폭은 0 위상 편이를 필요로 하는 비트에 대해 20GHz, π/2 위상 편이를 필요로 하는 비트에 대해 5GHz, π 위상 편이를 필요로 하는 비트에 대해 10GHz, 3π/2 위상 편이를 필요로 하는 비트에 대해 15GHz의 주파수 편위을 발생하도록 조절된다. OSR 전송으로 인해 비트의 0부분 동안 낮은 레벨이 높은 레벨 아래로 < -10dB이게 선택된다. 소스가 별도의 FM 및 AM 변조를 갖는 경우, 진폭은 출력 펄스에 대해 일정한 진폭을 제공하도록 조절된다. 상기 2가지 예로부터 명백한 바와 같이, 다양한 멀티레벨 위상 부호화 신호들이 소정의 비트에 소정의 위상을 발생하도록 주파수 편위를 조절함으로써 상술한 처프 관리 방식을 이용해 생성될 수 있다. Thus, the predetermined frequency deviation becomes Δf k = {1 / T, 1 / 4T, 1 / 2T, 3 / 4T} for the corresponding phase of {0, π / 2, π, -π / 2}. For example, to generate RZ-DQPSK for a 10 Gb / s RZ signal with a 50% duty cycle, the amplitude of the DMT is applied to a bit that requires 20 GHz, π / 2 phase shift for bits that require zero phase shift. It is adjusted to generate a frequency deviation of 5 GHz for a bit requiring a phase shift and 10 GHz for a bit requiring a phase shift of 3 π / 2. Due to the OSR transmission, during the zero part of the bit, the low level is chosen such that <-10dB below the high level. If the source has separate FM and AM modulation, the amplitude is adjusted to provide a constant amplitude for the output pulses. As is apparent from the above two examples, various multilevel phase coded signals can be generated using the chirp management scheme described above by adjusting the frequency deviation to generate a predetermined phase in a given bit.

변형transform

본 발명의 특성을 설명하기 위해 본 명세서에 기술되고 예시된 상세 내용, 물질, 단계 및 부품의 배열에 있어 많은 변경들은 본 발명의 원리와 기술사상에서 벗어남이 없이 당업자에 의해 만들어질 수 있음을 이해할 것이다.It will be appreciated that many changes in the arrangement of details, materials, steps, and components described and illustrated herein to illustrate the nature of the invention may be made by those skilled in the art without departing from the principles and spirit of the invention. .

본 발명의 상세한 내용에 포함됨.Included in the details of the present invention.

Claims (38)

1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하도록 구성된 N레벨 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)를 구비하는 드라이버와,A driver having an N level digital multilevel transformer (DMT) configured to receive a two level digital electrical signal representing ones and zeros and to output an N (where N > 2) level electrical signal; 상기 드라이버에 의해 출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하도록 구성된 FM 소스와,An FM source configured to receive the N level electrical signal output by the driver and generate an optical frequency modulated signal; 상기 FM 소스에 의해 출력된 상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하도록 구성된 광스펙트럼 리쉐이퍼(Optical Spectrum Reshaper, OSR)를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.Zero Return Differential Phase Shifter (RZ-DPSK) comprising an Optical Spectrum Reshaper (OSR) configured to receive the optical frequency modulated signal output by the FM source and generate a predetermined RZ-DPSK optical signal ) Optical signal generation system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 FM 소스에 의해 발생된 주파수 편위(Δf)가 (ⅰ)실질적으로 상기 2 레벨 디지털 전기신호의 1비트 입력에 대한 비트율 주파수의 2배이고, (ⅱ)상기 2 레벨 디지털 전기신호의 0비트 입력에 대한 비트율 주파수와 같도록 상기 드라이버의 출력이 조절되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The frequency deviation Δf generated by the FM source is (i) substantially twice the bit rate frequency for one bit input of the two level digital electrical signal, and (ii) is applied to the zero bit input of the two level digital electrical signal. A zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation system in which the output of the driver is adjusted to be equal to a bit rate frequency. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 드라이버의 출력 진폭은 기설정된 주파수 편위와 진폭 편위를 일으켜 DPSK의 소정의 위상 부호화를 생성하도록 선택되어, 그 결과 (ⅰ)0위상(진폭=+1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅱ)π위상(진폭=-1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력에서 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되며, 여기서 T는 비트의 1/2 시간인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The output amplitude of the driver is selected to produce a predetermined phase encoding of the DPSK by causing a predetermined frequency deviation and amplitude deviation, so that when (i) zero phase (amplitude = +1) is desired, the driver amplitude is equal to that of the FM source. The output is adjusted to generate a chirp of Δf = 1 / T, and (ii) if π phase (amplitude = -1) is desired, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 2T at the output of the FM source. , Where T is a half time of a bit, zero return differential phase shift (RZ-DPSK) optical signal generation system. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 0위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=20GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.If zero phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a Δf = 1 / T chirp at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = 20GHz Signal generation system with zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 π위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=10GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.If π phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a Δf = 1 / 2T chirp at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = 10GHz Signal generation system with zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, N=3인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.Zero return differential phase shift mode (RZ-DPSK) optical signal generation system with N = 3. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 드라이버의 출력 진폭은 기설정된 주파수 편위와 진폭 편위를 일으켜 QPSK의 소정의 위상 부호화를 생성하도록 선택되어, 그 결과 (ⅰ)0위상(복소수 진폭=+1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅱ)π/2위상(복소수 진폭=i)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/4T의 처프를 발생하도록 조절되며, (ⅲ)π위상(복소수 진폭=-1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅳ)3π/2위상(복소수 진폭=-i)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=3/4T의 처프를 발생하도록 조절되며, 여기서 T는 비트의 1/2 시간인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The output amplitude of the driver is selected to produce a predetermined phase coding of QPSK by generating a predetermined frequency deviation and amplitude deviation, so that when (i) zero phase (complex amplitude = + 1) is desired, the driver amplitude is the FM source. Is adjusted to generate a Δf = 1 / T chirp at the output of (ii) if π / 2 phase (complex amplitude = i) is desired, the driver amplitude generates a Δf = 1 / 4T chirp at the output of the FM source. Driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 2T at the output of the FM source, and (iii) 3π / 2 phase (complex number) when (ⅲ) π phase (complex amplitude = -1) is desired. If amplitude = -i) is desired, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 3 / 4T at the output of the FM source, where T is the zero return differential phase shift (RZ-DPSK), which is half the time of the bit. ) Optical signal generation system. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 π/2 위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/4T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며 Δf=5GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.If π / 2 phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 4T at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = Optical signal generation system of zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) at 5GHz. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 3π/2 위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=3/4T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며 Δf=15GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.If 3π / 2 phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 3 / 4T at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = Optical signal generation system of zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) at 15GHz. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, N=4인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.Zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) optical signal generation system with N = 4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 FM 소스는 레이저를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The FM source is a zero return differential phase shift mode (RZ-DPSK) optical signal generation system having a laser. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 레이저는 분산 피드백(DFB) 레이저인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The laser is a zero-feedback differential phase shift method (RZ-DPSK) optical signal generation system is a distributed feedback (DFB) laser. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 FM 소스는 진폭 편위와 주파수 편위 모두를 제공하고, 또한 상기 FM 소스는 상기 진폭 편위와 상기 주파수 편위에 대한 별도의 제어를 제공하도록 구성되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The FM source provides both amplitude excursions and frequency excursions, and the FM source is configured to provide separate control for the amplitude excursions and the frequency excursions, and zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal. Generation system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 FM 소스는 분산피드백(DFB) 레이저 다음에 전계흡수(EA) 변조기를 구비하고, 상기 DFB 레이저는 주파수 변조를 발생시키기 위해 사용되며, 상기 EA는 진폭변조와 펄스 카빙(pulse carving)을 위해 사용되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The FM source has a field absorption (EA) modulator following a distributed feedback (DFB) laser, the DFB laser is used to generate frequency modulation, and the EA is used for amplitude modulation and pulse carving. Zero Return Differential Phase Shift Mode (RZ-DPSK) optical signal generation system. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 DFB 레이저와 상기 EA 변조기는 동일한 칩상에 집적될 수 있는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.And a zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation system in which the DFB laser and the EA modulator can be integrated on the same chip. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 OSR은 필터를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The OSR comprises a zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) optical signal generating system having a filter. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 FM 소스는 진폭 편위와 주파수 편위 모두를 제공하고, 상기 필터는 (ⅰ)상기 FM 소스에 의해 출력된 신호의 진폭변조를 높이며 (ⅱ)상기 FM 소스의 단열 주파수 편위(adiabatic frequency excursion)를 상기 신호의 널(null) 출력 부근에서 순간적으로 급격한 위상 편위를 갖는 평평한 정점의 처프로 변환시키는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 시스템.The FM source provides both amplitude and frequency excursions, and the filter (i) increases amplitude modulation of the signal output by the FM source and (ii) the adiabatic frequency excursion of the FM source. RZ-DPSK optical signal generation system which converts into a flat peak chirp with an instantaneous rapid phase shift near the null output of the signal. (1)1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하는 단계와,(1) receiving a two-level digital electrical signal representing one and zero and outputting an N (where N > 2) electrical signal; (2)출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하는 단계와,(2) receiving the output N-level electrical signal and generating an optical frequency modulated signal; (3)상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하는 단계를 포함하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.(3) A method for generating an optical signal of zero return differential phase shift (RZ-DPSK), comprising receiving the optical frequency modulated signal and generating a predetermined RZ-DPSK optical signal. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (1)단계는 1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하도록 구성된 N레벨 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)를 구비하는 드라이버에 의해 수행되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.Step (1) is performed by a driver having an N level digital multilevel transformer (DMT) configured to receive a 2 level digital electrical signal representing 1 and 0 and output an N (where N > 2) level electrical signal. Optical signal generation method of zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 (2)단계는 상기 드라이버에 의해 출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하도록 구성된 FM 소스에 의해 수행되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.In step (2), a zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generating method is performed by an FM source configured to receive the N level electrical signal output by the driver and generate an optical frequency modulated signal. . 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 (3)단계는 상기 FM 소스에 의해 출력된 상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하도록 구성된 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)에 의해 수행되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.Step (3) is a zero return differential phase shift scheme performed by an optical spectrum reshaper (OSR) configured to receive the optical frequency modulated signal output by the FM source and generate a predetermined RZ-DPSK optical signal. RZ-DPSK) optical signal generation method. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (1)단계는 1과 0을 나타내는 2 레벨 디지털 전기신호를 수신하고 N(여기서, N>2)레벨 전기신호를 출력하도록 구성된 N레벨 디지털 멀티레벨 트랜스포머(DMT)를 구비하는 드라이버에 의해 수행되고,Step (1) is performed by a driver having an N level digital multilevel transformer (DMT) configured to receive a 2 level digital electrical signal representing 1 and 0 and output an N (where N > 2) level electrical signal. Become, 상기 (2)단계는 상기 드라이버에 의해 출력된 상기 N레벨 전기신호를 수신하고 광주파수 변조신호를 발생하도록 구성된 FM 소스에 의해 수행되며,Step (2) is performed by an FM source configured to receive the N-level electrical signal output by the driver and generate an optical frequency modulated signal, 상기 (3)단계는 상기 FM 소스에 의해 출력된 상기 광주파수 변조신호를 수신하고 소정의 RZ-DPSK 광신호를 발생하도록 구성된 광스펙트럼 리쉐이퍼(OSR)에 의해 수행되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.Step (3) is a zero return differential phase shift scheme performed by an optical spectrum reshaper (OSR) configured to receive the optical frequency modulated signal output by the FM source and generate a predetermined RZ-DPSK optical signal. RZ-DPSK) optical signal generation method. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 FM 소스에 의해 발생된 주파수 편위(Δf)가 (ⅰ)실질적으로 상기 2 레벨 디지털 전기신호의 1비트 입력에 대한 비트율 주파수의 2배이고, (ⅱ)상기 2 레벨 디지털 전기신호의 0비트 입력에 대한 비트율 주파수와 같도록 상기 드라이버의 출력이 조절되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The frequency deviation Δf generated by the FM source is (i) substantially twice the bit rate frequency for one bit input of the two level digital electrical signal, and (ii) is applied to the zero bit input of the two level digital electrical signal. A zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation method in which the output of the driver is adjusted to be equal to a bit rate frequency. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 드라이버의 출력 진폭은 기설정된 주파수 편위와 진폭 편위를 일으켜 DPSK의 소정의 위상 부호화를 생성하도록 선택되어, 그 결과 (ⅰ)0위상(진폭=+1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅱ)π위상(진폭=-1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되며, 여기서 T는 비트의 1/2 시간인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The output amplitude of the driver is selected to produce a predetermined phase encoding of the DPSK by causing a predetermined frequency deviation and amplitude deviation, so that when (i) zero phase (amplitude = +1) is desired, the driver amplitude is equal to that of the FM source. The output is adjusted to generate a chirp of Δf = 1 / T, and (ii) if π phase (amplitude = -1) is desired, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 2T at the output of the FM source. Where optical signal generation method of zero return differential phase shift (RZ-DPSK), where T is 1/2 time of a bit. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 0위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=20GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.If zero phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a Δf = 1 / T chirp at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = 20GHz Optical signal generation method of zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 π위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=10GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.If π phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a Δf = 1 / 2T chirp at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf = 10GHz Optical signal generation method of zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, N=3인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.Optical signal generation method of zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) with N = 3. 제 27 항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 드라이버의 출력 진폭은 기설정된 주파수 편위와 진폭 편위를 일으켜 QPSK의 소정의 위상 부호화를 생성하도록 선택되어, 그 결과 (ⅰ)0위상(복소수 진폭=+1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅱ)π/2위상(복소수 진폭=i)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/4T의 처프를 발생하도록 조절되며, (ⅲ)π위상(복소수 진폭=-1)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=1/2T의 처프를 발생하도록 조절되고, (ⅳ)3π/2위상(복소수 진폭=-i)이 바람직한 경우, 드라이버 진폭은 FM 소스의 출력시 Δf=3/4T의 처프를 발생하도록 조절되며, 여기서 T는 비트의 1/2 시간인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The output amplitude of the driver is selected to produce a predetermined phase coding of QPSK by generating a predetermined frequency deviation and amplitude deviation, so that when (i) zero phase (complex amplitude = + 1) is desired, the driver amplitude is the FM source. Is adjusted to generate a Δf = 1 / T chirp at the output of (ii) if π / 2 phase (complex amplitude = i) is desired, the driver amplitude generates a Δf = 1 / 4T chirp at the output of the FM source. Driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 2T at the output of the FM source, and (iii) 3π / 2 phase (complex number) when (ⅲ) π phase (complex amplitude = -1) is desired. If amplitude = -i) is desired, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 3 / 4T at the output of the FM source, where T is the zero return differential phase shift (RZ-DPSK), which is half the time of the bit. ) Optical signal generation method. 제 28 항에 있어서,29. The method of claim 28, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 π/2 위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=1/4T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=5GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.If π / 2 phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 1 / 4T at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf Optical signal generation method of zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) with = 5GHz. 제 28 항에 있어서,29. The method of claim 28, 10Gb/s에서 50% 듀티 싸이클 RZ 신호에 대해 3π/2 위상이 바람직한 경우, 상기 드라이버 진폭은 상기 FM 소스의 출력시 Δf=3/4T의 처프를 발생하도록 조절되고, 여기서 T=50ps이며, Δf=15GHz인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.If 3π / 2 phase is desired for a 50% duty cycle RZ signal at 10 Gb / s, the driver amplitude is adjusted to produce a chirp of Δf = 3 / 4T at the output of the FM source, where T = 50ps and Δf A zero-signal differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation method with = 15 GHz. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, N=4인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.Optical signal generation method of zero return differential phase shift method (RZ-DPSK) with N = 4. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 FM 소스는 레이저를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The FM source is a zero return differential phase shift (RZ-DPSK) optical signal generation method having a laser. 제 32 항에 있어서,33. The method of claim 32, 상기 레이저는 분산 피드백(DFB) 레이저인 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The laser is a zero-feedback differential phase shift method (RZ-DPSK) optical signal generation method is a distributed feedback (DFB) laser. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 FM 소스는 진폭 편위와 주파수 편위 모두를 제공하고, 또한 상기 FM 소스는 상기 진폭 편위와 주파수 편위에 대한 별도의 제어를 제공하도록 구성되는 0 복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The FM source provides both amplitude excursion and frequency excursion, and the FM source is a zero return differential phase shift scheme (RZ-DPSK) optical signal generation configured to provide separate control for the amplitude excursion and frequency excursion. Way. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 FM 소스는 분산 피드백(DFB) 레이저 다음에 전계흡수(EA) 변조기를 구비하고, 상기 DFB 레이저는 주파수 변조를 발생시키기 위해 사용되며, 상기 EA는 진폭변조와 펄스 카빙(pulse carving)을 위해 사용되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The FM source has a field absorption (EA) modulator following a distributed feedback (DFB) laser, the DFB laser is used to generate frequency modulation, and the EA is used for amplitude modulation and pulse carving. Optical signal generation method of zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK). 제 35 항에 있어서,36. The method of claim 35, 상기 DFB 레이저와 상기 EA 변조기는 동일한 칩상에 집적되는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.And a zero return differential phase shift keying (RZ-DPSK) optical signal generation method in which the DFB laser and the EA modulator are integrated on the same chip. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 OSR은 필터를 구비하는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.And the OSR comprises a zero return differential phase shift method (RZ-DPSK). 제 37 항에 있어서,39. The method of claim 37, 상기 FM 소스는 진폭 편위와 주파수 편위 모두를 제공하고, 상기 필터는 (ⅰ)상기 FM 소스에 의해 출력된 신호의 진폭변조를 높이며 (ⅱ)상기 FM 소스의 단열 주파수 편위를 상기 신호의 널(null) 출력 부근에서 순간적으로 급격한 위상 편위를 갖는 평평한 정점의 처프로 변환시키는 0복귀 차동위상편이방식(RZ-DPSK)의 광신호 발생 방법.The FM source provides both amplitude and frequency excursions, the filter (i) increases the amplitude modulation of the signal output by the FM source and (ii) the adiabatic frequency excursion of the FM source is null of the signal. RZ-DPSK optical signal generation method that converts into a flat peak chirp with an instantaneous rapid phase shift in the vicinity of the output.
KR1020087027139A 2006-04-06 2007-04-06 Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats KR100993843B1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78986306P 2006-04-06 2006-04-06
US60/789,863 2006-04-06
US11/441,944 US7492976B2 (en) 2002-10-04 2006-05-26 Flat dispersion frequency discriminator (FDFD)
US11/441,944 2006-05-26
US85386706P 2006-10-24 2006-10-24
US60/853,867 2006-10-24
US11/702,436 US7502532B2 (en) 2002-11-06 2007-02-05 Multi-ring resonator implementation of optical spectrum reshaper for chirp managed laser technology
US11/702,436 2007-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090006173A KR20090006173A (en) 2009-01-14
KR100993843B1 true KR100993843B1 (en) 2010-11-12

Family

ID=48470490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087027139A KR100993843B1 (en) 2006-04-06 2007-04-06 Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2008135A4 (en)
JP (1) JP4750205B2 (en)
KR (1) KR100993843B1 (en)
IL (1) IL194558A (en)
WO (1) WO2007117678A2 (en)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2107147B (en) * 1981-09-03 1985-07-10 Standard Telephones Cables Ltd Optical requency modulation system
JP2758211B2 (en) * 1989-06-19 1998-05-28 富士通株式会社 Frequency direct modulation PSK method
US5974209A (en) * 1998-04-30 1999-10-26 Cho; Pak Shing System comprising an electroabsorption modulator and an optical discriminator
US6473214B1 (en) * 1999-04-01 2002-10-29 Nortel Networks Limited Methods of and apparatus for optical signal transmission
JP4089707B2 (en) * 1999-09-09 2008-05-28 沖電気工業株式会社 Optical signal generation circuit
US6963685B2 (en) * 2002-07-09 2005-11-08 Daniel Mahgerefteh Power source for a dispersion compensation fiber optic system
US7555225B2 (en) * 2002-11-06 2009-06-30 Finisar Corporation Optical system comprising an FM source and a spectral reshaping element
US7536113B2 (en) * 2002-11-06 2009-05-19 Finisar Corporation Chirp managed directly modulated laser with bandwidth limiting optical spectrum reshaper
GB0327605D0 (en) * 2003-11-27 2003-12-31 Azea Networks Ltd Method and apparatus for producing chirped RZ-DPSK modulated optical signals
US7466926B2 (en) * 2004-05-28 2008-12-16 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method and apparatus for RZ-DPSK optical signal generation
US20050271394A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 James Whiteaway Filter to improve dispersion tolerance for optical transmission
US7346283B2 (en) * 2004-06-30 2008-03-18 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for CRZ-DQPSK optical signal generation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007117678A3 (en) 2009-04-02
IL194558A (en) 2013-04-30
KR20090006173A (en) 2009-01-14
JP2009542041A (en) 2009-11-26
EP2008135A2 (en) 2008-12-31
WO2007117678A2 (en) 2007-10-18
EP2008135A4 (en) 2015-08-26
JP4750205B2 (en) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7474859B2 (en) Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats
US7991297B2 (en) Chirped laser with passive filter element for differential phase shift keying generation
US8958666B2 (en) Methods of achieving optimal communications performance
US8837947B2 (en) Apparatus for pseudo-return-to-zero modulation
US20060013596A1 (en) Bandwidth limited frequency shift keying modulation format
JP5460618B2 (en) Phase control circuit and method for optical receiver
US20060204162A1 (en) Device for mach-zehnder modulator bias control for duobinary optical transmission and associated system and method
EP1511195B1 (en) Duobinary optical transmission device using one semiconductor optical amplifier
JP2008530900A (en) Optical MSK data format
JP3371857B2 (en) Optical transmission equipment
US7599628B2 (en) Method for modulating an optical signal and optical transmitter
Caplan et al. A quantum-limited optically-matched communication link
Jia et al. Generation and transmission of 10-Gb/s RZ-DPSK signals using a directly modulated chirp-managed laser
EP1411656A2 (en) Optical duobinary carrier-suppressed RZ transmission system
US20050105916A1 (en) Optical transmitter for generating duobinary CSRZ and CSRZ-DPSK optical signals for use in optical communication system
Chhilar et al. Modulation formats in optical communication system
JP4053473B2 (en) Optical transmitter
Wen et al. RZ/CSRZ-DPSK and chirped NRZ signal generation using a single-stage dual-electrode Mach-Zehnder modulator
KR100592878B1 (en) Device and method of electrically band-limited optical dpsk
KR100993843B1 (en) Versatile compact transmitter for generation of advanced modulation formats
Li et al. Analysis Modulation Formats in DWDM Transmission System
van den Borne et al. A robust modulation format for 42.8-Gbit/s long-haul transmission: RZ-DPSK or RZ-DQPSK?
KR101282414B1 (en) Optical transmitting apparatus for RZ-DPSK and RZ-DQPSK
KR20040046381A (en) Duobinary optical transmitter
Mahgerefteh et al. Chirp Managed Laser (CML): A compact transmitter for dispersion tolerant 10Gb/s networking applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131023

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141023

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee