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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trennung von Kanalsignalen
eines optischen Polarisations-Multiplex-Signals nach den Merkmalen
der Oberbegriffe der Ansprüche
1 und 2 sowie ein optisches Übertragungssystem
nach dem Anspruch 10.
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Aus
EP 1 137 308 A2 ist
ein Polarisationsschalter bekannt, an dessen Eingang ein Kanal eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals in einen
geregelten Polarisationssteller eingespeist ist. Ein Polarisationssteller
wird derart geregelt, dass aus dem Kanalsignal zwei Signale mit
orthogonalen Polarisationsrichtungen, aber identischem Dateninhalt
durch einen Polarisationsstrahlteiler getrennt werden. Die Regelung
des Polarisationsstellers dient dazu, ein gewünschtes Leistungsverhältnis an
den beiden Ausgängen
des Polarisationsstrahlteilers einzustellen. Dieser Polarisationsschalter
bildet eine Drop-Schaltung
für eines
der beiden orthogonalen linear polarisierten Signale. Das verbleibende
und möglichst
minimale zweite orthogonale linear polarisierte Signal gelangt weiterhin
an einen seiner Polarisationsrichtung angepassten Polarisationsstrahlkoppler
und wird dort mit einem neuen externen Signal zusammengefasst. Das
neue externe Signal weist eine Polarisationsrichtung auf, die zur
Polarisationsrichtung des Signals aus dem Polarisationsstrahlteiler
zur Vermeidung von Übersprechen
orthogonal ist. Aus dem Polarisationsstrahlteiler werden Anteile
der zwei Ausgangsignale abgezweigt und deren Leistungsverhältnis als
Steuergröße für die Regelung
des Polarisationsstellers verwendet. Allenfalls ist ein Kanal korrekt
ausgekoppelt. Dieser Polarisationsschalter eignet sich jedoch nicht
für ein
Polarisations-Multiplex-Signal. Da dieses zwei Signalkanäle auf zwei
nahezu orthogonalen Polarisationen enthält, ist es nicht möglich, eine
Einstellung des Polarisationstellers zu finden, so dass das Polarisationsmultiplexsignal
weitgehend an einem der beiden Ausgänge des Polarisationsstrahlteilers
anliegt. Dazu ist aber das vorgesehene Regelkriterium (Leistungsverhältnis) nicht
verwendbar, da bei einem (idealen) Polarisationsmultiplexsignal
das Leistungsverhältnis
unabhängig
von der Einstellung des Polarisationsstellers ist.
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Aus
EP 1 009 118 A2 ist
ein weiterer optischer Demultiplexer bekannt, bei dem Kanalsignale jedoch
mit OTDM-Übertragungstechnik
(Optical Time Division Multiplexing) unabhängig von ihrer Polarisationen
getrennt werden.
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Aus
Signalqualitätsgründen wird
bei Wellenlängen-Multiplex-WDM-Übertragungsverfahren
vielfach der Einsatz von gerichteten Fehlerkorrekturen FEC (forward
error correction) in den Datensignalen verwendet. Aus
DE 100 03 398 A1 ist ein Übertragungssystem
für ein
WDM-Signal bekannt, bei dem Kanalsignale mit gerichteten Fehlerkorrekturen
in einer Sendeeinheit kodiert und anschließend in einem Empfänger zur
Optimierung der Bitfehlerrate dekodiert werden. Zusätzlich ist
ein Polarisationsmodulator mit hoher Frequenz zur Verteilung der
Polarisationszustände
der übertragenen
Signale vorgesehen, damit eine Mittelung über die Polarisationsmodendispersion
erfolgt und damit hohe Bitfehlerraten nur in einer kurzen Zeitskala
auftreten. Die resultierende Bitfehlerrate kann dann von einem FEC-Verfahren weiter
verringert werden.
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Aus „Automatic
Polarization Demultiplexer for Polarization-Multiplexed Transmission Systems", F. Heismann et
al., European Conference on Optical Communications, 1993, Montreux,
Switzerland, Seiten 401–404
ist ein einfacherer Polarisations-Demultiplexer bekannt, der empfangseitig
einen Polarisationssteller mit nachgeschaltetem Polarisationsstrahlteiler
aufweist. Aus einem Korrelationssignal des wiedergewonnenen Taktes
am Ausgang des Empfängers
und dem empfangenen Signal wird ein Korrelationsprodukt gebildet
und zur Einstellung des Polarisationsstellers maximiert. Nachteilig
ist es auch, dass das Korrelationsprodukt bei Vorgabe einer reinen,
wechselspannungsgekoppelten Pseudozufallsfolge im zeitlichen Mittel
verschwindet, was die Regelung schwierig oder unmöglich macht.
Durch die Maximierung des Korrelationsprodukts tritt störendes Nebensprechen
auf. Außerdem
ist es nachteilig, dass die beiden Kanalsignale unterschiedliche Datenrate
besitzen.
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Aus
DE 101 47 892 A1 ist
eine Anordnung zur Trennung von Kanalsignalen eines optischen Polarisations-Multiplex-Signals
bekannt, das in einen regelbaren Polarisationssteller mit nachgeschaltetem Polarisationsstrahlteiler
eingespeist ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangsgenannten Art so
zu verbessern, dass die eine Trennung von Kanalsignalen eines Polarisations-Multiplex-Signals
mit geringem Aufwand ermöglicht
wird. Ferner soll ein Regelkriterium zur optimalen Trennung der
Kanalsignale mit genauer und rauscharmer Ermittlung ihrer Datensignale
angegeben werden.
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Eine
Lösung
der Aufgabe ergibt sich hinsichtlich ihres Vorrichtungsaspekts durch
eine Anordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 2 und sowie durch ein
optisches Übertragungssystem nach
Anspruch 10.
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Ausgehend
von einem optischen Polarisations-Multiplex-Signal mit Kanalsignalen,
das in einen regelbaren Polarisationssteller mit nachgeschaltetem Polarisationsstrahlteiler
eingespeist wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eines der
Kanalsignale eine gerichtete Fehlerkorrektur aufweist. Außerdem ist
an einem oder an beiden Ausgängen
des Polarisationsstrahlteilers wenigstens ein Modul zur Regelung des
Polarisationsstellers durch Dekodierung der gerichteten Fehlerkorrektur
angeschlossen.
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Das
oder die Module zur Dekodierung der gerichteten Fehlerkorrektur
weisen Ermittlungseinheiten zur Ermittlung einer Anzahl von korrigierten Fehlern
aus der gerichteten Fehlerkorrektur auf, die ein Regelkriterium
zur Regelung des Polarisationstellers mittels eines Regelsignals
ermöglichen.
Diese Anordnung eignet sich in vorteilhafter Weise als Empfänger von
Kanalsignalen für
eine Übertragungsstrecke,
bei der keine hohe Polarisationsmodendispersion auftritt.
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Eine
Variante der Erfindung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur Trennung von
Kanalsignalen eines optischen Polarisations-Multiplex-Signals, das in mehrere
regelbare Polarisationsteller mit nachgeschalteten Polarisatoren
eingespeist ist, wobei wenigstens eines der Kanalsignale eine gerichtete
Fehlerkorrektur aufweist und wobei den Polarisatoren wenigstens
ein Modul zur Regelung des Polarisationsstellers durch Dekodierung
der gerichteten Fehlerkorrektur nachgeschaltet ist.
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Ändert sich
die Polarisationsorthogonalität von
zwei ursprünglichen
orthogonal polarisierten Kanalsignalen z. B. aufgrund einer Polarisationsmodendispersion
oder polarisationsabhängigen
Verlusten (PDL), ist eine unabhängige
Rückgewinnung
der Polarisation dieser Kanalsignale durch Regelung von zwei getrennten
Polarisationsstellern gesichert. Damit die Polarisationssteller
nicht dieselben Kanalsignale verfolgen, weisen die Kanalsignale
Datensignale mit unterschiedlichen Erkennungswörtern z. B. als Overhead-Bits
und/oder mit unterschiedlichen gerichteten Fehlerkorrekturen z.
B. aus zwei Kodierungseinheiten in einem der Übertragungsstrecke angeordneten
Polarisationsmultiplex-Sender auf. Zur Identifizierung der beiden
Kanalsignale ist auch der Einsatz eines Pilottonverfahrens, Verwendung
unterschiedlicher Datenrate oder anderer Merkmale, die die beiden
Kanäle
unterscheidbar machen, denkbar.
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Ein
Modul zur Dekodierung der gerichteten Fehlerkorrektur weist eine
Ermittlungseinheit einer Anzahl von korrigierten Fehlern der dekodierten
gerichteten Fehlerkorrektur auf. Die Anzahl der korrigierten Fehler
ist eine Maß der
Bitfehlerrate und bildet dadurch ein geeignetes Regelkriterium für die Einstellung
der Polarisationssteller zur Trennung der Kanalsignale. Als gezieltes
Regelkriterium ist eine Minimierung der ermittelten Anzahl der korrigierten Fehler
mittels eines dem Polarisationssteller zugeführten Regelsignals vorgesehen.
Daher ist der Aufwand der erfindungsgemäßen Regelung sehr gering.
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Zusätzlich zu
einer unkorrekten Einstellung der Polarisation an einem oder mehreren
Polarisationstellern werden weitere auf der Bitfehlerrate bezogene
störende
Effekte unterdrückt.
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In
aktuellen optischen Übertragungssystemen
sind meistens bereits Sendeeinheiten mit Modulen zur Kodierung einer
gerichteten Fehlerkorrektur in Kanalsignalen vorhanden. Der Einsatz
der erfindungsgemäßen Anordnungen
in solchen Übertragungssystemen
ist deshalb mit sehr geringem Aufwand realisierbar.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1:
eine erste erfindungsgemäße Anordnung,
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2:
eine zweite erfindungsgemäße Anordnung.
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In 1 ist
eine erste Anordnung zur Trennung von zwei Kanalsignalen KS1, KS2
aus einem Polarisations-Multiplex-Signal S1 dargestellt. Diese Anordnung
wird hier als Empfänger
RX eines Übertragungssystems
mit einer Sendeeinheit TX zur Erzeugung und Einspeisung von Polarisations-Multiplex-Signalen
in einen Lichtwellenleiter LWL als Übertragungsstrecke verwendet.
In der Sendeeinheit TX oder zumindest vor der Polarisations-Demultiplexierung
der Kanalsignale KS1, KS2 werden Datensignale der Kanalsignale mit
einem oder mehreren unterschiedlichen gerichteten Fehlerkorrekturen
FEC (FEC1, FEC2) in einem Modul COD kodiert. Am Eingang des Empfängers RX
ist ein regelbarer Polarisationsteller PS mit nachgeschaltetem Polarisationsstrahlteiler
PST angeschlossen. Bei guter Einstellung des Polarisationsstellers
PS sind an seinem Ausgang die Polarisationszustände des Polarisations-Multiplex-Signals
mindestens nahezu orthogonal und auf die zwei Polarisationstrennkennlinien
des Polarisationsstrahlteilers PST abgebildet. Die Ausgangsignale des
Polarisationsstrahlteilers PST werden weiterhin in zwei Module DECOD1,
DECOD2 zur Dekodierung der in den Kanalsignalen gerichteten Fehlerkorrektur eingespeist.
Aus den Modulen DECOD1, DECOD2 werden jeweils Regelsignale RS1,
RS2 an den Polarisationssteller PS zur Regelung seiner Einstellungen je
nach der Anzahl der korrigierten Fehler aus den dekodierten gerichteten
Fehlerkorrekturen zurückgeführt. Die
Module DECOD1, DECOD2 weisen ferner eine Ermittlungseinheit der
Anzahl der korrigierten Fehler aus den dekodierten gerichteten Fehlerkorrekturen
auf, die bei optimaler Einstellung des Polarisationsstellers minimal
ist.
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Die
Verwendung eines einzigen Moduls DECOD1 ist für den Fall ausreichend, dass
die Kanalsignale KS1, KS2 am Eingang des Polarisationsstellers eine
korrekte Orthogonalität
(elliptisch links/rechts oder zirkular links/rechts oder linear senkrecht)
ihrer Polarisationsvektoren zeigen. Der Einsatz des zweiten Moduls
DECOD2 dient z. B. für eine
doppelte Regelgeschwindigkeit oder eine genauere Einstellung des
Polarisationsstellers PS oder zur korrekten und ununterbrochenen
Einstellung des Polarisationsstellers PS bei Ausfall/Ausschalten
eines der Kanalsignale KS1, KS2.
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Den
Modulen DECOD1, DECOD2 sind jeweils optische oder elektrische Empfänger RX1,
RX2 geschaltet. Die Module DECOD1, DECOD2 können auch in den Empfängern RX1,
RX2 integriert sein. Die Zuordnung zwischen Dekodierungsmodulen
und Empfängern
bildet hier kein wesentliches Merkmal zur Lösung der Aufgabe der Erfindung.
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Den
Modulen DECOD1, DECOD2 ist je eine Einheit zur Minimierung der Anzahl
der ermittelten korrigierten Fehler aus den gerichteten Fehlerkorrekturen
FEC nachgeschaltet oder integriert, die die Regelsignale RS1, RS2
je für
den Polarisationssteller PS generieren. Die Ermittlungsgeschwindigkeit
der Module DECOD1, DECOD2 ist hoch genug, damit übliche Störungen sowie langsame Eigenschaftsänderungen
in der Übertragungsstrecke
die Regelung nicht beeinträchtigen.
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In 2 ist
eine Variante des Empfängers RX
gemäß 1 dargestellt.
Das Signal S1 ist einem Leistungsteiler mit zwei Ausgängen zugeführt, an
denen jeweils ein Polarisationssteller PS1, PS2 angeschlossen ist.
Den beiden Polarisationsstellern PS1, PS2 ist je ein Modul DECOD1,
DECOD2 zur Ermittlung der gerichteten Fehlerkorrekturen FEC der
Kanalsignale KS1, KS2 nachgeschaltet.
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Zusätzlich zur
Dekodierung für
die Trennung der Kanalsignale und bei einer erforderlichen vordefinierten
Zuordnung der Kanalsignale KS1, KS2 an den Empfängern RX1, RX2 sollte eine
Erkennung der Kanalsignale KS1, KS2 bzw. ihrer Daten erfolgen. Dies
wird meistens durch eine Kodierung von Erkennungswörtern in
den in den Kanalsignalen KS1, KS2 enthaltenen Datensignalen erreicht.
Diese Erkennungswörter
werden in den Modulen DECOD1, DECOD2 zur Dekodierung ermittelt und
eventuell bei unbekannten distinkten Paaren von Erkennungswörtern verglichen,
damit das selbe Kanalsignal KS1 oder KS2 nicht an beiden Empfängern RX1
und RX2 ankommt. Eine aus dem Modul COD vordefinierte Kodierung
der Kanalsignale KS1, KS2 mit zwei unterschiedlichen gerichteten
Fehlerkorrekturen FEC als Erkennungswörtern kann ebenfalls eine Information über die
Identität
der Kanalsignale liefern.
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Den
Polarisationstellern PS1, PS2 sind jeweils lineare Polarisatoren
POL1, POL2 nachgeschaltet. Dadurch werden unpolarisierte Lichtanteile wie
ASE (amplified spontanous emission), vorteilhaft unterdrückt.
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Ausreichend
ist auch hier die Verwendung eines einzigen Moduls DECOD1 oder DECOD2
zur Regelung beider Polarisationssteller PS1, PS2 mit abwechselnder
Dekodierung der den Kanalsignalen entsprechenden gerichteten Fehlerkorrektur
sowie mit abwechselnder Ermittlung der Anzahl der korrigierten Fehler.
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Das
Polarisations-Multiplex-Signal S1 kann ebenfalls ein Kanal eines
Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals
sein. Bei dieser zusätzlichen
Wellenlängen-Multiplex-Technik
ist dem Polarisationssteller PS oder PS1, PS2 gemäß 1 oder 2 ein
Wellenlängen-Demultiplexer
DEMUX vorgeschaltet. An jedem Ausgang des Wellenlängen-Demultiplexers
DEMUX kann jeweils ein Empfänger
RX angeschlossen werden.