KR20120062823A - 협대역 ｄｐｓｋ 장치, 시스템, 방법 - Google Patents

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KR20120062823A
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알란 에이치. 그나우크
총진 시에
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알까뗄 루슨트
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Abstract

재구성가능한 광 합 추출 멀티플렉스들(ROADM들)의 연접으로부터 타이트한 필터링 효과들을 견디는 광 통신을 위한 시스템, 장치 및 방법들이 제공된다. 예시적인 시스템은 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다. 수신기는 약 1 비트 기간보다 작은 경로 길이차를 가지는 지연 라인 간섭계(DLI) 및 전기 신호를 형성하기 위해 출력되는 DLI를 검출하기 위한 검출기를 포함한다. NB-DPSK 광 신호의 대역폭은 NB-DPSK 광 신호가 수신되는 송신기의 제 1 비트 레이트의 약 절반 미만이다. 전기 신호는 송신된 데이터를 디코딩하도록 프로세싱된다. 대응하는 송신기는 제 1 비트 레이트를 가지는 제 1 입력 신호를 증폭하고; 제 1 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 대역폭을 가지는 NB-DPSK를 생성하도록 증폭 뒤에 DPSK 변조기를 구동한다.

Description

협대역 ＤＰＳＫ 장치, 시스템, 방법{NARROW-BAND DPSK APPARATUS, SYSTEM, METHOD}
본 발명은 광 송신 시스템들에 관한 것으로, 특히 로드엠들(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexers : ROADMs)을 포함하는 광 송신 시스템들에서 이용하기 위한 시스템들, 장치들 및 기술들에 관한 것이다.
광 네트워크들은 스펙트럼 효율이 높아야만 할 뿐만 아니라, 많은 로드엠들(ROADM들)을 수용할 수 있어야만 한다. ROADM은 광 네트워크 내의 ROADM 위치에서 채널들이 추가되고 추출되는 것을 허용함으로써 채널들이 네트워크를 통해 발신 위치에서 목적지 위치로 송신될 수 있도록 한다. 예를 들면, 40-Gb/s 신호들에게는 원하는 목적지에 도달하기 위해 50-GHz 채널 간격의 파장 분할 멀티플렉싱(Wavelength Division Multiplexing : WDM) 시스템들에서 복수의 ROADM들을 횡단할 수 있어야만 하는 요구가 있을 수 있다. 그와 같은 광 네트워크들에서, ROADM들의 연접(concatenation)은 타이트(tight)한 필터링 효과들을 발생시킨다. 예를 들면, 각각의 ROADM은 필터로 모델링될 수 있고 광 네트워크 내의 ROADM들의 연결은 그 결과에 따라 연접된 필터의 유효 대역폭을 감소시킬 것이다.
이 타이트한 필터링 효과들을 처리하기 위해, 몇 개의 기존 해법들이 있다. 그러나, 이 기존 해법들은 최적화되지 않는다. 하나의 해법은 광 듀오바이너리(duobinary)를 이용하는 것인데, 광 듀어바이너리는 감도가 낮고 비선형 송신 성능이 불량하다. 예를 들면, 광 듀오바이너리에서, 수신기 감도는 기껏해야 비 제로 복귀(non-return-to zero : NRZ) 온-오프-키드(on-off-keyed)(OOK) 신호의 감도와 동일하다. 제 2 해법은 부분 차동-위상-시프트-키드(Differential-Phase-Shift-Keyed: DPSK)를 이용하는 것인데, 부분-DPSK는 비용 효율적이지 않다. 제 3 해법은 높은 레벨의 변조로 코히어런트 검출(coherent detection)을 이용하는 것인데, 그러나, 이 해법은 비용 효율적이지 않고 또한 비선형 송신 성능이 불량할 수 있다.
효과적이기도 하고 또한 비용 효율적이기도 한 새로운 변조 포맷으로 ROADM들의 연접으로 인한 타이트한 필터링을 처리하는 시스템, 방법 및 장치 실시예들이 제공된다. 이 실시예들은 특히 광 송신 시스템들에서의 ROADM들의 연접으로 인한 타이트한 필터링 효과들을 견뎌낼 수 있는 공간 효율적인 변조 포맷들에 관한 것이다.
예시적인 광 통신 시스템은 기본적으로 내부에 은닉되어 있는 위상 정보를 구비하는 진폭 변조 신호인, 협-대역 차동-위상-시프트-키드(Narrow-Band Differential-Phase-Shift-Keyed : NB-DPSK) 광 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다. 예시적인 수신기는 지연 라인 간섭계(Delay Line Interferometer : DLI)를 포함하고, 여기서 DLI의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간(bit period)보다 작다. 수신기는 또한 대응하는 전기 신호를 형성하기 위해 DLI의 출력을 검출하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있다.
하나의 실시예에서, NB-DPSK 광 신호는 NB-DPSK 광 신호가 수신되는 송신기의 제 1 비트 레이트(bit rate)의 약 절반보다 작은 대역폭을 가진다. 또 다른 실시예에서, NB-DPSK 광 신호는 제 1 비트 레이트의 약 1/4보다 작은 대역폭을 가진다.
하나의 실시예에서, 예시적인 수신기는 대응하는 전기 신호로부터 송신되는 데이터를 디코딩하도록 구성된 프로세서를 포함한다. DLI는 부분 차동-위상-시프트-키드(PDPSK) DLI일 수 있고, 여기서 자체의 경로들 중 둘 사이의 거리차는 1 비트 기간보다 더 작다. 검출기는 하나의 수신기 내의 평형 검출기(balanced detector)이다. 본 발명에 따른 다른 수신기의 경우, 검출기는 단일-단(single-ended) 검출기이다.
광 통신 시스템은 또한, 제 1 비트 레이트(R)를 가지는 제 1 입력 신호를 수락하고 제 1 입력 신호를 증폭하도록 구성된 증폭기 및 증폭 이후에 제 1 입력 신호에 의해 구동되어 협-대역 DPSK 광 신호를 출력하도록 구성된 DPSK 변조기를 가지는 송신기를 포함할 수 있다. 송신기는 또한 증폭 전에, 또는 증폭 후에, 증폭 전후에 제 1 입력 신호를 필터링하도록 배치되는 전기 필터를 포함할 수 있다. NB-DPSK 광 신호 출력은 하나의 실시예에서 제 1 비트 레이트의 약 절반(R/2) 보다 작은 대역폭을 가진다. 또 다른 실시예에서, 증폭기, 광 전기 필터 및 광 변조기의 결합된 대역폭은 제 1 비트 레이트의 약 절반(R/2) 미만이다. 하나의 실시예에서, 결합된 증폭기, 광 전기 필터 및 광 변조기의 결합된 대역폭은 제 1 비트 레이트의 약 1/4(R/4) 미만이다. 또 다른 실시예에서, 출력인 DPSK 광 신호의 대역폭은 제 1 비트 레이트의 약 1/4(R/4) 미만이다. 송신기는 또한 지속파(continuous wave : CW) 광원을 포함할 수 있다. DPSK 변조기는 추가로 CW 광을 수신하도록 구성될 수 있다.
예시적인 광 통신 방법은 지연 라인 간섭계(DLI)에서 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호를 수신하는 단계 및 전기 신호를 형성하기 위해 검출기로 DLI의 출력을 검출하는 단계를 포함한다. DLI의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간보다 작다. 하나의 실시예에서, NB-DPSK 광 신호는 상기 NB-DPSK 광 신호가 수신되는 송신기의 제 1 비트 레이트의 약 절반 미만이다. 하나의 실시예에서, NB-DPSK 신호는 제 1 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 전기 대역폭을 가지는 송신기에 의해 생성된다.
상기 방법은 송신되는 데이터를 디코딩하기 위해 전기 신호를 프로세싱하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 프로세싱하는 단계는 전기 신호를 샘플링하는 단계, 샘플링된 전기 신호에 기초하여 수신되는 심볼을 식별하는 단계 및 수신되는 광 신호 내의 비선형성들을 처리하기 위해 샘플링된 전기 신호에 보상을 실행하는 단계 중 하나 이상을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 또한 R의 비트 레이트를 가지는 제 1 신호를 획득하는 단계, 증폭기에 의해 제 1 신호를 증폭하는 단계 및 NB-DPSK 광 신호를 출력하기 위해 상기 증폭 단계 이후에 제 1 신호로 변조기를 구동하는 단계를 포함할 수 있다. 그와 같은 실시예에서, NB-DPSK 광 신호는 약 R/2 보다 작은 대역폭을 가진다. NB-DPSK 광 신호는 약 R/4 보다 작은 대역폭을 가진다. 하나의 실시예에서, 증폭기 및 광 변조기의 결합된 대역폭은 약 R/2 미만이다. 송신기 내의 증폭기, 광 전기 필터, 및 광 변조기의 결합된 대역폭은 또 다른 실시예에서 약 R/4 미만일 수 있다.
상기 변조기는 마하-젠더(Mach-Zehnder) 차동-위상-시프트-키드(DPSK) 변조기일 수 있다. 추가적인 실시예에서, 상기 변조기는 영(null)에서 바이어스(bias)된다. 증폭된 신호는 또한 피크 대 피크 전압 Vpp = 2Vπ를 포함하며, Vπ는 변조기의 암(arm)들 사이에서의 π 위상 시프트를 발생시키는 전압이다.
하나의 실시예에서, 상기 방법은 복수의 광 신호들을 획득하기 위해 파장 분할 멀티플렉스드(Wavelength Division Multiplexed : WDM) 광 신호를 디멀티플렉싱(demultiplexing)하는 단계를 포함하고, 광 신호들 중 적어도 하나는 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호이다. 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 파장 분할 멀티플렉스드(WDM) 광 신호를 생성하도록 복수의 송신기들로부터 복수의 출력 신호들을 멀티플렉싱하는 단계를 포함한다.
하나의 실시예에서, 광 통신 시스템은 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호를 검출하도록 구성된 차동-위상-시프트-키드(DPSK) 수신기를 포함하고, DPSK 수신기는 자신의 두 경로들 사이에 약 1 비트 기간 보다 작은 경로 길이차를 가지는 DPSK 복조기를 포함하고, DPSK 복조기는 NB-DPSK 광 신호를 복조하도록 구성된다. 광 통신 시스템은 또한 제 1 비트 레이트를 가지는 제 1 입력 신호를 수락하고 제 1 입력 신호를 증폭하도록 구성된 증폭기; 및 증폭 이후 제 1 입력 신호에 의해 구동되도록 구성되어 협대역 DPSK 광 신호를 출력하는 DPSK 변조기를 가지는 송신기를 송신기를 포함하고, 증폭기, 광 전자 필터 및 광 변조기의 결합된 전기 대역폭은 제 1 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 대역폭을 가진다.
본 발명에 따른 실시예들은 효과적이기도 하며 비용 효율적이기도 하다. 예를 들면, 송신기의 실시예는 그것이 비트 레이트의 약 절반의 속도로 구성요소들을 이용하므로, 비용 효율적이다. 게다가, 송신기 실시예는 전기 영역에서 NB-DPSK의 대역폭을 감소시키므로, 광 필터링을 회피할 수 있다. 송신되는 신호의 대역이 협소하므로, ROADM들의 연접으로부터의 타이트한 필터링에 의해 발생되는 페널티가 작은, 예를 들면, 40-Gb/s 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK)는 50-GHz 채널 간격을 가지는 WDM 시스템 내의 많은 ROADM들을 횡단(즉, 거쳐가는)할 수 있다. 게다가, 제공된 변조 포맷의 협 대역폭으로 인해, 송신기들 내의 크로스토크(crosstalk)를 감소하거나 포트(port)들을 추가하는데 이용되는 멀티플렉서(multiplexer)들 또는 인터리버(interleaver)들이 회피될 수 있으므로, 이는 본 발명에 따른 시스템 실시예들의 총 비용을 감소하는데 이용된다. 더욱이, NB-DPSK의 감도는 DPSK 및 부분-DPSK에 유사하면서도, 광 듀어바이너리에 비해 훨씬 개선된다. 동시에 편파 모드 분산(polarization mode dispersion: PMD) 보상기를 구비하는 DPSK 시스템은 PMD 보상기를 구비하는 DPSK 시스템보다 더 많은 PMD를 견딜 수 있다.
도 1은 적어도 하나의 채널에 대한 협대역 차동-위상-시프트-키드(DPSK)(NB-DPSK)를이용하는 예시적인 광 송신 시스템의 블록도.
도 2는 NB-DPSK 송신기의 예시적인 실시예의 블록도.
도 3는 NB-DPSK 수신기의 예시적인 실시예의 블록도.
예시적인 실시예들은 본원에서 후술되는 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 더욱 완전하게 이해될 것이고, 동일한 요소들은 동일한 참조 번호들에 의해 표현되고, 이는 단지 예를 통해 제공되므로 본 발명을 제한하지 않는다.
이제 첨부 도면들을 참조하여 다양한 예시 실시예들이 더욱 완전하게 설명될 것이고, 첨부 도면들에서 동일한 번호들은 도면들의 설명 전체에 걸쳐 동일한 요소들을 칭한다.
본원에 개시된 구체적인 구조 및 기능의 세부사항들은 단지 예시 실시예들을 설명하기 위하여 표현된다. 그러나 예시 실시예들은 많은 대안의 형태들로 구현될 수 있고 본원에서 진술된 실시예들로만 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
용어들 제 1, 제 2 등이 본원에서 다양한 요소들을 기술하는데 이용될 수 있을지라도, 이 요소들은 이 용어들에 의해 제한되어서는 안 되는 것이 이해될 것인데, 왜냐하면 그러한 용어들은 단지 하나의 요소들을 다른 요소와 구별하는데 이용되기 때문이다. 예를 들면, 예시 실시예들의 범위를 벗어나지 않고도 제 1 요소는 제 2 요소로 칭해질 수 있고, 유사하게, 제 2 요소는 제 1 요소를 칭해질 수 있다.
본원 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 "및"은 연관된 아이템들의 목록 중 하나 이상의 임의의 그리고 모든 결합들을 포함하고, 단수 형태들 "a", "an", 및 "the"은 문맥에서 달리 명확하게 표시되지 않는 한 또한 복수의 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 용어들 "comprises", "comprising", "includes" 및 "including"이 본원에서 이용될 때 진술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및 구성요소들의 존재를 열거하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 및 이들의 그룹들의 존재 또는추가를 배제하지 않는 것이 더 이해될 것이다.
한 요소가 다른 요소에 "접속"되거나 "결합"된다고 칭해지면, 이 요소는 개재하고 있는 요소들이 존재하는 상태로 다른 요소에 직접적으로 접속 또는 결합될 수 있다. 반대로, 요소가 다른 "직접적으로 접속"되거나 "직접적으로 결합"된다고 칭해지면, 재재하고 있는 요소들이 존재하지 않는다. 요소들 사이의 관계를 기술하는데 이용되는 다른 단어들은 동일한 방식(예를 들면, "사이에" 대 "사이에 직접적으로", "인접하는" 대 "직집적으로 인접하는" 등)으로 해석되어야만 한다.
달리 규정되지 않으면, 본원에서 이용되는 모든 용어들(기술 및 과학 용어들을 포함하는)은 예시 실시예들이 속하는 당업자들 중 임의의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가진다. 통상적으로 이용되는 사전들에서 규정된 것과 같은 용어들은 관련 분야의 맥락에서의 용어의 의미에 부합하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하고 본원에서 명백하게 그렇게 규정되지 않으면 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되어야만 된다.
일부 대안의 구현예들에서, 기재된 기능들/동작들이 동면들에 기재된 순서를 벗어나 발생될 수 있음이 또한 주목되어야 한다. 예를 들면, 연속해서 도시된 두 도면들/동작들은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나 때로는 수반된 기능성/동작들에 다라, 역순으로 실행될 수 있다.
도 1은 예시적인 광 송신 시스템(100)의 블록도이다. 예시적인 광 송신 시스템은 후술되는 바와 같이 적어도 하나의 채널에 대해 협대역 차동-위상-시프트-키잉(Differential-Phase-Shift-Keying : DPSK)(NB-DPSK)을 이용한다. 도 1에서, 복수의 송신기들(10)은 멀티플렉서(20)에 결합되어 적어도 하나의 변조 채널을 포함하는 파장-분할-멀티플렉스드(wavelength-division-multiplexed: WDM) 신호를 발생시킨다. 변조 채널들 중 적어도 하나는 NB-DPSK이다. 송신기 1 내지 송신기 N(10)은 각각 변조 채널을 멀티플렉서(20)에 제공할 수 있다.
송신기들 각각이 NB-DPSK 채널을 제공할 필요는 없다. 즉, 송신기들 중 적어도 하나가 NB-DPSK 채널을 제공한다. 예를 들면, 제공될 수 있는 변조 채널들 중 다른 채널들은 편파-분할-멀티플렉스드(Polarization-Division-Multiplexed)(PDM), 위상 변조, 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation)(QAM), 및 이들의 어떤 결합일 수 있다. 예를 들면, 변조 채널들 중 하나는 PDM-QAM 채널일 수 있다. 더욱이, 일부 송신기들은 온-오프 키잉(on-off keying: OOK) 채널들을 발생시킬 수 있고 일부 채널들은 위상 변조 채널들을 발생시켜서 WDM 채널들이 OOK 채널들 및 위상 변조 채널들의 결합들이 되도록 할 수 있다. 예를 들면, 광 통신 시스템은 40-Gb/s PDM-QPSK 신호들이 10-Gb/s OOK 채널들과 함께 전파되는 하이브리드 송신 시스템일 수 있다.
멀티플렉서(20)로부터의 WDM 신호는 어븀 첨가 광섬유 증폭기(Erbium-doped fiber amplifier : EDFA)일 수 있는 증폭기(30)에 의해 증폭될 수 있다. WDM 신호는 증폭기로부터 송신 광섬유 스팬(span)(40)으로 지향된다. 각각의 광섬유 스팬(40)은 임의의 길이의 송신 광섬유(42)를 포함하고, 그 뒤에 인라인 분산 보상 모듈(dispersion compensation module : DCM)(44)을 포함하여, 분산 보상이 WDM 신호를 보상함으로써 자가 위상 변조(self-phase modulation : SPM) 및 채널간 교차 위상 변조(inter-channel cross phase modulation : XPM)와 같이, 결함들을 억제할 수 있다. 그와 같은 보상은 또한 증폭기(46)에 의한 증폭을 포함할 수 있다.
하니 이상의 광섬유 스팬들을 횡단한 후에, WDM 신호는 재구성가능한 광 광 합 추출 멀티플렉서(ROADM)들(50)에 제공될 수 있다. ROADM에서, 하나 이상의 채널들이 추출될 수 있거나(52), 하나 이상의 채널들이 결합될 수 있거나(54), 채널 추출 및 합의 어떤 결합이 실행될 수 있다. ROADM으로부터, WDM 신호는 디멀티플렉서(60)에 도달하기 전에 광 송신 시스템을 횡단하기 위해 송신 광섬유 스팬(40)을 다시 횡단한다. 디멀티플렉서(60)는 WDM 신호를 복수의 개별 채널들로 분리한다. 각각의 개별 채널은 신호 스트림의 데이터 정보의 디코딩을 위해 수신기(70)에 제공된다. 수신기 1 내지 수신기 N 중 각각의 수신기인, 수신기(70)는 개별 채널을 검출하기 위해 코히런트 검출 수신기 또는 직접 검출 수신기일 수 있다. WDM 신호 전에 그리고 후에 단 하나의 단일 ROADM 및 단일 광섬유 스팬만이 도 1에 도시될지라도, 광 네트워크(100)는 복수의 ROADM들(50) 및 각각의 ROADM 사이의 복수의 송신 광섬유 스팬들(40)을 포함할 수 있다.
송신기들(10) 중 하나(예를 들면, Tx 1)은 NB-DPSK 채널을 발생시킨다. NB-DPSK 채널에 대해 대응하는 수신기(70)(예를 들면, Rx 1)는 NB-DPSK 채널 상에서 송신된 데이터를 디코딩한다. NB-DPSK 송신기는 NB-DPSK 신호를 생성하기 위해서 구동기/들 및 비트 레이트의 약 절반의 대역폭을 가지는 변조기를 이용한다. 하나의 실시예에서, 구동기/들 및 변조기의 결합된 대역폭은 송신기에 제공되는 전기 이진 신호의 비트 레이트의 약 1/4이다. 또 다른 실시예에서, NB-DPSK 신호의 대역폭은 송신기에 제공되는 전기 이진 신호의 비트 레이트의 약 1/4이다. 대응하는 수신기에서, DPSK 수신기는 신호를 검출하기 위해 이용되고, 여기서 약 1 비트 기간보다 작은 두 경로들 사이의 길이차를 가지는 지연 신호 간섭계(DLI)는 NB-DPSK 신호를 복조하는데 이용된다. DPSK 수신기는 부분 DPSK 수신기일 수 있다.
도 2는 NB-DPSK 송신기의 예시적인 실시예의 블록도이다. 예시적인 송신기(200)는 비트 레이트 R을 가지는 제 1 전기 이진 신호(220)를 입력으로 받아들이는 증폭기(210)를 포함한다. 전기 필터(215)는 제 1 전기 이진 신호의 대역폭을 협소하게 하기 위해 포함될 수 있다. 제 1 이진 신호가 도시된 예시적인 실시예에서 증폭 이후에 필터링될지라도, 다른 실시예들에서는, 전기 필터가 증폭 전에 상빙되어 증폴 전에 제 1 이진 신호를 미리 필터링할 수 있다. 증폭 이후, 그리고 선택적으로 이 및/또는 후 필터링 이후의 제 1 이진 신호는 DPSK 변조기(230)를 구동시키기 위해 이용된다. 지속파(CW) 광 생성기(240)는 CW 광을 DPSK 변조기로 제공한다. 이 변조기는 증폭기의 증폭된 출력 및 CW 광을 이용하여 NB-DPSK 광 신호(250)를 생성한다. 하나의 실시예에서, 구동기/들 및 변조기의 결합된 대역폭은 수신된 신호(220)의 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 대역폭을 가진다. 즉, NB-DPSK 광 신호(250)는 수신된 신호(220)의 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 대역폭을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 구동기/들 및 변조기의 결합된 대역폭은 수신된 신호(220)의 비트 레이트의 약 1/4 미만이다.
그러므로, 하나의 실시예에서, 송신기(200)의 증폭기(210)는, 입력되는 전기 이진 신호의 비트 레이트의 약 절반 또는 1/4 보다 작은 대역폭을 각각 가지는 증폭된 전기 신호를 제공하도록, 대응하는 대역폭을 가진다. 신호 대역폭의 협소화는 또한 전기 필터(215)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 송신기에서, R의 비트 레이트를 가지는 제 1 신호(220)는 약 R/2 보다 작은 대역폭을 가지는 전기 증폭기(210)에 의해 증폭될 수 있다. 제 1 신호는 전기 이진 신호이다. 제 1 신호는 또한 증폭기 및 필터의 결합된 대역폭이 R/2가 되도록 필터링될 수 있다. 증폭된 전기 신호는 R/2보다 큰 대역폭을 가지는 차동-위상-시프트-키드(DPSK) 변조기(230)를 구동하는데 이용된다.
다른 예시적인 송신기에서, R의 비트 레이트를 가지는 제 1 신호(220)는 대역폭을 협소화하지 않고 전기 증폭기(210)에 의해 증폭될 수 있고 DPSK 변조기(230)는 약 R/4 보다 작은 대역폭을 가지는 NB-DPSK 광 신호를 생성하기 위해 약 R/4 보다 작은 대역폭을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 증폭기, 광 필터 및 변조기의 결합된 대역폭은 약 R/2 또는 R/4 이하이다.
하나의 실시예에서, 변조기는 영으로 바이어스되고 피크 대 피크 전압 Vpp = 2Vπ를 가지는 전기 신호에 의해 구동되는 마하-젠더 변조기일 수 있다. Vπ는 변조기의 암들 사이에서에서의 π 위상 시프트를 발생시키는 전압이다. 변조기의 입력은 연속파(CW) 광 및 송신을 위한 전기 이진 신호이고 변조기의 출력은 광 NB-DPSK 신호이다. 송신기는 또한 인코더를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, NB-DPSK 송신기로부터의 광 NB-DPSK 신호는 하나 이상의 다른 송신기들로부터의 하나 이상의 출력 신호들과 멀티플렉싱되어 파장 분할 멀티플렉스드(WDM) 광 신호를 생성할 수 있다. WDM 광 신호는 그 후에 송신 광섬유 스팬들 및 ROADM들을 포함하는 광 송신 시스템을 횡단하여 디멀티플렉서에서 디멀티플렉싱된다. 디멀티플렉싱되었던 송신된 광 NB-DPSK는 NB-DPSK 신호의 수신을 위해 DPSK 수신기에 제공된다.
도 3은 NB-DPSK 수신기(300)의 예시적인 실시예의 블록도이다. 예시적인 NB-DPSK 수신기는 NB-DPSK 신호를 수신하고 디코딩한다. NB-DPSK 수신기는 NB-DPSK 광 신호(320)를 입력으로 받아들이는 차동-위상-시프트-키드(DPSK) 지연 라인 간섭계(DLI)(310)를 포함한다. DLI 복조기의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간보다 작다. 상기 신호는 1비트 기간(DLI)에 의해, 그러나 자신의 암들 사이에서에서의 1 보다 작은 비트 기간을 구비하는 DLI에 비해 저하된 감도로 검출될 수 있다. 송신기로부터 수신되는 NB-DPSK 광 신호는 증폭 변조되지만 또한 위상 정보를 포함함으로써, 송신되는 정보의 검출 시에 감도가 개선되는 것이 가능하다.
NB-DPSK 수신기는 또한 대응하는 전기 신호(335)를 형성하기 위해 DLI 복조기의 출력을 검출하도록 구성된 검출기(330)를 포함한다. 검출기는 한 쌍의 광 점출기(332) 및 비교기(334)를 포함할 수 있다. 평형 검출기가 도시될지라도, 검출기는 평형 검출기일 수 있거나 단일-단 검출기일 수 있다. 대응하는 전기 신호(335)는 그 후에 대응하는 전기 신호로부터 송신되는 데이터를 디코딩하는 디지털 신호 프로세서(340)에 제공된다.
송신기에 의해 이용되는 방법은 지연 라인 간섭계(DLI)에서 광 신호를 수신하는 단계로서, DLI의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간보다 작은, 수신 단계; 및 대응하는 전기 신호를 형성하기 위해 DLI로부터의 출력을 검출기로 검출하는 단계를 포함한다. 대응하는 전기 신호는 그 후에 광 신호의 송신된 데이터를 디코딩하는 프로세싱이다. 대응하는 전기 신호의 프로세싱은: 전기 신호를 샘플링하는 단계; 수신되는 광 신호에서의 비선형성들을 처리하기 위해 샘플링된 전기 신호에 대한 보상을 실행하는 단계; 및 샘플링된 전기 신호에 기초하여 수신되는 심볼을 식별하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 다양한 기능들은 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 프로세서 및/또는 프로세서 수단과 같은 하드웨어를 통해 용이하게 실행될 수 있고, 프로세스들은 구현되어 있는 적절한 명령들 하에서, 예를 들면, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어 프로그래밍으로 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 집적 회로들, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이들(Field Programmable Gate Arrays: FPGAs), 광 프로세스들 등을 포함할 수 있다.
10: 송신기 20: 멀티플렉서
30, 46: 증폭기 50: ROADM
70: 수신기 100: 광 송신 시스템
215: 필터 330: 검출기

Claims (10)

  1. 광 통신 시스템에 있어서:
    협-대역 차동-위상-시프트-키드(Narrow-Band Differential-Phase-Shift-Keyed : NB-DPSK) 광 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함하고,
    상기 수신기는:
    지연 라인 간섭계(Delay Line Interferometer : DLI)로서, 상기 DLI의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간(bit period)보다 작은, 상기 지연 라인 갑섭계(DLI); 및
    대응하는 전기 신호를 형성하기 위해 상기 DLI의 출력을 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는, 광 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 NB-DPSK 광 신호는 상기 NB-DPSK 광 신호가 수신되는 송신기의 제 1 비트 레이트(bit rate)의 약 절반보다 작은 대역폭을 가지는, 광 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기는:
    대응하는 전기 신호로부터 송신되는 데이터를 디코딩하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함하는, 광 통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 비트 레이트를 가지는 제 1 입력 신호를 받아들이는 송신기를 추가로 포함하고,
    상기 송신기는:
    상기 제 1 입력 신호를 증폭하도록 구성된 증폭기; 및
    증폭 이후에 상기 제 1 입력 신호에 의해 구동되어 상기 협-대역 DPSK 광 신호를 출력하도록 구성된 DPSK 변조기를 포함하며, 상기 NB-DPSK 광 신호는 상기 제 1 비트 레이트의 약 절반 보다 작은 대역폭을 가지는, 광 통신 시스템.
  5. 광 통신 방법에 있어서:
    지연 라인 간섭계(DLI)에서 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호를 수신하는 단계로서, 상기 DLI의 두 경로들 사이의 길이차는 약 1 비트 기간보다 작은, 상기 수신 단계; 및
    전기 신호를 형성하기 위해 검출기로 상기 DLI의 출력을 검출하는 단계를 포함하는, 광 통신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    송신되는 데이터를 디코딩하기 위해 상기 전기 신호를 프로세싱하는 단계를 추가로 포함하는, 광 통신 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 NB-DPSK 광 신호의 대역폭은 상기 NB-DPSK 광 신호가 수신되는 송신기의 제 1 비트 레이트의 약 절반보다 작은, 광 통신 방법.
  8. 제 5 항에 있어서:
    R의 비트 레이트를 가지는 제 1 신호를 획득하는 단계;
    증폭기에 의해 상기 제 1 신호를 증폭하는 단계; 및
    상기 NB-DPSK 광 신호를 출력하기 위해 상기 증폭 단계 이후에 상기 제 1 신호로 변조기를 구동하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 NB-DPSK 광 신호는 약 R/2 보다 작은 대역폭을 가지는, 광 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 변조기는 영(null)에서 바이어스(bias)된 마하-젠더(Mach-Zehnder) 차동-위상-시프트-키드(DPSK) 변조기이고, 상기 증폭된 신호는 피크 대 피크 전압 Vpp = 2Vπ를 포함하며, 여기서 Vπ는 상기 변조기의 암(arm)들 사이에서의 π 위상 시프트를 발생시키는 전압인, 광 통신 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    복수의 광 신호들을 획득하기 위해 파장 분할 멀티플렉스드(Wavelength Division Multiplexed : WDM) 광 신호를 디멀티플렉싱(demultiplexing)하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 광 신호들 중 적어도 하나는 협대역 차동-위상-시프트-키드(NB-DPSK) 광 신호인, 광 통신 방법.
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