LV14546B - Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing - Google Patents

Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing Download PDF

Info

Publication number
LV14546B
LV14546B LVP-12-65A LV120065A LV14546B LV 14546 B LV14546 B LV 14546B LV 120065 A LV120065 A LV 120065A LV 14546 B LV14546 B LV 14546B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
wavelength division
division multiplexing
communication system
optical
channel
Prior art date
Application number
LVP-12-65A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV14546A (en
Inventor
Vjačeslavs BOBROVS
Oskars OZOLIŅŠ
Ģirts IVANOVS
Iļja TRIFONOVS
Original Assignee
Rīgas Tehniskā Universitāte
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 Rīgas Tehniskā Universitāte filed Critical Rīgas Tehniskā Universitāte
Priority to LVP-12-65A priority Critical patent/LV14546B/en
Publication of LV14546A publication Critical patent/LV14546A/en
Publication of LV14546B publication Critical patent/LV14546B/en

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

The invention relates to the telecommunications industry, particularly to the optical transmission systems. The aim of invention is to increase the spectral efficiency of wavelength division multiplexing system. This aim is completed by employment of different modulation formats for each wavelength division multiplexing system channel, as well as by use of new type of polarization modulation format for system's middle channel. This solution enables to arrange the channels of wavelength division multiplexing system closer to each other, thereby achieving higher spectral efficiency.

Description

Izgudrojums attiecas uz telekomunikāciju nozari, konkrēti - uz optiski blīvētām sakaru sistēmām.The present invention relates to the telecommunications industry, in particular to optically densified communication systems.

Pārraides ātrums viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmās tiek paaugstināts pakāpeniski atkarībā no informācijas apjoma pieprasījuma. Pakāpeniski to var izdarit, iekļaujot viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmā kanālu ar tādu pašu datu pārraides ātrumu un modulācijas formātu vai ari kanālu ar augstāku datu pārraides ātrumu un jauna veida kompaktāku jaudas spektrālā blīvuma modulācijas formātu, kas ļauj veidot spektrāli efektīvākas viļņgarumdales blīvēšanas sistēmas. Pēdējais no minētajiem risinājumiem ļauj samazināt kanālu skaitu, kas nepieciešams tā paša infonnācijas apjoma pārraidei [1, 2],The transmission speed in wavelength division multiplexing communication systems is gradually increased depending on the amount of information demand. This can be done step by step by incorporating a channel with the same data rate and modulation format into the wavelength division multiplexing communication system, or a channel with a higher data rate and a new, more compact power spectral density modulation format that allows for spectrally efficient wavelength division multiplexing systems. The latter solution allows to reduce the number of channels needed to transmit the same amount of information [1, 2],

Par izgudrojuma prototipu ir izvēlēta viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēma, kura ir nodrošināts frekvenču attālums starp kanāliem, ne mazāks par 100 GHz, un datu pārraides ātrums kanālā, ne mazāks par 10 Gbit/s [1]. Prototipa galvenais trūkums ir viena veida modulācijas formātu izmantošana visos viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas kanālos. Lai izveidotu viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas ar augstāku spektrālo efektivitāti, ir nepieciešams izmantot augstāku datu pārraides ātrumu un jauna veida modulācijas formātus sakaru sistēmas kanālos.A wavelength division multiplexing communication system having a frequency spacing of at least 100 GHz and a data rate in a channel of at least 10 Gbit / s has been chosen as a prototype of the invention [1]. The main disadvantage of the prototype is the use of one type of modulation format across all channels in the wavelength division compression communication system. To create wavelength division multiplexing communication systems with higher spectral efficiency, it is necessary to use higher data rates and new modulation formats in communication system channels.

Izgudrojuma mērķis ir palielināt viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas spektrālo efektivitāti. Šis mērķis ir sasniegts katru viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas kanālu modulējot ar atšķirīgu modulācijas formātu, kā arī pielietojot jauna veida polarizācijas modulācijas formātu sistēmas vidējā kanālā. Šāds risinājums, kas definēts pretenzijā, dod iespēju viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas kanālus izvietot daudz tuvāk vienu otram, tādējādi panākot augstāku spektrālo efektivitāti.The object of the invention is to increase the spectral efficiency of the wavelength division multiplexing communication system. This objective is achieved by modulating each channel of the wavelength division multiplexing communication system with a different modulation format, as well as by applying a new kind of polarization modulation format to the center channel of the system. Such a solution, as defined in the claim, makes it possible to position the channels of the wavelength division multiplexing communication system much closer to each other, thereby achieving higher spectral efficiency.

Izgudrojuma shēmaScheme of Invention

Spektrāli efektīva viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas shēma saskaņā ar izgudrojumu ir parādīta 1. zīmējumā. Sakaru sistēmai ir trīs daļas un tris kanāli. Pirmā daļa ir radītājs, kas sastāv no elektriskā signāla ģeneratora (1, 2, 3), koda formētāja (4, 5, 6), lāzera avota (7, 8, 9) un signāla ārējā modulatora (10, 11, 12). Elektriskā signāla ģenerators (1, 2, 3) veido pseidogadījuma tipa 231-ļ bitu secību. Koda formētājs (4, 5, 6) veido bezatgriešanās pie nulles kodu. Nepārtrauktu optisko signālu veido lāzers (7, 8, 9) ar sadalīto atgriezenisko saiti. Optiskā signāla ārējais modulators katrā kanāla ir atšķirīgs: pirmā kanāla modulators (10) ir intensitātes modulators uz LiNbO3 kristāla bāzes, otrā kanāla modulators (11) ir polarizācijas modulators uz AlGaAs bāzes, bet trešā kanāla modulators ir fāzes modulators uz LiNbO3 kristāla bāzes. Viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas pirmā un otrā daļas ir savienotas ar 3:1 optisko apvienotāju (13). Viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas otrā daļa sastāv no 10 km dispersiju kompensējošās šķiedras (14), optiskā pastiprinātāja (15) un 50 km standarta vienmodu optiskās šķiedras (16). Viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas otrā un trešā daļas ir savienotas ar 1:4 optisko sazarotāju (17). Viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas trešā daļa ir uztvērējs, kurš sastāv no Gausa optiskā joslas filtra (19, 20, 21), detektora (22, 23, 24) un elektriskā filtra (25, 26, 27). Optisko signālu detektors katrā kanālā ir atšķirīgs: pirmā kanāla detektors ir kvadrātiskais detektors, kas ir veidots no vienas pusvadītāju fotodiodes (22), otrā kanāla detektors ir polarizācijas detektors, kas ir veidots no polarizācijas stāvokļa dalītāja un divām pusvadītāju fotodiodēm, savukārt, trešā kanāla detektors ir fāzes detektors, kas veidots no Mach-Zender interferometra un divām pusvadītāju fotodiodēm. Pēc detektora ir pievienots zemfrekvences elektriskais filtrs (25, 26, 27). Izgudrojuma shēmā pārraidītā signāla kvalitātes novērtēšanas daļa sastāv no acu diagrammas analizatora (28, 29, 30) un optiskā spektra analizatora (18), kas attiecīgi ir pievienoti elektriskam filtram (25, 26, 27) un optiskajam sazarotājam (17).A schematic diagram of a spectrally efficient wavelength division multiplexing communication system according to the invention is shown in Figure 1. The communication system has three parts and three channels. The first part is a generator consisting of an electrical signal generator (1, 2, 3), a code generator (4, 5, 6), a laser source (7, 8, 9) and an external signal modulator (10, 11, 12). The electrical signal generator (1, 2, 3) generates a 31 -bit sequence of pseudorandom type 2. The code generator (4, 5, 6) generates a non-zero code. The continuous optical signal is formed by a laser (7, 8, 9) with split feedback. The external modulator of the optical signal is different for each channel: the first channel modulator (10) is a LiNbO3 crystal based modulator, the second channel modulator (11) is an AlGaAs polarization modulator, and the third channel modulator is a LiNbO3 crystal modulator. The first and second parts of the wavelength division communication system are connected by a 3: 1 optical connector (13). The second part of the wavelength division multiplexing communication system consists of 10 km of dispersion compensation fiber (14), optical amplifier (15) and 50 km of standard single mode optical fiber (16). The second and third parts of the wavelength division multiplexing communication system are connected to a 1: 4 optical splitter (17). The third part of the wavelength division communication system is a receiver consisting of a Gaussian optical band filter (19, 20, 21), a detector (22, 23, 24) and an electric filter (25, 26, 27). The optical signal detector is different in each channel: the first channel detector is a quadrature detector consisting of one semiconductor photodiode (22), the second channel detector is a polarization detector consisting of a polarization state divider and two semiconductor photodiodes, and the third channel detector is a phase detector consisting of a Mach-Zender interferometer and two semiconductor photodiodes. A low-frequency electric filter (25, 26, 27) is connected to the detector. In the scheme of the invention, the evaluation part of the transmitted signal quality consists of an eye chart analyzer (28, 29, 30) and an optical spectrum analyzer (18) connected respectively to an electric filter (25, 26, 27) and an optical splitter (17).

Mērījumu shēmas darbības principsWorking principle of the measurement scheme

Elektriskā signāla ģenerators (1, 2, 3) nodrošina elektrisku pseidogadījuma tipa 2311 bitu secību ar darbības frekvenci 10,0 GHz un 40,0 GHz, kas tiek padota uz koda formētāju (4, 5, 6), kurš veido bezatgriešanās pie nulles kodu. Šis kods no koda formētāju (4, 5, 6) tiek padots uz modulatora (10, 11, 12) elektrisko augstfrekvenču ieeju. Lai veidotu optisko plūsmu papildu elektriskajam bezatgriešanās pie nulles kodam, uz modulatoru (10, 11, 12) tiek padots nepārtraukta starojuma optiskais signāls ar iepriekš izvēlētiem parametriem no lāzera avota (7, 8, 9). Ārējā modulatora izejā tiek iegūts optiskais signāls ar datu pārraides ātrumu 10,0 Gbit/s vai 40,0 Gbit/s, kas ir kodēts ar bezatgriešanās pie nulles kodu. Izmantojot 3:1 optisko apvienotāju (13), tiek apvienoti viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas kanāli un tiek secīgi padoti uz 10 km dispersiju kompensējošo šķiedru (14), optisko pastiprinātāju (15) un 50 km standarta vienmodas optisko šķiedru (16) . Pēc pārraides pa standarta vienmodas optisko šķiedru iepriekš apvienotie viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas kanāli tiek sadalīti ar 1:4 optisko sazarotāju (17) . Pēc optiskā sazarotāja ir Gausa optiskais joslas filtrs (19, 20, 21), kurš nofiltrē attiecīgo kanāla spektru un samazina trokšņu līmeni. Pēc optiskā filtra optiskais bezatgriešanās pie nulles kods tiek padots uz detektoru (22, 23, 24), ar kuru optiskais signāls tiek pārveidots uz elektrisko signālu un ar elektrisko filtru (25, 26, 27) tiek nofiltrēti elektriskie trokšņi. Izgudrojuma shēmā signāla kvalitātes novērtēšana tiek veikta ar acu diagrammas analizatoru (28, 29, 30), kas ir pievienots elektriskajam filtram (25, 26, 27) un optiskā spektra analizatoram (18), kas ir pievienots 1:4 optiskajam sazarotājam (11).The electrical signal generator (1, 2, 3) provides an electric pseudorandom type 2 31 1 bit sequence with an operating frequency of 10.0 GHz and 40.0 GHz, which is fed to a code generator (4, 5, 6) which produces a non-return to zero code. This code is fed from the code formers (4, 5, 6) to the electrical high frequency input of the modulator (10, 11, 12). In order to generate an optical flow for additional electrical non-return to zero code, the modulator (10, 11, 12) supplies a continuous optical signal with preselected parameters from a laser source (7, 8, 9). The output of the external modulator produces an optical signal with a data rate of 10.0 Gbit / s or 40.0 Gbit / s, which is encoded with a non-return code of zero. Using a 3: 1 optical combiner (13), the wavelength division communication system channels are combined and fed successively to 10 km of dispersion compensation fiber (14), optical amplifier (15), and 50 km of standard single mode optical fiber (16). After transmission over a standard single-mode optical fiber, the previously combined wavelength division multiplexing communication channels are split with a 1: 4 optical splitter (17). Following the optical splitter is a Gaussian optical bandpass filter (19, 20, 21) which filters the relevant channel spectrum and reduces noise. After the optical filter returns to zero, the code is fed to a detector (22, 23, 24), which converts the optical signal into an electrical signal and filters the electrical noise through the electric filter (25, 26, 27). In the scheme of the invention, signal quality estimation is performed with an eye chart analyzer (28, 29, 30) connected to an electric filter (25, 26, 27) and an optical spectrum analyzer (18) connected to a 1: 4 optical splitter (11). .

Izmantotie informācijas avoti:Used information sources:

1. United States Patent Application - Spectrally Efficient Parallel Optical WDM Channels for Long-Haul MAN and WAn Optical Networks; publication 0021166 Al, 2010 (prototips)1. United States Patent Application - Spectrally Efficient Parallel Optical WDM Channels for Long-Haul MAN and WAn Optical Networks; publication 0021166 Al, 2010 (prototype)

2. Latvijas patents LV14262 — Kombinēta viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēma, 2011.2. Latvian patent LV14262 - Combined wavelength division multiplexing communication system, 2011.

Claims (1)

1. Spektrāli efektīva viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēma, kas sastāv no optiskā raidītāja, optiskās līnijas un optiskā uztvērēja, ir atšķirīga ar to, ka viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas otrajā kanālā ir izmantots polarizācijas modulators, lai veidotu kompaktāku jaudas spektrālā blīvuma modulācijas formātu, kas nodrošina datu pārraides ātruma palielināšanu otrajā un trešajā kanālā līdz 40 Gbit/s ar frekvenču intervālu starp blakus esošajiem kanāliem, ne mazāku par 0,6 nm jeb 75 GHz, un kas palielina viļņgarumdales blīvēšanas sakaru sistēmas spektrālo efektivitāti līdz 0,40 bit/s/Hz.1. A spectrally efficient wavelength division multiplexing communication system comprising an optical transmitter, an optical line, and an optical receiver, characterized in that a second channel of the wavelength division multiplexing communication system employs a polarization modulator to provide a more compact power spectral density modulation format that provides data. increasing the transmission rate of the second and third channels to 40 Gbit / s with a frequency spacing between adjacent channels of at least 0.6 nm or 75 GHz and increasing the spectral efficiency of the wavelength division multiplexing system to 0.40 bit / s / Hz.
LVP-12-65A 2012-04-24 2012-04-24 Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing LV14546B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-12-65A LV14546B (en) 2012-04-24 2012-04-24 Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-12-65A LV14546B (en) 2012-04-24 2012-04-24 Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14546A LV14546A (en) 2012-06-20
LV14546B true LV14546B (en) 2012-09-20

Family

ID=50152880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-12-65A LV14546B (en) 2012-04-24 2012-04-24 Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing

Country Status (1)

Country Link
LV (1) LV14546B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
LV14546A (en) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5953138A (en) All-optical processing in communications systems
US20030189745A1 (en) Optical single sideband transmitter
US6763197B1 (en) Optical transmitter and optical transmitter control method using variable duty ratio setting and alternate phase inversion for optical clock pulses
WO2009025687A2 (en) Method and apparatus for transmitting optical signals
Patnaik et al. Ultra high capacity 1.28 Tbps DWDM system design and simulation using optimized modulation format
WO2011083798A1 (en) Method and apparatus for detecting wavelength dispersion, and method and apparatus for compensating wavelength dispersion
US8977137B2 (en) Polarization dependent loss compensation
JP2008532435A (en) Optical transmission system with dispersion gradient compensation
CN102347797A (en) Multifunctional optical signal processing system
Westbrook et al. Measurement of residual chromatic dispersion of a 40-Gb/s RZ signal via spectral broadening
EP1884044B1 (en) Reducing crosstalk in optical wavelength converters
US9941994B2 (en) Wavelength shift elimination during spectral inversion in optical networks
Ivanovs et al. Realization of HDWDM transmission system
EP3232588A1 (en) Optical transmitter
Vilcane et al. Implementation of multi-wavelength source for DWDM-PON fiber optical transmission systems
LV14546B (en) Communication system based on spectra effective wavelength division multiplexing
US6509993B1 (en) Optical transmission using dispersion-enhanced signals
Spolitis et al. Realization of dense bidirectional spectrum sliced WDM-PON access system
Khanaa et al. Performance analysis of a two channel optical WDM system using binary and duo binary modulation formats
Zhu et al. Experimental comparison of terabit Nyquist superchannel transmissions based on high and low baud rates
Luo et al. WDM optical interconnect enabled by optical frequency comb based on dual-drive modulator
Bagga et al. Analysis of DWDM system with hybrid amplifiers at different transmission distance
Olonkins et al. Binary PolSK to OOK modulation format conversion in single-pump FOPA for optical access networks
Badar et al. Performance analysis of dispersion compensation in WDM optical communication systems
Ozolins et al. Conversion of 40 Gbit/s RZ-OOK to NRZ-OOK with a single uniform fibre Bragg grating