DE602004003647T2 - System und Verfahren zum Erzeugen von multiniveau-kodierten optischen Signalen - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine optische Übertragung mit Wellenlängenmultiplex (WDM) und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Erzeugen mehrstufig codierter, optischer Signale.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine mehrstufige Amplitudenumtastung (M-ary ASK) stellt ein Mittel zum Steigern der spektralen Informationsdichte oder der Kapazität eines Übertragungssystems bereit. M-ary ASK verbessert auch die Systemtoleranz gegenüber chromatischer Dispersion und Polarisationsmodendispersion (PMD) durch Absenken der Symbolrate für eine gegebene Bitrate wesentlich.
  • Nach dem Stand der Technik wurden quaternäre (4-ary) ASK-Modulationsformate vorgeschlagen und gezeigt. Bei einem 4-ary ASK-Format weist jedes Symbol vier verschiedene optische Intensitäten jedoch die gleiche Phase auf. Ein derartiges Format wird bei Walklin und Conradi, „Multilevel Signaling For Increasing The Reach of 10 Gb/s Lightwave Systems", Journal of Lightwave Technologies, Bd. 17, Seiten 2235 bis 2248 (1999), diskutiert, was durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet wird. Dieses Format leidet jedoch im Vergleich zu einem herkömmlichen binären Format mit der gleichen Gesamtdatengeschwindigkeit unter einem großen Leistungsverlust, welcher die Verwendung von 4-ary ASK für herkömmliche DWDM-Übertragungen ausschließt. Das Leistungsvermögen dieses Formats wird im Vergleich zu herkömmlichen Formaten von Conradi in Kapitel 16 von Optical Fiber Telecommunications IVB, Academic Press, ausführlich diskutiert, was durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet wird.
  • Differenz-Quadratur-Phasenumtastung (DQPSK) ist ein anderes mehrstufiges Modulationsformat, welches eine verbesserte Toleranz gegenüber Dispersion und PMD bei guter Empfängerempfindlichkeit bietet. DQPSK erfordert jedoch im Vergleich zu anderen Formaten komplexere Sender und Empfänger. Bei dem DQPSK-Format weist jedes Symbol vier gleich beabstandete Phasen auf, jedoch die gleiche Intensität. Dieses Format wird bei R. A. Griffin et al., „Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key (oDQPSK) For High Capacity Optical Transmission", Proceedings of OFC 2002, Seiten 367 bis 368 (2002), diskutiert.
  • Ein quaternäres, optisches Modulationsschema, welches eine Kombination aus ASK und DPSK mit unmittelbarer Erkennung (DD) ist, wird bei M. Ohm et al., „Quaternary Optical ASK-DPSK and Receivers With Direct Detection," IEEE Photonics Tech. Letters, Bd. 15, Nr. 1, Januar 2003, Seiten 159 bis 161 beschrieben. Sowohl die Modulator- und als auch die Demodulatorstruktur, welche gemäß diesem Schema arbeiten, werden darin beschrieben.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden in den selbständigen Ansprüchen ausgeführt, auf welche nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Erzeugen eines mehrstufigen, optischen Signals durch Differenzphasenmodulation mit Amplitudenumtastung (DP-ASK) bereit, bei welcher zwei Datensätze, von welcher einer unter Verwendung von differenzieller Phasenumtastung (DPSK) moduliert und der andere unter Verwendung von Amplitudenumtastung (ASK) moduliert ist, gleichzeitig moduliert und übertragen werden, jedoch unabhängig auf einer einzelnen Wellenlänge. Sowohl die Intensität als auch die Phase eines CW-Trägers werden moduliert, um vier mögliche Symbole für ein gegebenes Informationsbit bereitzustellen.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren den Schritt des Ansteuerns von mindestens zwei Modulatoren mit mindestens zwei synchronen Datensignalen, welche die gleiche Datengeschwindigkeit aufweisen, um ein optisches Signal unter Verwendung einer Modulation mit differenzieller Phasenumtastung und mit Amplitudenumtastung zu erzeugen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform wird ein optisches Übertragungssystem bereitgestellt, welches einen optischen 4-ary DP-ASK-Sender umfasst, welcher mindestens zwei Modulatoren aufweist, welche eingerichtet sind, ein 4-ary DP-ASK-moduliertes, optisches Signal bereitzustellen. Das System weist auch einen optischen Empfänger auf, welcher einen DPSK-Empfänger umfasst, welcher ein Verzögerungsinterferometer und einen symmetrischen Empfänger aufweist, um einen DPSK-modulierten Abschnitt des 4-ary DP-ASK-modulierten Signals zu erkennen. Der Empfänger weist auch einen optischen Intensitätsempfänger auf, um einen ASK-modulierten Abschnitt des 4-ary DP-ASK-modulierten Signals zu erkennen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein Diagramm, welches eine Ausführungsform eines optischen Systems gemäß der Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine grafische Darstellung, welche ein Konstellationsdiagramm von 4-ary DP-ASK-Symbolen illustriert.
  • 3a bis b sind die empfangenen elektrischen Augendiagramme eines DPSK-Abschnitts und eines ASK-Abschnitts einer DP-ASK-Antiparallelübertragung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 ist eine grafische Darstellung, welche die gemessene BER-Leistung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 5a bis b sind Diagramme, welche die gemessene BER-Leistung und das gemessene Signalspektrum eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • 6a bis b sind die empfangenen elektrischen Augendiagramme eines DPSK-Abschnitts und eines ASK-Abschnitts einer Rückkehr-zu-Null-(RZ)-DP-ASK-Antiparallelübertragung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 ist eine grafische Darstellung, welche die gemessene BER-Leistung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 8 ist ein Schemadiagramm, welches die Verwendung von Preemphasis durch gechirpte ASK illustriert, um eine Verschlechterung der Differenzphasenaugenöffnung zu bekämpfen, welche aus Phasenselbstmodulation (SPM) während nichtlinearen Übertragungen resultiert.
  • 9 ist ein Schemadiagramm, welches die Verwendung einer nichtlinearen Nachkompensation der Phasenverschiebung (Post-NPSC) illustriert, um die Differenzphasenverschlechterung zu kompensieren, welche aus SPM während nichtlinearen Übertragungen resultiert.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Erzeugen optischer 4-ary DP-ASK-Signale zur Übertragung in einem optischen Übertragungssystem unter Verwendung von zwei Modulatoren bereit, von welchen einer für eine DPSK-Modulation und der andere für eine ASK-Modulation ist. Ein derartiges System gestattet die gleichzeitige aber unabhängige Übertragung und den Empfang der beiden Datenströme. Vorzugsweise weisen die beiden Datenströme die gleiche Datengeschwindigkeit auf und werden derartig synchron moduliert, dass die Bit-Mitten der beiden Ströme zeitlich ausgerichtet werden (um die Verzerrung in der Mitte von ASK-Bits während des Übergangs zwischen benachbarten DPSK-Bits zu vermeiden).
  • Ein 4-ary DP-ASK-Sender 110 einer Ausführungsform eines Systems 100 gemäß der Erfindung wird in 1 illustriert. Das Licht aus einem Laser 120 wird zuerst unter Verwendung eines Datenstroms 135 unter Verwendung eines Phasenmodulators 130 DPSK-moduliert, welcher ein Einzelwellenleiter-Phasenmodulator, ein Mach-Zehnder-Modulator (MZM), welcher bei null vorgespannt ist, um eine Phasenmodulation zu erzielen, oder dergleichen sein kann. Der MZM kann aus verschiedenen elektrooptischen Materialien, beispielsweise LiNbO3, angefertigt werden und wird vorzugsweise an seinem Nullpunkt vorgespannt, um die Phase des Lichtsignals zwischen 0 und π umzuschalten. Ein chirp-freier MZM ist bevorzugt, weil er das DPSK-Signal mit vollkommenen Phasenwerten (0 und π) herstellt.
  • Eine DPSK-Codierung wird vorzugsweise unter Verwendung eines Differenzialcodierers 140 vor einer Modulation durchgeführt. Ein Intensitätsmodulator 150 moduliert dann das DPSK-Signal unter Verwendung eines zweiten Datenstroms 155. Vorzugsweise wird der Intensitätsmodulator 150 angesteuert, ein Auslöschungsverhältnis (ER) von ungefähr 6 bis 9 dB zu produzieren. Der Intensitätsmodulator 150 kann ein MZM, ein Elektroabsorptionsmodulator (EAM) oder dergleichen sein. Für einen MZM kann ein geringes ER durch Untersteuern des MZM und Verschieben des Vorspannungspunkts von dem Quadraturpunkt weg erzielt werden. Für eine Modulation mit einem EAM kann ein geringes ER durch Verschieben des Vorspannungspunkts erzielt werden. Die Reihenfolge der DPSK- und ASK-Modulation eines optischen Signals kann umgekehrt werden, wobei immer noch ein DP-ASK-Signal gemäß der Erfindung bereitgestellt wird.
  • Das System 100 weist vorzugsweise auch einen Empfänger 175 auf. Ein Erbium-dotierter Faserverstärker 180 (EDFA) wird vorzugsweise als ein optischer Vorverstärker in dem Empfänger 175 verwendet. Ein optischer Filter 181 wird vorzugsweise nach dem Vorverstärker 180 bereitgestellt, um den Verlust durch Störgeräusche durch verstärkte Spontanemission (ASE) zu reduzieren. Das verstärkte Signal wird dann vorzugsweise auf zwei Wege 183, 184 aufgetrennt. Ein Weg 183 überträgt das Signal an einen DPSK-Empfänger 190. Der DPSK-Empfänger 190 umfasst vorzugsweise ein Ein-Bit-Verzögerungsinterferometer 192, einen symmetrischen Detektor 194 und einen HF-Differenzverstärker 196 zur Erkennung des DPSK-Stroms (d.h. des DPSK-modulierten Abschnitts oder der DPSK-modulierten Komponente des Signals). Das Ein-Bit-Verzögerungsinterferometer 192 wird vorzugsweise bereitgestellt, das Licht auf dem Weg 183 in zwei Zweige zu teilen und einen Zweig um ungefähr eine Bitperiode zu verzögern. Durchschnittsfachleute verstehen, dass die Verzögerung, welche von dem Verzögerungsinterferometer 192 bereitgestellt wird, von genau einer Bitperiode abweichen kann, während sie immer noch eine ausreichende Verzögerung gemäß der Erfindung bereitstellt. Vorzugsweise liegt die Verzögerung, welche von dem Verzögerungsinterferometer 192 bereitgestellt wird, zwischen dem ungefähr 0,8- und ungefähr 1,2-fachen der Bitperiode.
  • Der andere Weg 184 überträgt das Signal an einen ASK-Detektor 198 zur Erkennung des ASK-Stromabschnitts des Signals.
  • 2 ist eine grafische Darstellung, welche ein Konstellationsdiagramm von 4-ary DP-ASK-Symbolen illustriert. In dem Diagramm repräsentiert die x-Achse den realen Teil des optischen Felds, und die y-Achse repräsentiert den imaginären Teil des optischen Felds. Der DPSK-Datenstrom wird durch Einstellen der Entscheidungsschwelle auf der y-Achse zum Vergleichen der Vorzeichen (oder Phasen) benachbarter Bits wiedererlangt, was unter Verwendung eines Verzögerungsinterferometers 192 und eines symmetrischen Detektors 194 und Einstellen der Entscheidungsschwelle auf 0 realisiert werden kann. Falls beispielsweise zwei benachbarte Bits die gleichen (oder entgegengesetzte) Vorzeichen aufweisen, wird dann „1" (oder „–1") bestimmt. Der ASK-Datenstrom wird vorzugsweise durch Einstellen der Entscheidungsschwelle auf den Kreis 210 mit einem Radius wiedererlangt, welcher der Mittelwert der größeren und der kleineren Amplitude der Symbole ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wurde mit einem 20-Gb/s Ohne-Rückkehr-zu-Null-(NRZ)- 4-ary DP-ASK-Gesamtsignal experimentell vorgestellt. Die verwendete CW-Quelle 120 war ein abstimmbarer Laser, welcher bei 1550 nm betrieben wurde. Ein 10-Gb/s DPSK-Strom wurde auf dem CW-Licht durch einen MZM moduliert, welcher bei null vorgespannt war und mit 2Vπ angesteuert wurde, um eine Phasenmodulation zu erzielen. Das Licht wurde dann mit ~8 dB ER intensitätsmoduliert, um einen 10-Gb/s ASK-Strom zu tragen. Es wurde herausgefunden, dass die ER der ASK-Modulation besonders bevorzugt ungefähr 9,5 dB beträgt, um eine gleiche Empfängerempfindlichkeit für die beiden Datenströme zu erzielen. Es wurde festgestellt, dass der erforderliche optische Störabstand (OSNR) bei einer gegebenen BER für ein 4-ary DP-ASK nur ungefähr 1 dB höher ist als der für ein binäres Ein-Aus-Tastungs-(OOK)-Format mit der gleichen Gesamtdatengeschwindigkeit. Verglichen mit 4-ary ASK mit quadratischer Leistungsebnung, erfordert 4-ary DP-ASK ungefähr 4,5 dB weniger OSNR für eine gegebene BER.
  • Aufgrund des begrenzten Dynamikbereichs des DPSK-Empfängers, welcher bei dem Experiment verwendet wurde, wurde festgestellt, dass die bevorzugte ER ungefähr 8 dB beträgt. Die geringe ER wurde durch Untersteuern des MZM bei ungefähr 0,9 Vπ und Verschieben des Vorspannungspunkts weg von dem Quadraturpunkt des MZM um ungefähr 0,05 Vπ erzielt.
  • Um den Sender zu vereinfachen, wurde ein handelsüblicher chirp-freier integrierter Zweistufen-MZ-Modulator verwendet. Die Bandbreiten der beiden MZM betrugen ungefähr 10 GHz. Der gesamte Einfügungsverlust des Senders betrug ungefähr 5,5 dB.
  • An dem Empfänger 175 wurde ein EDFA mit ungefähr 4,5 dB NF als der optische Vorverstärker 180 verwendet. Der optische Filter 181 nach dem Vorverstärker 180 wies eine 3-dB-Bandbreite von 100-GHz auf. Das verstärkte Signal wurde in zwei Signale aufgespaltet, wobei das eine in einen DPSK-Empfänger 190 eintritt, welcher ein 100-ps Verzögerungsinterferometer 192, einen symmetrischen Detektor 194 und einen HF-Differenzverstärker 196 umfasst, und das andere in einen ASK-Detektor eintritt. Die wirksamen HF-Bandbreiten der beiden Empfänger betrugen ungefähr 7 GHz.
  • 3a bis b zeigen die Augendiagramme, welche an dem DPSK- und an dem ASK-Empfänger 190, 198 erfasst werden. Für den DPSK-Strom wurde bei der Verwendung des symmetrischen Detektors 194 der Entscheidungspegel auf 0 festgelegt. 4 zeigt die BER-Leistung sowohl von DPSK als auch von ASK versus der empfangenen optischen Leistung (vor dem Vorverstärker).
  • Es wurde ein Impulsbildgenerator verwendet, um einen Datenstrom zu produzieren, welcher aus pseudozufälligen Bit-Sequenzen (PRBS) mit einer Bildlänge von 27 – 1 und ihren invertierten Kopien bestand. Der DPSK-Modulator 130 wurde durch die Daten und der ASK-Modulator 150 durch die invertierten Daten angesteuert, welche um ~30 Bits verzögert wurden, um die beiden Datenströme an die Modulatoren 130, 150 zu dekorrelieren. Es versteht sich, dass die invertierten/verzögerten Daten nur für den experimentellen Zweck der Erzeugung von zwei Datenströmen verwendet wurden.
  • Es wurde eine Empfängerempfindlichkeit (bei BER = 10–9) von –30,5 dBm sowohl für den DPSK- als auch für den ASK-Empfänger 190, 198 erzielt. Die Empfindlichkeit war ungefähr 6 dB schlechter als die des 10-Gb/s binären NRZ (für die experimentelle Ausführungsform) oder, hauptsächlich aufgrund des begrenzten Dynamikbereichs des DPSK-Empfängers 190, ungefähr 2 dB schlechter als das theoretisch vorausgesagte Leistungsvermögen.
  • Es ist bekannt, dass 4-ary DP-ASK eine hohe Toleranz gegenüber chromatischer Dispersion und optischer Filterung aufweist. 5a bis b zeigen das Leistungsvermögen des 20-Gb/s 4-ary DP-ASK unter 425 ps/nm Dispersion und unter einer engen Filterung durch ein strukturiertes Wellenleitergitter (AWG) mit 25-GHz-Kanalabstand und ~20-GHz-Durchlassband. Die Dispersionsverluste für die DPSK- und ASK-Ströme betrugen beide, ähnlich der binären 10-Gb/s NRZ-Übertragung, weniger als 1 dB. Mit der Filterung wurden die Empfängerempfindlichkeiten der DPSK- und ASK-Ströme um 1 dB bzw. um 0,7 dB verbessert. Das AWG begrenzt die Bandbreite der ASE-Störgeräusche wirksam und verbessert folglich die Empfängerempfindlichkeit. Die experimentellen Ergebnisse zeigen auch weniger als 1 dB Verlust, wenn die Bandbreite weiterhin auf 16 GHz reduziert wird, was nahe legt, dass 4-ary DP-ASK bei mehr als ungefähr 100 % spektraler Effizienz übertragen werden kann. Das Experiment wird in einem Aufsatz, welcher von X. Liu et al. an ECOC'03 eingereicht wurde, mit dem Titel „Quaternary Differential-Phase Amplitude-Shift-Keying For DWDM Transmission" ausführlich beschrieben.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die 4-ary DP-ASK-Modulation auf einem Rückkehr-zu-Null-(RZ)-Impulsformat begründet werden. RZ 4-ary DP-ASK kann eine verbesserte Empfängerempfindlichkeit im Vergleich zu NRZ 4-ary DP-ASK bereitstellen. RZ 4-ary DP-ASK kann entweder optisch unter Verwendung beispielsweise eines anderen Modulators (nicht gezeigt), um einen Impuls in jedem Bit-Schlitz zu erzeugen, oder elektrisch unter Verwendung beispielsweise eines RZ-Impulsgenerators realisiert werden, um RZ-HF-Daten bereitzustellen, um den Intensitätsmodulator 150 anzusteuern.
  • 6a bis b zeigen die empfangenen elektrischen Augendiagramme des DPSK-Datenstroms und des ASK-Datenstroms einer 20-Gb/s RZ 4-ary DP-ASK-Antiparallelübertragung mit elektronisch vorgenommener Impulserzeugung. 7 ist eine grafische Darstellung, welche die gemessene BER-Leistung des DPSK-Stroms und des ASK-Stroms der 20-Gb/s RZ 4-ary DP-ASK-Antiparallelübertragung zeigt. Die gesamte Empfängerempfindlichkeit der RZ 4-ary DP-ASK-Übertragung ist ungefähr 2 dB besser als der NRZ 4-ary DP-ASK-Übertragung.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer 4-ary DP-ASK-Modulation bei nichtlinearen Übertragungen, bei welchen Phasenselbstmodulation (SPM) verschiedene Phasenverschiebungen für Signale mit verschiedenen Intensitäten veranlasst und die Verschlechterung der Differenzphasenaugenöffnung bewirkt, welche das Leistungsvermögen des DPSK-Stroms verschlechtert, wird Preemphasis verwendet, um den SPM-Verlust zu bekämpfen. 8 ist ein Schemadiagramm, welches die Verwendung von Preemphasis durch gechirptes ASK illustriert, um den SPM-Verlust zu bekämpfen. Die gechirpte ASK-Modulation kann durch Ansteuern eines Zweigs eines dual angesteuerten MZM auf eine derartige Weise realisiert werden, dass jede hohe Intensität „1" eine Phasenverschiebung aufweist, welche kleiner ist als die Phasenverschiebung einer geringen Intensität „0". Dadurch liegen nach einer nichtlinearen Übertragung, während welcher SPM mehr Phasenverschiebungen zu „1" als zu „0" einführt, die gesamten Phasen von „1" und „0" nahe denjenigen bei dem idealen Fall (wie in 2 gezeigt) optimaler Empfängerempfindlichkeit. Da eine optimale, nichtlineare Phasenverschiebung ungefähr 1 Radiant bei einer nichtlinearen DPSK-Übertragung beträgt, wird eine gechirpte ASK-Modulation mit einer ER zwischen ungefähr 5 dB und 9 dB bevorzugt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung 4-ary DP-ASK-Modulation bei nichtlinearen Übertragungen, wird eine nichtlineare Nachkompensation der Phasenverschiebung (Post-NPSC) verwendet, um die durch SPM eingeführte Verschlechterung der Differenzphasenaugenöffnung zu kompensieren. Ein Verfahren für Post-NPSC, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird in US-Patentanmeldung, Aktenzeichen Nr. 10/331,217, mit dem Titel „Nonlinear Phase-Shift Compensation Method And Apparatus" offenbart. Ausführliche Beschreibungen des Post-NPSC-Verfahrens können auch in X. Liu et al., „Improving Transmission Performance In Differential Phase-Shift-Keyed Systems By Use of Lumped Nonlinear Phase-Shift Compensation", Optics Letters, Bd. 27, Seiten 1616 bis 1618, (2002), und in C. Xu und X. Liu, „Postnonlinearity Compensation With Data-Driven Phase Modulators In Phase-Shift Keying Transmission", Optics Letters, Bd. 27, Seiten 1619 bis 1621 (2002), gefunden werden. 9 ist das schematische Diagramm, welches die Verwendung des Post-NPSC illustriert, um die Verschlechterung der Differenzphasenaugenöffnung zu kompensieren, welche während nichtlinearer Übertragungen durch SPM resultiert.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung gemäß den gezeigten Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Durchschnittsfachleute unmittelbar erkennen, dass es Variationen an den Ausführungsformen geben kann und dass diese Variationen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen würden, wie durch die angefügten Ansprüche definiert.

Claims (18)

  1. Kommunikationsverfahren für eine multiniveau-kodierte optische Signalübertragung, welche den Schritt des Ansteuerns von mindestens zwei Modulatoren (130, 150) mit jeweiligen Datensignalen (135, 155) aufweist, um ein multiniveau optisches Signal zu erzeugen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Durchführen einer Modulation mit differenzieller Phasenumtastung (DPSK) mit einem ersten Modulator (130) gemäß einem ersten Datensignal (135); und Durchführen einer Modulation mit Amplitudenumtastung (ASK) mit einem zweiten Modulator (150) gemäß einem zweiten Datensignal (155), wobei das erste und das zweite Datensignal (135, 155) synchron sind und die gleiche Datengeschwindigkeit aufweisen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin durch den Schritt des Bereitstellens einer nichtlinearen Nachkompensation der Phasenverschiebung gekennzeichnet, um den Verlust durch eine Phasenselbstmodulation während einer nichtlinearen Übertragung wesentlich zu reduzieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ASK-Modulation chirp-freie optische Signale erzeugt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ASK-Modulation gechirpte optische Signale erzeugt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ASK-Modulation ein Auslöschungsverhältnis zwischen ungefähr 5 dB und ungefähr 10 dB aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Modula tor einen Mach-Zehnder-Modulator umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Modulator ein DPSK-moduliertes Signal erzeugt und der zweite Modulator eine ASK-Modulation auf dem DPSK-modulierten Signal durchführt.
  8. Optisches Übertragungssystem, umfassend einen ersten Modulator (130), welcher eingerichtet ist, ein erstes Datensignal (135) zu empfangen, und einen zweiten Modulator (150), welcher eingerichtet ist, ein zweites Datensignal (155) zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste und das zweite Datensignal (135, 155) synchron sind und die gleiche Datengeschwindigkeit aufweisen; der erste Modulator (130) eingerichtet ist, um eine Modulation mit differenzieller Phasenumtastung (DPSK) durchzuführen; und der zweite Modulator (150) eingerichtet ist, um eine Modulation mit Amplitudenumtastung (ASK) durchzuführen und an den ersten Modulator angekoppelt ist, wodurch das optische Übertragungssystem ein multiniveau-kodiertes optisches Signal erzeugt.
  9. System nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Impulserzeuger, welcher wirksam an den zweiten Modulator angekoppelt ist, um eine Erzeugung optischer RZ-Signale zu gestatten.
  10. System nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch Mittel zum Bereitstellen einer nichtlinearen Nachkompensation der Phasenverschiebung, um den Verlust durch eine Phasenselbstmodulation während einer nichtlinearen Übertragung wesentlich zu reduzieren.
  11. System nach Anspruch 8, wobei die ASK-Modulation chirp-freie optische Signale erzeugt.
  12. System nach Anspruch 8, wobei die ASK-Modulation gechirpte optische Signale erzeugt.
  13. System nach Anspruch 8, wobei die ASK-Modulation ein Auslöschungsverhältnis zwischen ungefähr 5 dB und ungefähr 10 dB aufweist.
  14. System nach Anspruch 8, wobei der erste Modulator einen Mach-Zehnder-Modulator umfasst.
  15. System nach Anspruch 8, wobei der erste Modulator ein DPSK-moduliertes Signal erzeugt und der zweite Modulator eine ASK-Modulation auf dem DPSK-modulierten Signal durchführt.
  16. System nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Empfänger (175), welcher einen symmetrischen Detektor (194) zur Erkennung eines DPSK-Abschnitts des multiniveau-kodierten optischen Signals umfasst.
  17. System nach Anspruch 16, wobei der Empfänger (175) ein Verzögerungsinterferometer (192) umfasst.
  18. System nach Anspruch 17, wobei: das multiniveau-kodierte optische Signal ein 4-ary DP-ASK-moduliertes Signal ist, und der Empfänger (175) einen optischen Intensitätsempfänger (198) zur Erkennung eines ASK-Abschnitts des multiniveau-kodierten optischen Signals umfasst.
DE602004003647T 2003-09-29 2004-09-16 System und Verfahren zum Erzeugen von multiniveau-kodierten optischen Signalen Active DE602004003647T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60306939T2 (de) * 2003-11-25 2007-01-04 Alcatel Modifiziertes DPSK optisches Übertragungssystem
KR100584433B1 (ko) * 2003-11-25 2006-05-26 삼성전자주식회사 차등 편광 변조 방식의 광전송 시스템
JP3829198B2 (ja) * 2003-12-01 2006-10-04 独立行政法人情報通信研究機構 光伝送方法及びシステム
GB0417687D0 (en) * 2004-08-09 2004-09-08 Azea Networks Ltd An optical receiver and an optical transmission system incorporating the same
JP4660725B2 (ja) * 2005-07-06 2011-03-30 独立行政法人情報通信研究機構 データ伝送方法、データ伝送システム、データ受信方法及び光受信装置
JP4437985B2 (ja) 2005-08-31 2010-03-24 富士通株式会社 多値差動光信号受信器
DE102005041368A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-01 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Demodulation eines optischen DPSK Binärsignals
US7558487B2 (en) * 2005-09-25 2009-07-07 Alcatel-Lucent Usa Inc. Multilevel amplitude and phase encoded signal generation
JP4562657B2 (ja) * 2006-01-12 2010-10-13 日本電信電話株式会社 復調回路
WO2007127208A2 (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Mintera Corporation Partial dpsk (pdpsk) transmission systems
WO2008094274A1 (en) * 2006-04-28 2008-08-07 Cornell Research Foundation, Inc . Methods and systems for compensation of self-phase modulation in fiber-based amplification systems
US7668256B2 (en) * 2006-07-20 2010-02-23 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method and apparatus for the generation and detection of optical differential varied-multilevel phase-shift keying with pulse amplitude modulation (ODVMPSK/PAM) signals
US9312964B2 (en) * 2006-09-22 2016-04-12 Alcatel Lucent Reconstruction and restoration of an optical signal field
EP1912355B1 (de) * 2006-10-13 2010-09-08 Alcatel Lucent Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der spektralen Effizienz eines DPSK Modulationsformats
WO2008130674A1 (en) 2007-04-20 2008-10-30 Optium Corporation Method and apparatus for dispersion mitigation in optical links
FR2917932A1 (fr) * 2007-06-19 2008-12-26 Thomson Licensing Sas Procede de detection de canaux de transmission satellitaires et dispositif de reception utilisant le procede.
US8463141B2 (en) * 2007-09-14 2013-06-11 Alcatel Lucent Reconstruction and restoration of two polarization components of an optical signal field
IL187836A0 (en) * 2007-12-03 2008-03-20 Eci Telecom Ltd Technique for generating multilevel coded optical signals
US9325425B2 (en) 2008-02-24 2016-04-26 Finisar Corporation Method and apparatus for demodulating and regenerating phase modulated optical signals
EP2264917A4 (de) 2008-03-10 2013-05-01 Sumitomo Electric Industries Optisches kommunikationssystem
US8320777B2 (en) 2008-05-08 2012-11-27 Finisar Corporation Temperature controlled interferometer for phase demodulation
EP2230782A1 (de) 2009-03-19 2010-09-22 Alcatel Lucent Überwachung nicht linearer Verzerrungen in einem faseroptischen Übertragungssystem
EP2251999B1 (de) * 2009-05-13 2013-08-28 ADVA Optical Networking SE Datenübertragungsverfahren und Netzwerk zur Übertragung eines digitalen optischen Signals über optische Übertragungsstrecken und -netzwerke
JP5334718B2 (ja) * 2009-07-10 2013-11-06 日本電信電話株式会社 光符号分割多重用送信回路及び光符号分割多重用受信回路
JP5334747B2 (ja) * 2009-08-21 2013-11-06 日本電信電話株式会社 光符号分割多重伝送システム及び光符号分割多重伝送方法
WO2011113493A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) An optical communications system
US8750722B2 (en) * 2010-12-24 2014-06-10 Infinera Corporation Upgradable WDM system
US9900104B2 (en) * 2011-04-01 2018-02-20 Infinera Corporation Multiplexer and modulation arrangements for multi-carrier optical modems
US20120321324A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Nec Laboratories America, Inc. Architecture of 4-ASK Transmitter
CN102427387A (zh) * 2011-12-02 2012-04-25 北京邮电大学 光通信方法和***
US8718160B2 (en) 2011-09-16 2014-05-06 Beijing University Of Posts And Telecommunications Multi-carrrier optical communication method and system based on DAPSK
CN102325122B (zh) * 2011-10-20 2013-09-25 电子科技大学 一种基于ofdm-rof的双向无源光网络***
CN102413388B (zh) * 2011-11-18 2014-04-23 电子科技大学 一种基于光码分复用的光纤无线RoF无源光网络实现方法
EP2688232B1 (de) * 2012-07-19 2017-06-14 Alcatel Lucent Optischer Sender zum Senden eines mehrstufigen amplitudentastungsmodulierten Signals
JP6015291B2 (ja) * 2012-09-24 2016-10-26 沖電気工業株式会社 光信号品質評価装置及び光信号品質評価方法
JP5937982B2 (ja) * 2013-03-05 2016-06-22 日本電信電話株式会社 波長可変光源を用いた光伝送システム
US9838239B2 (en) * 2015-01-22 2017-12-05 Futurewei Technologies, Inc. Digital generation of multi-level phase shifting with a Mach-Zehnder modulator (MZM)
US9762332B1 (en) * 2016-03-07 2017-09-12 Verizon Patent And Licensing Inc. High capacity transmission system with full nonlinear penalty cancellation
WO2019159891A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 日本電気株式会社 光送信器、光受信器および光通信方法
CN109039462B (zh) * 2018-07-19 2020-04-03 中国科学院西安光学精密机械研究所 多调制格式兼容高速激光信号无锁相接收***及方法
KR102229864B1 (ko) * 2020-01-22 2021-03-18 연세대학교 산학협력단 편광 위치 및 차동 위상 편이 변조 기반 무선 광 송수신 장치 및 방법
CN115276809A (zh) * 2021-04-30 2022-11-01 华为技术有限公司 一种光信号的获取方法以及相关设备
CN113992273A (zh) * 2021-12-27 2022-01-28 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种高信噪比光谱输出***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2781322B1 (fr) * 1998-07-20 2000-09-08 Alsthom Cge Alcatel Dispositif d'emission de donnees optiques
US6626589B1 (en) * 1999-12-29 2003-09-30 Nortel Networks Limited Optical packet switching
GB2366106B (en) * 2000-08-19 2004-06-23 Marconi Caswell Ltd Multi-level optical signal generation
US7224906B2 (en) * 2000-09-26 2007-05-29 Celight, Inc. Method and system for mitigating nonlinear transmission impairments in fiber-optic communications systems
US20030063698A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Andrew Bonthron Optical synchronous coding system
ITRM20020056A1 (it) * 2002-02-04 2003-08-04 Mario Zitelli Modulazione combinata di intensita' e fase in un sistema di comunicazione ottico.

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Publication number Publication date
CN1604514A (zh) 2005-04-06
EP1519499B1 (de) 2006-12-13
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