DE60315781T2

DE60315781T2 - Verfahren und Vorrichtung zur optischen Dispersionsüberwachung

Info

Publication number: DE60315781T2
Application number: DE60315781T
Authority: DE
Inventors: Masazumi Kawasaki-shi Marutani; Takuji Kawasaki-shi Yamamoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: US7324758B2; US20040105684A1; EP1422845A3; JP4082992B2; DE60315781D1; JP2004173026A; EP1422845B1; EP1422845A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Überwachen von optischer Dispersion basierend auf Wellenformen von übertragenem Licht. Im genaueren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung und ein Dispersionsüberwachungsverfahren, die in der Lage sind, Dispersion genau mit einer einfachen Konstruktion bzw. einem einfachen Aufbau zu überwachen, und auf ein optisches Übertragungssystem, dass diese nutzt.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
EP 0912001 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Detektieren von Wellenformveränderungen eines optischen Signals. Das optische Signal wird von einem optischen Überträger über eine optische Faser übertragen und wird durch einen Photodetektor empfangen. Der Photodetektor konvertiert das optische Signal in ein elektrisches Signal. Es werden drei Alternativen von Wellenformveränderungsdetektoren beschrieben: in der ersten Alternative detektiert der Wellenformveränderungsdetektor die Veränderung der Wellenform des elektrischen Signals basierend auf dem Verhältnis zwischen Leistungen einer Vielzahl von Frequenzkomponenten. In der zweiten Alternative detektiert der Mittelwertdetektor einen ersten Mittelwert des elektrischen Signals, während ein Spitzenwertdetektor einen Spitzenwert eines hohen Niveaus und einen Spitzenwert eines niedrigen Niveaus des elektrischen Signals detektiert. Aus beiden Spitzenwerten wird ein zweiter Spitzenwert durch einen Mittelwertberechner berechnet. Ein Vergleicher vergleicht den ersten und den zweiten Mittelwert zum Detektieren einer Wellenformveränderung des elektrischen Signals. In der dritten Alternative wird die Signalwellenform detektiert durch Detektieren einer relativen Einschaltdauer des elektrischen Signals.
Wie beispielsweise in dem oberen Teil von 17 gezeigt, wird bei optischer Kommunikation ein optisches Signal zu einem Übertragungspfad 101 durch eine optische Übertragungsvorrichtung 100 gesendet und für mehrere bzw. einige zehn Kilometer bis zu mehreren tausend Kilometer über eine optische Faser über optische Repeater bzw. Zwischenverstärker 102, die optische Verstärker oder Signalregeneratoren verwenden, übertragen, um von einer optischen Empfangsvorrichtung 103 empfangen zu werden. Zu dieser Zeit tritt Wellenformverzerrung in dem übertragenen optischen Signal aufgrund von nicht linearen optischen Phänomenen auf, die in der optischen Faser in Abhängigkeit einer Dispersionscharakteristik der optischen Faser oder der Intensität des optischen Signals auftreten, einer Veränderung der unmittelbaren optischen Frequenz eines hinzugefügten Pulses in der optischen Übertragungsvorrichtung 100, und dergleichen.
In dem Fall, wo ein einzelner optischer Puls über eine optische Faser über eine lange Distanz beispielsweise übertragen wird, tritt in Abhängigkeit der Wellenlänge des optischen Pulses oder der Charakteristik der Faser "Pulskomprimierung", in der die Pulsbreite verringert wird und die Spitzenwerteleistung erhöht wird, oder "Pulsverbreiterung" bzw. "Pulsspreizung", in der im Gegensatz dazu die Pulsbreite verbreitert und die Spitzenwertleistung reduziert wird, wie in 18 gezeigt, auf. Solch eine Wellenformverzerrung eines optischen Pulses verursacht Signalinterferenz zwischen benachbarten Bits in der Datenübertragung und ist daher ein signifikantes Problem.
Um mit dem oben beschriebenen Problem zurechtzukommen, ist in einem konventionellen optischen Übertragungssystem, wie beispielsweise an dem unteren Teil von 17 gezeigt, eine Struktur bekannt, in der Dispersionskompensatoren 104 in den Übertragungspfad mit geeigneten Abständen eingesetzt sind, um kumulative Dispersion zu kompensieren, so dass eine Dispersionscharakteristik des gesamten Systems sich in einem optimalen Zustand befindet. Da die Dispersionscharakteristik der optischen Faser mit der Zeit variiert, wird in einem aktuellen betriebenen optischen Übertragungssystem darüber hinaus manchmal lediglich ein einzelner variabler Dispersionskompensator, der dynamisch die Variation mit der Zeit kompensiert, alleine verwendet, oder wird verwendet in Kombination mit einem Kompensator mit einer festen Dispersion, der eine Dispersionskompensierung mit einem großen Betrag durchführt. Der untere Teil von 17 zeigt ein Beispiel, in dem ein variabler Dispersionskompensator 104a und ein fester variabler Kompensator 104b seriell miteinander verbunden sind, um einen Dispersionskompensator 104 zu bilden. Um den variablen Dispersionskompensator 104a zu betreiben, um wie oben beschrieben die dynamische Dispersionskompensierung durchzuführen, wird eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 105 benötigt zum Bestimmen, ob ein Kompensierungsbetrag optimal ist oder nicht, während sich das System im Betrieb befindet.
Für eine konventionelle optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung gibt es beispielsweise eine Struktur, in der kumulative Dispersion detektiert wird durch Beachten bzw. Beobachten der spektralen Form oder der spektralen Intensität bei einer spezifischen Frequenz eines empfangenen optischen Signals. Ferner gibt es auch eine Struktur, in der die Fehlerrate eines regenerierten Signals bei einer gewünschten bzw. benötigten Überwachungsstelle gemessen wird, um kumulative Dispersion zu detektieren.
Darüber hinaus wird in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-320329 eine Technik vorgeschlagen, in der ein empfangenes optisches Pulssignal in ein elektrisches Pulssignal konvertiert wird, und in Abhängigkeit des Spannungsniveaus, das erhalten wird durch Gleichrichten und Glätten einer AC-Komponente des elektrischen Pulssignals, wird detektiert, ob die aufgetretene Wellenformverzerrung die Pulskomprimierung oder die Pulsverbreiterung ist.
Jedoch entstehen die folgenden Probleme in der konventionellen optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung, die oben beschrieben wurde. Nämlich wird in einem System zum Beachten des Spektrums des empfangenen optischen Signals eine Vorrichtung mit einer signifikant hohen Qualität benötigt, da die spektrale Intensität bei einer spezifischen Frequenz extrem niedrig ist, und die spektrale Intensität einfach beeinflusst wird durch Frequenzcharakteristiken von optischen Filtern, Lichtempfangselementen, Überwachungsschaltkreisen, und dergleichen. Folglich gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, einfach eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung zu realisieren.
Ferner gibt es in dem System zum Messen der Fehlerrate einen Nachteil, dass selbst wenn es möglich ist, die Existenz einer kumulativen Dispersion basierend auf der gemessenen Fehlerrate zu detektieren, um einen Absolutwert der kumulativen Dispersion zu detektieren, das Vorzeichen der kumulativen Dispersion nicht extrahiert werden kann. Da ein Signalregenerator benötigt wird zum Messen der Fehlerrate, gibt es zusätzlich ein Problem, dass die Orte, wo eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung installiert werden kann, begrenzt sind.
In der Technik, die in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-320329 vorgeschlagen wird, da der Aufbau so ist, dass das Auftreten von Wellenformverzerrung detektiert wird in Abhängigkeit der zeitlich gemittelten Leistung einer Markierungskomponente eines empfangenen optischen Signals, ist es möglich zu detektieren, ob die Wellenformverzerrung die Pulskomprimierung oder die Pulsverbreiterung ist, jedoch gibt es ein Problem, dass es schwierig ist, die kumulative Dispersion zusammen mit der Vorzeicheninformation mit einer hohen Genauigkeit zu detektieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde erreicht in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme und hat ein Ziel, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen von optischer Dispersion bereitzustellen, die in der Lage sind, Dispersion genau mit einem Aufbau zu überwachen, und ein optisches Übertragungssystem, das diese selben nutzt.
Um das obere Ziel zu erreichen umfasst eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Überwachen von Dispersion basierend auf einer Wellenform eines optischen Eingangssignals: einen Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt bzw. einen Detektierungsabschnitt für einen charakteristischen Betrag, der selektiv einen physikalischen Betrag detektiert, der mit einem Ort korrespondiert, wo Wellenformverzerrung auftritt in Abhängigkeit von Dispersion, die unverwechselbar in der Wellenform des optischen Eingangssignals auftritt; und einen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt, der Information hinsichtlich der Dispersion extrahiert, die in dem optischen Signal aufgetreten ist, basierend auf einem Vergleich zwischen dem physikalischen Betrag, der in dem Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt detektiert wurde, und einem Referenzwert, der durch ein Referenzsignal angegeben wird, um die Information auszugeben.
In solch einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung wird ein optisches Eingangssignal dem Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt zugeführt, wobei der physikalische Betrag, der mit dem Ort korrespondiert, wo die Wellenformverzerrung in Abhängigkeit der Dispersion in der Signal-Wellenform unverwechselbar auftritt, selektiv detektiert wird, und das Detektierungsergebnis wird zu dem Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt übertragen. In dem Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt wird der physikalische Betrag, der in dem Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt detektiert wurde, verglichen mit dem Referenzwert, der in dem Referenzsignal angegeben wird, und Information hinsichtlich der Dispersion, die in dem optischen Signal aufgetreten ist, wird extrahiert basierend auf dem Vergleichsergebnis. Daher wird es möglich, mit einer hohen Genauigkeit die Dispersion zusammen mit der Vorzeicheninformation mit einem einfachen Aufbau verglichen mit einem konventionellen Überwachungssystem zu überwachen.
Als ein Aspekt der oben beschriebenen optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung kann der Aufbau so sein, dass der Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt umfasst: einen Lichtempfangsabschnitt, der das optische Eingangssignal in ein elektrisches Signal konvertiert; einen Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt, der das Spannungsniveau detektiert, das mindestens mit der Anstiegsflanke und/oder einer Abfallflanke der Wellenform des elektrischen Signals korrespondiert, das in dem Lichtempfangsabschnitt konvertiert wurde, und der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt vergleicht den Referenzwert, der durch das Referenzsignal angegeben wird, mit dem Spannungsniveau, das in dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt detektiert wurde, und gibt ein Signal, das mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert, als Dispersionsinformation aus. In solch einem Aufbau wird das Spannungsniveau, das mit der Anstiegsflanke oder der Abfallflanke der Wellenform des elektrischen Signals, das in dem Lichtempfangsabschnitt konvertiert wurde, als der physikalische Betrag detektiert, der mit dem Ort korrespondiert, wo die Wellenformverzerrung unverwechselbar auftritt, und die Dispersionsinformation wird extrahiert basierend auf dem Vergleichsergebnis des Spannungsniveaus und des Referenzwertes. Der Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt (20) detektiert das Spannungsniveau (V_x), das mit den Kreuzungspunkten in einem Augenmuster des elektrischen Signals korrespondiert, das durch den Lichtempfangsabschnitt (10) konvertiert wurde.
Ferner kann der Aufbau einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung so sein, dass der Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt umfasst: einen Lichtempfangsabschnitt, der das optische Eingangssignal in ein elektrisches Signal konvertiert; und einen Signalintensitätsdetektierungsabschnitt, der die Durchschnittsintensität einer Wellenform des elektrischen Signals detektiert, das in dem Lichtempfangsabschnitt konvertiert wurde, durch Abtastungsabschnitte der Wellenform in der Mitte des Zyklus und Orte, die dem Zentrum benachbart sind, in Übereinstimmung mit einem Taktsignal, das synchronisiert ist mit dem optischen Eingangssignal, und der Dispersionsinformations- Extraktionsabschnitt vergleicht die Durchschnittsintensität, die in dem Signalintensitätsdetektierungsabschnitt detektiert wurde, mit dem Referenzwert, der in dem Referenzsignal angegeben wird, und gibt ein Signal, das mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert, als Dispersionsinformation aus. In solch einem Aufbau wird die Durchschnittsintensität einer Wellenform des elektrischen Signals, das in dem Lichtempfangsabschnitt konvertiert wurde, in der Mitte des Zyklus und an den Orten, die dem Zentrum benachbart sind, als ein physikalischer Betrag detektiert, der mit dem Ort korrespondiert, wo die Wellenformverzerrung unverwechselbar auftritt, und Dispersionsinformation wird extrahiert basierend auf dem Vergleich der Durchschnittsintensität und des Referenzwertes.
Darüber hinaus umfasst ein optisches Dispersionsüberwachungsverfahren der vorliegenden Erfindung zur Dispersionsüberwachung basierend auf einer Wellenform eines optischen Eingangssignals: selektives Detektieren eines physikalischen Betrags, der mit einem Ort korrespondiert, wo Wellenformverzerrung auftritt in Abhängigkeit von Dispersion, die unverwechselbar in der Wellenform des optischen Eingangssignals auftritt; und Extraktionsinformation hinsichtlich der Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, basierend auf einem Vergleich zwischen dem detektierten physikalischen Betrag und einem Referenzwert, der durch ein Referenzsignal angegeben wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der physikalische Betrag ein Spannungsniveau ist, das mit den Kreuzungspunkten in einem Augenmuster des elektrischen Signals korrespondiert, das von dem optischen Eingangssignal konvertiert wurde.
Ferner ist ein optisches Übertragungssystem der vorliegenden Erfindung, das bereitgestellt ist mit einem variablen Dispersionskompensator auf einem Übertragungspfad, über den ein optisches Signal propagiert, zum Steuern eines Kompensierungsbetrages des variablen Dispersionskompensators zum dynamischen Kompensierung der Dispersion, so aufgebaut, dass die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, dass über den Übertragungspfad propagiert ist, überwacht wird und der Kompensierungsbetrag des variablen Dispersionskompensators gesteuert wird in Übereinstimmung mit dem Überwachungsergebnis. Wenn der variable Dispersionskompensator gesteuert wird unter Verwendung der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, ist es auf diese Art und Weise möglich, dynamische Kompensierung einfach und zuverlässig für Dispersion durchzuführen, die in dem optischen Übertragungssystem aufgetreten ist.
Andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden aus der Beschreibung der Ausführungsform zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hauptstruktur eines optischen Übertragungssystems zeigt, in dem dynamische Dispersionskompensierung durchgeführt wird unter Verwendung der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung aus 1.
3 ist ein Diagramm zum Erklären einer Veränderung des optischen Wellenformkreuzungspunktes relativ zur kumulativen Dispersion.
4 ist ein Diagramm zum Erklären einer Operation in der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Diagramm zum Erklären einer Verstärkungsoperation eines Scheibenverstärkers.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hauptstruktur eines optischen Übertragungssystems zeigt, in dem dynamische Dispersionskompensierung durchgeführt wird unter Verwendung der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung aus 7.
9 ist ein Diagramm zum Erklären einer Operation.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt.
11 ist ein Diagramm zum Erklären einer Operation der Überwachungsvorrichtung aus 10.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zum Einstellen eines Referenzsignals in der Überwachungsvorrichtung aus 12 zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel zeigt, in dem eine Phase eines Taktsignals einstellbar gestaltet ist, in Beziehung zu der Überwachungsvorrichtung aus 12.
15 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel zeigt, in dem eine Funktion zum Addieren eines Offsetsignals zu einem Referenzsignal bereitgestellt ist, in Beziehung zu den oberen Ausführungsformen bzw. zu der Überwachungsvorrichtung.
16 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hauptstruktur des optischen Übertragungssystems zeigt, in dem eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung und eine Fehlerüberwachungsvorrichtung zusammen verwendet werden, in Bezug auf die Ausführungsformen bzw. die Überwachungsvorrichtung.
17 zeigt ein Strukturbeispiel eines konventionellen optischen Übertragungssystems.
18 ist ein Diagramm zum Erklären von Wellenformverzerrung, die auftritt, wenn ein einzelner optischer Pol über eine optische Faser übertragen wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun folgt eine Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den beigefügten Zeichnungen. Identische Bezugszeichen zeigen identische oder äquivalente Komponenten in den Figuren.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hauptstruktur eines optischen Übertragungssystems zeigt, in dem dynamisch Dispersionskompensierung durchgeführt wird unter Verwendung der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung aus 1.
In den Figuren ist eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung beispielsweise bereitgestellt mit einem Lichtempfangsabschnitt 10, der ein optisches Signal in ein elektrisches Signal konvertiert, um dieses auszugeben, einen Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20, der das Spannungsniveau detektiert, das mit der Anstiegsflanke und/oder der Abfallflanke einer eingegebenen Lichtwellenform korrespondiert, basierend auf dem Ausgangssignal von dem Lichtempfangsabschnitt 10, und ein kumulativer Dispersions-Extraktions-Abschnitt 3, der Information hinsichtlich der kumulativen Dispersion extrahiert, die in dem Eingangslicht aufgetreten ist, basierend auf dem Detektierungsergebnis in dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20.
Der Lichtempfangsabschnitt 10 konvertiert beispielsweise ein in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 eingegebenes optisches Signal in ein Stromsignal unter Verwendung eines bekannten Lichtempfangselements und konvertiert das Stromsignal in eine Spannungssignal V_IN, um dieses zu dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 auszugeben. Das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, ist ein Signal, dessen Niveau verändert wird in Abhängigkeit der Leistung des Eingangslichtes.
Es ist anzumerken, dass das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 eingegebene optische Signal ein optisches Signal ist, das einen Kreuzungspunkt in einem Augenmuster aufweist, das bezogen wird durch Zurückfalten einer Zeit-Wellenform des optischen Signals in einem Zyklus, d.h. ein optisches Signal, das angewendet wird mit einem Code-Typ in dem das Signalniveau keinen Übergang während eines Bit-Zyklus aufweist. Ein repräsentatives Beispiel solch eines optischen Signals ist ein optisches Signal vom NRZ-Typ. Jedoch sind optische Signale, die in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 eingegeben werden können, nicht auf den NRZ-Typ begrenzt.
Der Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 enthält einen Vergleicher 21, einen Slice-Verstärker 22 und ein Tiefpassfilter 23. Der Vergleicher 21 empfängt ein Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 bei einem Ausgangsanschluss davon ausgegeben wird, und ein Rückkoppelsignal V_x, das über den Tiefpassfilter 23 an dem anderen Eingangsanschluss übertragen wird, und vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_IN mit dem Niveau des Rückkoppelsignals V_x, um ein dem Vergleichsergebnis entsprechendes Spannungssignal zu dem Slice-Verstärker 22 auszugeben. Ein typischer analoger Vergleicher kann für diesen Vergleicher 21 verwendet werden. Der Slice-Verstärker 22 ist ein typischer Hochgewinn-Verstärker, der das Spannungsniveau des Ausgangssignals von dem Vergleicher 21 verstärkt, bis dieses das gewünschte hohe Niveau oder niedrige Niveau (hier "1" oder "0"-Niveau) erreicht. Das Tiefpassfilter 23 glättet das Spannungssignal, das in dem Slice-Verstärker 22 verstärkt wird, in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Zeitkonstante. Das Spannungssignal V_x, das über diesen Tiefpassfilter übertragen wird, um geglättet zu werden, wird zu dem anderen Eingangsanschluss des Vergleichers 21 zurückgekoppelt, und wird auch zu dem kumulativen Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt 30 gesendet.
Der kumulative Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 enthält einen Vergleicher 31 und einen Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 32, wie dieser beispielsweise in 1 gezeigt ist. Der Vergleicher 31 empfängt das Spannungssignal V_x, das von dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 ausgegeben wird, an einem Eingangsanschluss davon und ein Referenzsignal V_REF, das in dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 32 erzeugt wird, an dem anderen Eingangsanschluss, und vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_x mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF, um ein Spannungssignal V_OUT nach außen von der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 auszugeben, das mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert. Kumulative Dispersion bedeutet hier Wellenlängendispersion, die in einem Eingangslicht akkumuliert wurde. Das Spannungssignal V_OUT, das von dem Vergleicher 31 ausgegeben wird, wird einem variablen Dispersionskompensator, wie beispielsweise in 2 gezeigt, zugeführt, um für eine dynamische Steuerung des Kompensierungsbetrags und Dergleichen verwendet zu werden. Hier legt beispielsweise der Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 32 eine Ausgangsspannung, die in einer variablen Energiequelle an dem anderen Eingangsanschluss des Komparators 31 erzeugt wird, als ein Referenzsignal V_REF an. Diese variable Energiequellen-Ausgangsspannung wird im Voraus eingestellt in Abhängigkeit des Markierungsverhältnisses einer optischen Signaleingabe zu der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1, wie später beschrieben wird.
Das Bezugszeichen 4 in 2 bezeichnet einen optischen Verstärker zum Verstärken eines optischen Signals für Übertragungswiederholung. Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen optischen Koppler zum Abzweigen eines Teils der optischen Signalausgabe von dem variablen Dispersionskompensators 5 als ein Überwachungslicht und führt dieses zu der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1. Hier ist der Aufbau so, dass der optische Koppler 6 zwischen dem variablen Dispersionskompensator 5 und dem optischen Verstärker 4 angeordnet ist, um kumulative Dispersion zu überwachen. Jedoch ist auf einem Übertragungspfad 3 die Position, wo das Überwachungslicht abgezweigt wird, nicht auf das Obere begrenzt. Darüber hinaus ist oben das Aufbaubeispiel gezeigt, in dem kumulative Dispersion kompensiert wird, unter Verwendung von lediglich dem variablen Dispersionskompensator 5. Jedoch ist es auch möglich, die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform auf die Struktur anzuwenden, in der der feste Dispersionskompensator und der variable Dispersionskompensator kombiniert sind, wie an dem unteren Teil der oben beschriebenen 17 gezeigt.
Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Betriebs bzw. einer Operation der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform.
Als erstes wird eine Veränderung in dem optischen Wellenform-Kreuzungspunkt relativ zur kumulativen Dispersion detailliert beschrieben.
Im allgemeinen, wenn ein optischer Puls über einen Übertragungspfad unter Verwendung einer optischen Faser oder Dergleichen propagiert, gibt es eine Differenz in der Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. Propagationsgeschwindigkeit zwischen der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des optischen Puls in Abhängigkeit von dessen optischer Wellenlänge und einer Dispersionscharakteristik der optischen Faser. In einem Fall, wo die Anstiegsflanke verzögert wird und die Abfallflanke vorauseilt, wird als ein Ergebnis der Puls komprimiert, und andererseits wird in dem Fall, wo die Anstiegsflanke vorauseilt und die Abfallflanke verzögert wird, der Puls verbreitert. Wenn solch eine Pulskomprimierung oder Pulsspreizung auftritt, wird die Pulsleistung erhöht, wenn der Puls komprimiert wird, während die Pulsleistung verringert wird, wenn der Puls verbreitert bzw. gespreizt wird, da die Leistung des optischen Pulses beibehalten wird.
Es wird davon ausgegangen, dass der beschriebene Effekt lediglich auftritt bei Übergangspunkten, wenn ein optisches Signal zwischen den Niveaus von "1" und "0" in dem Fall eines optischen NRZ-Signals geschaltet wird. Wenn ein optisches Signal, das in einem Zufallssignal oder NRZ-Typ wie in dem Augenmuster auf der linken Seite von 3 beispielsweise gezeigt, moduliert ist, über eine optische Faser propagiert, tritt folglich Wellenformverzerrung, wie in den Augenmustern auf der Rechten Seite von 3 gezeigt, in Abhängigkeit eines Betrages der kumulativen Dispersion auf.
Wenn solch eine Wellenformverzerrung verglichen wird unter Berücksichtigung der Kreuzungspunkte (in der Zeichnung umkreist), wird ersichtlich, dass Positionen der Kreuzungspunkte (Spannungsniveaus) sich verändern in Abhängigkeit des Zustandes der Wellenformverzerrung. Um genauer zu sein, in einem Zustand, in dem Wellenformverzerrung nicht auftritt (kumulative Dispersion 0), wie in der Mitte der rechten Seite von 3 gezeigt, sind die Kreuzungspunkte zentral zwischen dem hohen Niveau und dem niedrigen Niveau positioniert, in einem Zustand, in dem Pulsverbreiterung auftritt, wie in dem oberen Teil der rechten Seite von 3 gezeigt, sind die Kreuzungspunkte auf der Hochniveauseite positioniert, und in einem Zustand, in dem die Pulskomprimierung auftritt, wie in dem unteren Teil der rechten Seite von 3 gezeigt, sind die Kreuzungspunkte auf der Niederniveauseite positioniert.
Unter Verwendung dieser Beziehung zwischen dem Spannungsniveau der Kreuzungspunkte und dem Zustand der Wellenformverzerrung, mit anderen Worten der Beziehung zwischen der Veränderung der optischen Wellenform über die Zeit und der kumulativen Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, ermöglicht die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform, dass kumulative Dispersion, umfassend positive oder negative Vorzeicheninformation, mit einem einfachen Aufbau zu detektieren ist.
Der Betrieb der vorliegenden optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 wird detailliert mit Bezug auf 4 beschrieben. Zuerst wird das optische Signal, das in dem optischen Koppler 6 abgezweigt wird, der in dem Übertragungspfad 3 angeordnet ist, zu dem Lichtempfangsabschnitt 10 gesendet, um in das Spannungssignal V_IN konvertiert und zu dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 zugeführt zu werden. In der Wellenform des Spannungssignals V_IN, das in dem Signal-Übergangs-Positions-Detektierungsabschnitt 20 eingegeben wird, tritt Verzerrung in Abhängigkeit von kumulativer Dispersion auf, wie beispielsweise in (A) von 4 gezeigt. Zusätzlich ist die auf der linken Seite (A) aus 4 gezeigte Wellenform ein Beispiel, wenn der Puls komprimiert ist, die Wellenform in der Mitte ist ein Beispiel wenn keine Verzerrung auftritt (kumulative Dispersion = 0), und die Wellenform auf der rechten Seite ist ein Beispiel, wenn der Puls verbreitert ist.
In dem Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 vergleicht der Vergleicher 21 das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, mit dem Spannungssignal V_x, das zurückgeführt wurde über den Tiefpassfilter 23, um ein Spannungssignal entsprechend dem Vergleichsergebnis zu dem Slice-Verstärker 22 auszugeben. Es ist anzumerken, dass in einem Anfangszustand das Spannungssignal V_x von dem Tiefpassfilter 23 auf das Grundniveau oder Dergleichen beispielsweise eingestellt wird. In dem Slice-Verstärker 22 wird das Spannungssignal, das von dem Vergleicher 21 ausgegeben wird, auf das benötigte Niveau verstärkt. Die Verstärkungsoperation in diesem Slice-Verstärker 22 unterscheidet sich von einer Verstärkungsoperation in einem linearen Verstärker, wie in einem Konzeptdiagramm aus 5 beispielsweise gezeigt, und das in diesen eingegebene Signal wird verstärkt, bis dieses das "1" oder "0" Niveau erreicht. Das in dem Slice-Verstärker 22 verstärkte Spannungssignal wird zu dem Tiefpassfilter 23 gesendet, geglättet (gemittelt) in Übereinstimmung mit einer benötigten Zeitkonstante, und das Spannungssignal V_x, das über den Tiefpassfilter 23 übertragen wird, wird zu dem Vergleicher 21 zurückgekoppelt.
Wie oben beschreiben wird das Ausgangssignal des Vergleichers 21 zurückgekoppelt zu dem Vergleicher 21 über den Slice-Verstärker 22 und den Tiefpassfilter 23, so dass das Spannungsniveau des Rückkoppelsignals stabil dem Spannungsniveau bei den Kreuzungspunkten des Signals V_IN folgt, das in den Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20, wie in (B) aus 4 gezeigt, eingegeben wird. Als ein Ergebnis wird beim Abzweigen des Spannungssignals V_x, das von dem Tiefpassfilter 23 zurückgekoppelt wird zu dem Vergleicher 21, eine Veränderung in der Anstiegsflanke oder der Abfallflanke des Eingangspulses über die Zeit detektiert als eine Veränderung in dem Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten. Dieses Spannungssignal V_x, das dem Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten entspricht, wird zu dem kumulativen Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt 30 als eine Ausgabe des Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnittes 20 gesendet.
In dem kumulativen Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt 30 vergleicht der Vergleicher 31 das Spannungssignal V_x, das von dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 ausgegeben wird, mit dem Referenzsignal V_REF, das von dem Referenzsignal-Erzeugungsschaltkreis 32 ausgegeben wird, um ein Spannungssignal V_OUT, das dem Vergleichsergebnis entspricht, als die kumulative Dispersionsinformation auszugeben. Um genau zu sein, wird das Referenzsignal V_REF, das den Vergleicher 31 zugeführt wird, im Voraus eingestellt mit dem festen Spannungsniveau in Abhängigkeit des Markierungsverhältnisses des optischen Signals, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 eingegeben wird, wie in (C) aus 4 gezeigt. Hier wird das feste Spannungsniveau eingestellt, um in etwa mit dem Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten überein zu stimmen, wenn die kumulative Dispersion 0 ist. Das feste Referenzsignal V_REF, das auf diese Art und Weise eingestellt wird, wird dem Vergleicher 31 zugeführt, so dass das Spannungsniveau des Spannungssignals V_OUT, das von dem Vergleicher 31 ausgegeben wird, der kumulativen Dispersion entspricht, wie in (D) aus 4 gezeigt. Um genau zu sein, wird in dem Beispiel aus (D) aus 4 ein Spannungssignal V_OUT mit negativem Wert als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben, wenn der Puls komprimiert ist, während ein Spannungssignal V_OUT mit einem positiven Wert als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben wird, wenn der Puls gespreizt ist.
Die Beziehung zwischen dem Zustand der Wellenformverzerrung und dem Vorzeichen der kumulativen Dispersion ist, dass in dem Fall, wo eine Chirp-Charakteristik eines Modulators auf der Übertragungsseite des optischen Übertragungssystems beispielsweise positiv ist, die kumulative Dispersion negativ ist, wenn der Puls komprimiert ist, während die kumulative Dispersion positiv ist, wenn der Puls gespreizt ist. In dem Fall, wo die Chirp-Charakteristik beispielsweise negativ ist, ist ferner die kumulative Dispersion positiv, wenn der Puls komprimiert ist, während die kumulative Dispersion negativ ist, wenn der Puls gespreizt ist. Durch Markieren der Chirp-Charakteristiken des Systems, um mit dem Wert des oben beschriebenen Spannungssignals V_OUT zu korrespondieren, ist es folglich möglich, die kumulative Dispersion inklusive der Vorzeicheninformation zu bestimmen.
Gemäß der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform detektiert, wie oben beschrieben, der Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 das Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten des optischen Signals, auf das ein Code-Typ, der im NRZ-Typ repräsentiert ist, angewendet wird, und der kumulative Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 extrahiert die kumulative Dispersionsinformation basierend auf dem Detektierungsergebnis. Daher ist es möglich, die kumulative Dispersion inklusive der Vorzeicheninformation mit hoher Genauigkeit zu detektieren unter Verwendung der einfacheren Struktur verglichen mit dem konventionellen Überwachungssystem unter Berücksichtigung der Spektrumsintensität. Darüber hinaus benötigt die vorliegende optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 keinen Signalregenerator wie in dem konventionellen System, in dem eine Fehlerrate gemessen wird. Daher ist es möglich, die Restriktionen für den Installationsort in dem optischen Übertragungssystem zu reduzieren. Wenn der variable Dispersionskompensator 5, der in dem optischen Übertragungssystem angeordnet ist, rückkoppelnd gesteuert wird unter Verwendung solch einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1, ist es möglich, einfach und zuverlässig dynamische Kompensierung für kumulative Dispersion durchzuführen, die in dem System auftritt.
In der ersten Ausführungsform wurde die Wellenlängendispersion, die in dem Eingangslicht akkumuliert wurde, als die kumulative Dispersion betrachtet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auf andere optische Dispersion angewendet werden, so wie Polarisationsdispersion und Dergleichen, wie in dem Fall der Wellenlängendispersion, wenn eine Beziehung mit dem Auftrittszustand der Wellenformverzerrung spezifiziert werden kann.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt.
In 6 unterscheidet sich die Struktur der vorliegenden optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 von der aus der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, darin, dass Gewinnsteuerungsverstärker 33 und ein Tiefpassfilter 34 anstelle der variablen Energiequelle, die als der Referenzsignal-Erzeugungsschaltkreis 32 genutzt wurde, in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 angeordnet sind. Andere Komponenten als die oberen sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung dieser hier weggelassen.
Der Gewinnsteuerungsverstärker 33 empfängt das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, an dessen Eingangsanschluss und verstärkt das Eingangssignal auf das gewünschte bzw. benötigte Niveau, um dieses zu dem Tiefpassfilter 34 auszugeben. Das Tiefpassfilter 34 mittelt das Spannungssignal, das in dem Gewinnsteuerungsverstärker 33 verstärkt wird, in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Zeitkonstante. Das Spannungssignal, das über den Tiefpassfilter 34 übertragen wird, wird dem Vergleicher 31 als das Referenzsignal V_REF zugeführt.
Hier ist der Gewinnsteuerungsverstärker 33 in einer vorherigen Stufe des Tiefpassfilters 34 angeordnet, kann jedoch auch in einer letzteren Stufe des Tiefpassfilters 34 angeordnet sein. Ferner, wenn das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt mit 10 ausgegeben wird, ein ausreichendes Niveau aufweist, kann der Gewinnsteuerungsverstärker 33 weggelassen werden.
In der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 mit dem oberen Aufbau wird das Referenzsignal V_REF, das ein Referenzwert ist, wenn die kumulative Dispersionsinformation in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 extrahiert wird basierend auf dem Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten, die in dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt 20 detektiert werden, eingestellt, einer Veränderung des optischen Signals folgend, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1' eingegeben wird.
Um genauer zu sein, wird das Spannungssignal V_IN, das photoelektrisch in dem Lichtempfangsabschnitt 10 konvertiert wird, gewinngesteuert durch den Gewinnsteuerungsverstärker 33, und dann über den Tiefpassfilter 34 übertragen, um gemittelt zu werden. Als ein Ergebnis wird das Referenzsignal V_REF, das der Veränderung des Eingangssignals folgt, erzeugt. Selbst wenn die Wellenformverzerrung auftritt entsprechend der kumulativen Dispersion in dem optischen Signal, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1' eingegeben wird, da die optische Signalleistung unabhängig von der Wellenformverzerrung gespeichert wird, ist das Spannungsniveau des Referenzsignals V_REF, das durch das Tiefpassfilter 34 gemittelt wird, konstant unabhängig von dem Auftrittszustand der kumulativen Dispersion. Als eine Folge kann das Referenzsignal V_REF, das auf die obere Art und Weise erzeugt wird, verwendet werden als die Referenz, wenn die kumulative Dispersion bestimmt wird basierend auf dem Spannungsniveau an den Kreuzungspunkten. Andererseits, in dem Fall, wo die Leistungseinstellung des optischen Signals, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1' eingegeben wird, verändert wird aufgrund einer Veränderung in den Betriebsbedingungen des Systems, wird das Spannungsniveau des Referenzsignals V_REF verändert, der Veränderung in der Leistungseinstellung folgend. In dem Fall, wo das feste Referenzsignal V_REF wie in der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist es als eine Folge notwendig, das Referenzsignal V_REF gemäß der Veränderung der Betriebsbedingungen neu einzustellen. Durch Verwenden des Referenzsignals V_REF, das der Änderung des Eingangssignals wie in der ersten Ausführungsform folgt, ist es jedoch möglich, die automatische Einstellung auf das optimale Niveau zu realisieren.
In dem Fall, wo die kumulative Dispersion bestimmt wird unter Verwendung des Referenzsignals V_REF, das der Änderung des Eingangssignals wie oben beschrieben folgt, ist es wünschenswert, eine Veränderung in dem Markierungsverhältnis des optischen Eingangssignals zu berücksichtigen. Das Folgende ist eine Beschreibung von diesem unter Verwendung eines spezifischen Beispiels.
Nicht lediglich nur in optischen Kommunikationen sondern auch in den meisten Datenkommunikationen wird im allgemeinen durch Verwenden eines Datensignals gemäß einem Format basierend auf einem im Voraus eingestellten Standard eine Verbindung möglich zwischen einer Vielzahl von Systemen. Beispielsweise entspricht ein internationaler Standard von 10Gbit/s in dem optischen Kommunikationsfeld "ITU-T G.707". Gemäß dem oberen Standard ist das Markierungsverhältnis der meisten Daten (in etwa 99,99995%) 1/2. Jedoch gibt es, um genau zu sein, einen Abschnitt, der als "Header" bezeichnet wird, für Rahmensynchronisierung oder STM-Identifizierung in dem Rest (in etwa 0,00005%) der Daten. In diesem "Header"-Abschnitt ist das Markierungsverhältnis definiert, 3/4 oder 1/4 zu sein, und dessen Durchschnittsleistung wird verändert im Verhältnis zu dem Markierungsverhältnis.
Da das Niveau des Spannungssignals, das von dem Tiefpassfilter 34 ausgegeben wird, in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 verändert wird in Abhängigkeit des Markierungsverhältnisses aufgrund der Eingabe des Header-Abschnittes, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Fehler in der Bestimmung der kumulativen Dispersion in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 auftritt. Um einen solchen Fehler aufgrund einer Veränderung in dem Markierungsverhältnis zu verhindern, ist es wirksam, einen Einfluss der Niveauveränderung aufgrund der Eingabe des Header-Abschnittes zu haben, der mit dem Niveau maskiert ist, oder wenn ein anderer Datenabschnitt eingegeben wird, beispielsweise durch Erhöhen der Zeitkonstante des Tiefpassfilters 34.
Gemäß der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1' der zweiten Ausführungsform, wie diese oben beschrieben ist, wird das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, gemittelt unter Verwendung des Gewinnsteuerungsverstärkers 33 und des Tiefpassfilters 34, und das Referenzsignal V_REF, das der Veränderung des Eingangssignals folgt, wird dem Vergleicher 31 zugeführt. Selbst in dem Fall, wo die übertragene optische Leistung verändert wird aufgrund der Veränderung der Betriebsbedingungen des Systems, ist es daher möglich, das Referenzsignal V_REF auf das optimale Niveau automatisch einzustellen, das der Veränderung der übertragenen optischen Leistung folgt. Daher ist es möglich, die kumulative Dispersion stabil zu überwachen. Ferner, wenn die Zeitkonstante des Tiefpassfilters 34 eingestellt wird unter Berücksichtigung der Veränderung des Markierungsverhältnisses des optischen Signals, ist es möglich, die kumulative Dispersion zuverlässiger zu überwachen.
Als nächstes folgt eine Beschreibung einer weiteren optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt. Ferner ist 8 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hauptstruktur aus dem optischen Übertragungssystem zeigt, in dem dynamische Dispersionskompensierung durchgeführt wird unter Verwendung der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung aus 7.
In diesen Figuren enthält eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 aus der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise den Lichtempfangsabschnitt 10, der ein optisches Eingangssignal in ein elektrisches Signal konvertiert, um dieses auszugeben, einen Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40, der einen Teil des Signals abtastet, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, in dem eine Wellenformveränderung aufgrund von kumulativer Dispersion unverwechselbar auftritt, um dessen Intensität (Leistung) zu detektieren, und den kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30, der kumulative Dispersionsinformation extrahiert basierend auf dem Detektierungsergebnis in dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40. Die Strukturen des Lichtempfangsabschnitts 10 und des kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform, und daher wird die Beschreibung dieser hier weggelassen.
Der Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 enthält beispielsweise einen Auswahlschaltkreis 41, einen Takterzeugungsschaltkreis 42, einen Betriebszeiteinstellungsschaltkreis 43 und einen Tiefpassfilter 44. Der Auswahlschaltkreis 41 empfängt das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, an einem Eingangsanschluss davon, und führt eine Schaltoperation in Übereinstimmung mit einem Taktsignal CLK aus, das von dem Betriebszeiteinstellungsschaltkreis 43 ausgegeben wird, um einen Teil aus dem Spannungssignal V_IN an dessen Zentrum eines Zyklus und in den benachbarten Orten des Zentrums herauszunehmen, um dieses an das Tiefpassfilter 44 auszugeben.
Der Takterzeugungsschaltkreis 42 erzeugt ein Taktsignal, das mit einer Datenfrequenz des optischen Signals synchronisiert ist, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 eingegeben ist. Als ein spezifisches Beispiel dieses Takterzeugungsschaltkreises 42 kann ein Schaltkreis, der eine Taktsignalkomponente von einem elektrischen oder optischen Datensignal extrahiert, angepasst werden.
Ferner, in dem Fall, wo die vorliegende optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 in einem regenerativen Repeater bzw. Verstärker angeordnet ist, kann auch ein Taktsignal, das von einem Datentaktregenerierungsschaltkreis erhalten wird, auch ohne Veränderung verwendet werden.
Der Betriebszeitanpassungsschaltkreis 43 passt eine Betriebszeit des Taktsignals an, das von dem Takterzeugungsschaltkreis 42 ausgegeben wird, um dieses einem Steuerungsanschluss des Auswahlschaltkreises 41 zuzuführen. Das Tiefpassfilter 44 mittelt das Spannungssignal, das durch den Auswahlschaltkreis 41 abgetastet wird, in Übereinstimmung mit einer voreingestellten Zeitkonstante. Ein Spannungssignal V_P, das über dieses Tiefpassfilter 44 übertragen wird, wird an den einen Eingangsanschluss des Vergleichers 31 in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 zugeführt.
Das optische Signal, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 eingegeben wird, kann nicht nur lediglich das optische NRZ-Signal oder Dergleichen sein, das die Kreuzungspunkte aufweist, die in dem Augenmuster existieren, das gezeichnet ist durch Zurückfalten einer Zeitwellenform des optischen Signals in einem Zyklus, sondern auch ein RZ-Signal oder Dergleichen, das keine Kreuzungspunkte aufweist, in anderen Worten, ein optisches Signal vom Code-Typ, in dem es den Signalniveauübergang während eines Bit-Zyklus gibt.
In der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 mit dem oberen Aufbau wird ein Überwachungslicht, das abgezweigt wird durch den optischen Koppler 6, der auf dem Übertragungspfad 3 des optischen Übertragungssystems (8) angeordnet ist, zu dem Lichtempfangsabschnitt 10 gesendet und in das Spannungssignal V_IN konvertiert, um zu dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 zugeführt zu werden. Unter Annahme des Falls, wo ein optisches Signal vom RZ-Typ wiederholt in dem System übertragen wird, tritt hier die Wellenformverzerrung in der Wellenform des Spannungssignals V_IN auf, das in den Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 eingegeben ist, in Abhängigkeit der kumulativen Dispersion, wie in (A) aus 9 beispielsweise gezeigt. Die auf der linken Seite in (A) aus 9 gezeigte Wellenform ist ein Beispiel, wenn der Puls komprimiert ist, und die Wellenform in der Mitte ist ein Beispiel, wenn keine Verzerrung auftritt (kumulative Dispersion = 0), und die Wellenform auf der rechten Seite ist ein Beispiel, wenn der Puls gespreizt ist.
In dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 wird das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, in den Auswahlschaltkreis 41 eingegeben. Das Taktsignal CKL, wie in (B) aus 9 gezeigt, wird diesem Auswahlschaltkreis 41 von dem Takterzeugungsschaltkreis 42 über den Betriebszeiteinstellungsabschnitt 43 zugeführt, und ein Verbindungszustand zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen des Auswahlschaltkreises 41 wird geschaltet synchron mit dem Taktsignal CLK. Wenn das Taktsignal CLK auf dem hohen Niveau ist, wird das Signal, das in den Eingangsanschluss eingegeben wird, von dem Ausgangsanschluss ausgegeben. Durch solch eine Schaltoperation des Auswahlschaltkreises 41 wird ein Teil des Signals bei der Mitte des einen Zyklus und den Orten, die benachbart sind zu Regionen der Mitte, herausgenommen, und das abgetastete Signal wird zu dem Tiefpassfilter 44 ausgegeben. Das Signal, das in dem Auswahlschaltkreis 41 abgetastet wird, wird in dem Tiefpassfilter 44 gemittelt gemäß einer gewünschten bzw. benötigten Zeitkonstante. Als eine Folge wird das Spannungssignal V_P erzeugt, das die Durchschnittsintensität angibt, wie in (D) aus 9 gezeigt, um zu dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 ausgegeben zu werden.
Es ist effektiv, durch den Betriebszeiteinstellungsschaltkreis 43 die Betriebszeit des Taktsignals CLK einzustellen, das in dem Takterzeugungsschaltkreis 42 erzeugt wird, um zu dem Auswahlschaltkreis 41 für Signalabtastung zugeführt zu werden, um eine Zeitperiode zu reduzieren, wenn die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Auswahlschaltkreises 41 sich in einem geschlossenen Schaltkreiszustand befinden. Durch Herausnehmen eines Teils des Signals mit schmalerer Breite an dem Zentrum des einen Zyklus und an den Orten, die benachbart sind zu dem Zentrum, wird ein signifikanter Unterschied in dem Spannungsniveau bewirkt, das von dem Tiefpassfilter 44 ausgegeben wird, selbst wenn es eine kleine Differenz in der kumulativen Dispersion gibt, da es möglich wird, eine Verbesserung der Genauigkeit der Überwachung der kumulativen Dispersion in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 der letzteren Stufe zu erreichen.
Ähnlich wie in dem zuvor erwähnten Fall ist es auch effektiv bzw. wirksam, den Einfluss der Niveauveränderung aufzuweisen, aufgrund der Eingabe des Header-Teils, der mit dem Niveau maskiert ist, wenn ein anderer Datenteil eingegeben wird, durch Erhöhen der Zeitkonstante des Tiefpassfilters 34, unter Berücksichtigung der Veränderung des Verhältnisses des optischen Eingangssignals.
In dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 wird das Spannungssignal V_P, das von dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 ausgegeben wird, dem einen Eingangsanschluss des Vergleichers 31 zugeführt, und ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, wird das Niveau des Spannungssignals V_P mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF verglichen, und das Spannungssignal V_OUT, das mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert, wird an die Außenseite als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben. Unter Berücksichtigung des Referenzsignals V_REF, das dem Vergleicher 31 zugeführt wird, wird das feste Spannungsniveau voreingestellt in Abhängigkeit des Markierungsverhältnisses des optischen Signals, das in die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 eingegeben wird, und der Betriebszeit des Taktsignals, das dem Auswahlschaltkreis 41 zugeführt wird. (E) aus 9 zeigt ein Beispiel, in dem das Durchschnittsspannungsniveau, wenn die kumulative Dispersion 0 ist, und das Referenzsignal V_REF fast identisch eingestellt werden als spezifische Einstellung des Referenzsignals V_REF. Durch Bereitstellen des Referenzsignals V_REF, das auf diese Art und Weise eingestellt wird, für den Vergleicher 31, entspricht das Spannungsniveau des Spannungssignals V_OUT, das von dem Vergleicher 31 ausgegeben wird, der kumulativen Dispersion, wie in (F) aus 9 gezeigt. Um genau zu sein, wird in dem Beispiel von (F) aus 9 das Spannungssignal V_OUT mit positivem Wert als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben, wenn der Puls komprimiert ist, und ein Spannungssignal V_OUT mit einem negativen Wert ausgegeben als die kumulative Dispersionsinformation, wenn der Puls gespreizt wird.
Gemäß der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 der dritten Ausführungsform, wie diese oben beschrieben ist, wird der Teil des optischen Eingangssignals an dem Zentrum des einen Zyklus und den Orten, die benachbart sind zu dem Zentrum, abgetastet, um die Durchschnittsintensität zu detektieren, und die kumulative Dispersionsinformation wird extrahiert basierend auf dem Detektierungsergebnis. Daher wird lediglich der Teil des Eingangssignals, wo die Wellenformveränderung aufgrund der kumulativen Dispersion am unverwechselbarsten während eines Zyklus auftritt, verwendet zum Detektieren der kumulativen Dispersion. Daher ist es möglich, die kumulative Dispersion samt der Vorzeicheninformation mit hoher Genauigkeit zu detektieren. Darüber hinaus, ähnlich dem Effekt in dem Fall der ersten Ausführungsform, da sich die vorliegende optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von dem konventionellen Überwachungssystem unterscheidet, in dem die Fehlerrate gemessen wird, ist es möglich, die Begrenzungen des Installationsortes in dem optischen Übertragungssystem zu reduzieren. Wenn der variable Dispersionskompensator 5, der in dem optischen Übertragungssystem angeordnet ist, rückkoppelnd gesteuert wird unter Verwendung solch einer optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2, wird es möglich, dynamische Kompensierung für die kumulative Dispersion einfach und zuverlässig durchzuführen, die in dem System auftritt.
Als nächstes folgt eine weitere optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt.
In 10 ist die Struktur der vorliegenden aktuellen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2' darin unterschiedlich von der Struktur der Überwachungsvorrichtung, die in 7 gezeigt ist, dass ein Kompensator 45 und ein Abtast- und Halteschaltkreis 46 in dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 angeordnet sind anstelle des Auswahlschaltkreises 41 und des Betriebszeiteinstellungsschaltkreises 43. Andere Strukturen als die oberen, nämlich der Takterzeugungsschaltkreis 42, das Tiefpassfilter 44, der Lichtempfangsabschnitt 10 und der kumulative Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 sind die gleichen wie diese in der Überwachungsvorrichtung aus 7, und daher werden die Beschreibungen von diesen hier weggelassen.
Der Vergleicher 45 empfängt das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, an einem Eingangsanschluss davon, und das Referenzsignal V_REF, das in dem Referenzsignalerzeugungsschaltkreis 32 in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 erzeugt wird, an dem anderen Eingangsanschluss, und vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_IN mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF, um ein Spannungssignal, das dem Vergleichsergebnis entspricht, an den Abtast- und Halteschaltkreis 46 auszugeben. Ein typischer analoger Vergleicher kann für diesen Vergleicher 45 verwendet werden. Der Abtast- und Halteschaltkreis 46 tastet das Signal, das von dem Vergleicher 45 ausgegeben wird, synchron mit dem Taktsignal CLK von dem Takterzeugungsschaltkreis 42 ab, um dieses zu dem Tiefpassfilter 44 auszugeben. Als ein spezifisches Beispiel von diesem Abtast- und Halteschaltkreis 46 kann ein Verzögerungs-Flip-Flop-Schaltkreis (D-FF, englisch: delay flip-flog) oder Dergleichen verwendet werden.
In der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2' des oberen Aufbaus wird das Spannungssignal V_IN, das in dem Lichtempfangsabschnitt 10 photoelektrisch konvertiert wird, dem Vergleicher 45 in den Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 bereitgestellt. Unter der Annahme eines Falls, wo ein optisches Signal vom NRZ-Typ wiederholt in dem System übertragen wird, wird das Niveau des Spannungssignals V_IN, das in den Vergleicher 4 eingegeben wird, verändert in Abhängigkeit der kumulativen Dispersion, wie in (A) aus 11 gezeigt.
Der Vergleicher 45 vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_IN von dem Lichtempfangsabschnitt 10 mit dem Referenzsignal V_REF, wie in (B) in 11 gezeigt, um das Spannungssignal, das dem Vergleichsergebnis entspricht, zu dem Abtast- und Halteschaltkreis 46 auszugeben. Der Abtast- und Halteschaltkreis 46 tastet das Spannungssignal von dem Vergleicher 45 in Übereinstimmung mit dem Taktsignal CLK, wie in (C) in 11 gezeigt, synchron mit der Datenfrequenz des Eingangssignals ab. Um genau zu sein, wie in (D) in 11 gezeigt, tastet der Abtast- und Halteschaltkreis 46 das Spannungssignal von dem Vergleicher 45 zu der Zeit der Anstiegsflanke des Taktsignals CLK ab, und hält danach das Niveau des Spannungssignals bis zur Zeit der nächsten Anstiegsflanke. Als eine Folge wird das Niveau des Signals, das von dem Abtast- und Halteschaltkreis 46 ausgegeben wird, unterschiedlich verändert in Abhängigkeit des Zustandes der Wellenformverzerrung. In (D) aus 11 zeigt ein Teil des Ausgangsniveaus des Abtast- und Halteschaltkreises 46, der durch gepunktete Linien gezeigt ist, wenn die kumulative Dispersion = 0 ist, eine Möglichkeit an, dass das Niveau des Spannungssignals V_IN das Referenzsignal V_REF erreicht, und daher wird das Ausgabeniveau instabil aufgrund einer Beeinflussung durch Rauschen und Dergleichen.
Das Ausgabesignal von dem Abtast- und Halteschaltkreis 46 wird zu dem Tiefpassfilter 44 gesendet, um in Übereinstimmung mit einer benötigten Zeitkonstante geglättet zu werden. Als eine Folge wird ein Spannungssignal V_P erzeugt, das eine Durchschnittsintensität, wie in (E) in 11 gezeigt, angibt, um zu dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 ausgegeben zu werden. In dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 wird, ähnlich zu der dritten Ausführungsform, das Spannungssignal V_P, das von dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 ausgegeben wird, einem Eingangsanschluss des Vergleichers 31 zugeführt, das Niveau des Spannungssignals V_P wird mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF verglichen, wie in (F) in 11 gezeigt, und ein Spannungssignal Von, das dem Vergleichsergebnis entspricht, wird an die Außenseite als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben. Das Spannungsniveau dieses Spannungssignals V_OUT entspricht der kumulativen Dispersion, wie in (G) in 11 gezeigt. Um genau zu sein, in einem Beispiel aus (G) aus 11, wird ein Spannungssignal Von mit positivem Wert ausgegeben als die kumulative Dispersionsinformation, wenn der Puls komprimiert ist, und ein Spannungssignal Von mit negativem Wert wird als die kumulative Dispersionsinformation ausgegeben, wenn der Puls gespreizt ist.
Gemäß der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2' der Überwachungsvorrichtung, die oben beschrieben ist, ist es möglich, den gleichen Effekt wie in der dritten Ausführungsform zu erreichen durch Durchführen von Abtastung des Signals unter Verwendung des Vergleichers 45 und des Abtast- und Halteschaltkreises 46.
In der oberen Überwachungsvorrichtung aus 7 und 10 ist die Struktur so, dass das feste Referenzsignal V_REF den Vergleicher 31 in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 zugeführt wird. Jedoch kann ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, die Struktur angepasst sein, in der das Referenzsignal V_REF, das der Veränderung des Eingangssignals folgt, dem Vergleicher 31 zugeführt wird.
Als nächstes folgt eine weitere optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung. Hier wird die Beschreibung an einem verbesserten Beispiel der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung in der vierten Ausführungsform durchgeführt, wobei Stabilität des Betriebs erreicht wird.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung zeigt.
In 12 enthält die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2'' der vorliegenden Ausführungsform einen Vergleicher 45A und einen Abtast- und Halteschaltkreis 46A, die miteinander parallel angeordnet sind, und einen Vergleicher 45B und einen Abtast- und Halteschaltkreis 46B, die miteinander parallel angeordnet sind, in den Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40. Ähnlich wie in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform sind zum Erzeugen eines Referenzsignals V_REF, das der Änderung in dem Eingangssignal folgt, der Gewinnsteuerungsverstärker 33 und das Tiefpassfilter 34 und Potentiometer 35A und 35B in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 angeordnet, und auch ein NAND-Schaltkreis 36 und ein Schaltschaltkreis 37 sind angeordnet, um einen Überwacher zu trennen, um eine Operation zu stabilisieren, die später beschrieben wird. Andere Strukturen als die oben beschriebenen sind die gleichen wie die in der vierten Ausführungsform.
Die Vergleicher 45A und 45B und die Abtast- und Halteschaltkreise 46A und 46B sind die gleichen wie der Vergleicher 45 und der Abtast- und Halteschaltkreis 46, die in der vierten Ausführungsform verwendet werden. Hier empfängt jeder Vergleicher 45A und 45B das Spannungssignal V_IN, das von dem Lichtempfangsabschnitt 10 ausgegeben wird, an dessen Eingangsanschluss. Ferner wird eine Spannung von einem Gleitanschluss bzw. Verschiebeanschluss des Potentiometers 35A an den anderen Eingangsanschluss des Vergleichers 45A als ein Referenzsignal V_REF-H einer Hochniveauseite angelegt, und eine Spannung von einem Verschiebeanschluss des Potentiometers 35B wird an den anderen Eingangsanschluss des Vergleichers 45B als ein Referenzsignal V_REF-L als eine Niederniveauseite angelegt.
Der Vergleicher 45A vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_IN mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF-H, und der Vergleicher 453 vergleicht das Niveau des Spannungssignals V_IN mit dem Niveau des Referenzsignals V_REF-L. Dann geben die Vergleicher 45A und 45B Spannungssignale aus, die die Vergleichsergebnisse zu Dateneingangsanschlüssen der Abtast- und Halteschaltkreis 46A und 46B jeweils aus.
Die Tast- und Halteschaltkreise 46A und 46B tasten die Signale, die von den Vergleichern 45A und 45B ausgegeben werden, synchron mit dem Taktsignal CLK von dem Takterzeugungsschaltkreis 42 ab. Der Abtast- und Halteschaltkreis 46A gibt das abgetastete Signal zu dem Tiefpassfilter 44 aus und gibt ein Inversionssignal bzw. Invertierungssignal des abgetasteten Signals zu dem NAND-Schaltkreis 46 in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 aus. Ferner gibt der Abtast- und Halteschaltkreis 46B das abgetastete Signal zu dem NAND-Schaltkreis 46 in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 aus.
Der Gewinnsteuerungsverstärker 33 und das Tiefpassfilter 34, die in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 angeordnet sind, sind die gleichen, wie die in der zweiten Ausführungsform benutzten. Die Potentiometer 35A und 35B sind variable Widerstände, die jeder drei Anschlüsse aufweisen, und die seriell verbunden sind zwischen einem Ausgangsanschluss des Tiefpassfilters 34 und dem Masse-Anschluss. Eine Spannung an dem gemeinsamen Verbindungsknoten der Potentiometer 35A und 35B wird dem Vergleicher 31 als das Referenzsignal V_REF zugeführt zum Detektieren der kumulativen Dispersion basierend auf dem Spannungssignal V_P, das von dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 ausgegeben wird.
Der NAND-Schaltkreis 36 berechnet den NAND des umgekehrt abgetasteten Signals, das von dem Abtast- und Halteschaltkreis 46A ausgegeben wird, und des abgetasteten Signals, das von dem Abtast- und Halteschaltkreis 46B ausgegeben wird, um das berechnete Ergebnis zu dem Schaltschaltkreis 37 auszugeben. Der Schaltschaltkreis 37 ist an einer Ausgangsstufe des Vergleichers 31 angeordnet, um eine Schaltoperation gemäß dem Ausgangssignal von dem NAND-Schaltkreis 36 auszuführen.
In der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 21 mit dem oberen Aufbau, wie diese in der Beschreibung des Zustandes (Zustand nach Abtastung) von (D) aus 11 in der vierten Ausführungsform beschrieben ist, wird berücksichtigt, dass in dem Fall, wo die kumulative Dispersion in etwa 0 ist, die Niveaus des Spannungssignals V_IN und das Referenzsignal V_REF, die miteinander durch den Vergleicher 45 in dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40 zu vergleichen sind, die gleichen sind, und daher wird das Signalniveau nach der Abtastung instabil. Wenn daher ein solcher Zustand auftritt, wird das Signal V_OUT, das das überwachte Ergebnis der kumulativen Dispersion angibt, nicht an die Außenseite ausgegeben.
Um genau zu sein, wird in der Überwachungsvorrichtung aus 10 Signalabtastung durchgeführt basierend auf einem Referenzsignal V_REF in dem Signalintensitäts-Detektierungsabschnitt 40, wohingegen in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13 beispielsweise gezeigt, das Referenzsignal V_REF-H, dessen Niveau ΔH höher ist als das Referenzsignal V_REF, und das Referenzsignal V_REF-L, dessen Niveau ΔL niedriger ist als das Referenzsignal V_REF, erhalten werden unter Verwendung der Potentiometer 35A und 35B, und das Signalabtasten wird durchgeführt basierend auf den beiden Referenzsignalen V_REF-H und V_REF-L. Wenn das Niveau des Spannungssignals V_IN, das in jedem der Vergleicher 45A und 45B eingegeben wird, zwischen V_REF-L und V_REF-H ist (schattierter Abschnitt in 13), ist als eine Folge das Signal, das durch den Abtast- und Halteschaltkreis 46A abgetastet wird, in dem niedrigen Niveau, und das Signal, das durch den Abtast- und Halteschaltkreis 46B abgetastet wird, ist in dem hohen Niveau.
Folglich sind in dem oberen Fall die Spannungssignale, die von den Abtast- und Halteschaltkreisen 46A und 46B zu dem NAND-Schaltkreis 36 gesendet werden, beide auf hohen Niveaus, und das Signal mit niedrigem Niveau wird von dem NAND-Schaltkreis 36 zu dem Schaltschaltkreis 37 ausgegeben, so dass der Schaltschaltkreis 37 ein offener Schaltkreis wird. In einem Zustand, wo das Spannungssignal V_IN sich in der Nähe von V_REF befindet (die kumulative Dispersion ist in etwa 0), und daher ist der Betrieb instabil, wird als eine Folge die kumulative Dispersionsinformation, die von dem Vergleicher 31 ausgegeben wird, davor bewahrt, an die Außenseite gesendet zu werden. In anderen als den oberen Fällen, da das Ausgabesignal von dem NAND-Schaltkreis 36 sich in dem hohen Niveau befindet, wird andererseits der Schaltschaltkreis 37 ein geschlossener Schaltkreis, und daher wird die kumulative Dispersionsinformation an die Außenseite gesendet.
Gemäß der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2 der fünften Ausführungsform, wie diese oben beschrieben ist, da das überwachte Ergebnis, das erhalten wird, wenn ein Überwachungszustand der kumulativen Dispersion instabil wird aufgrund des Einflusses von Rauschen und Dergleichen, nicht an die Außenseite ausgegeben wird, ist es möglich, den Überwachungsbetrieb zu stabilisieren. Wenn der variable Dispersionskompensator 5, der in dem optischen Übertragungssystem, wie in 8 gezeigt, angeordnet ist, rückkoppelnd gesteuert wird unter Verwendung solch einer Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2', wird die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2'' getrennt in Abhängigkeit des Zustandes der kumulativen Dispersionskompensierung, und daher wird es möglich zu verhindern, dass sich Rauschen und Dergleichen von dem Überwachungssystem ausbreitet. Daher wird es möglich, dynamische Kompensierung der kumulativen Dispersion zuverlässig durchzuführen, die in dem System auftritt.
In der Überwachungsvorrichtung aus 7 und 10 wird das optische Eingangssignal an dem Zentrum des einen Zyklus und an den Orten abgetastet, die benachbart sind zu dem Zentrum. Wenn jedoch beispielsweise der Ort, wo die Wellenformveränderung aufgrund der kumulativen Dispersion auftritt, unverwechselbar verschoben wird von dem Zentrum des einen Zyklus, ist es auch möglich, das eine Phase des Taktsignals CLK, das dem Auswahlschaltkreis 41 und dem Abtast- und Halteschaltkreis 46 zugeführt wird, eingestellt wird unter Verwendung eines Phaseneinstellers bzw. Phasenanpassers oder Dergleichen, um von dem Zentrum des Zyklus für die Optimierung verschoben zu werden. Um genau zu sein, zeigt 14 ein Beispiel des Falls, wo ein Phaseneinsteller 47 in der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 2'' der ersten Ausführungsform angeordnet ist.
Ferner wird in der Überwachungsvorrichtung aus 7 und 10 das Niveau des Referenzsignals V_REF, das eine Referenz ist, wenn die kumulative Dispersion in dem kumulativen Dispersionsinformations-Extrahierungsabschnitt 30 detektiert wird, eingestellt, um in etwa mit dem Spannungsniveau überein zu stimmen, wenn die kumulative Dispersion 0 ist. Wenn jedoch beispielsweise die Dispersionseigenschaften des Übertragungspfads und Dergleichen auf den letzteren Stufen der Position, wo die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung angeordnet ist in dem optischen Übertragungssystem, Identifizierungseigenschaften einer optischen Empfangsvorrichtung, und dergleichen, berücksichtigt werden, dann ist es in dem Fall, wo die Dispersionskompensierung so durchgeführt wird, um die benötigte kumulative Dispersion zu erreichen, ohne die Überwachungsreferenz in der optischen Dispersionsvorrichtung für kumulative Dispersion = 0 einzustellen, möglich, auf solch einen Fall zu reagieren durch Bereitstellen einer Funktion zum Addieren eines Offset-Signals V_OFFSET bis V_REF, die entsprechend der kumulativen Dispersion = 0 eingestellt werden, wie in 15 gezeigt, zeigt 15 ein Aufbaubeispiel, das mit der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform korrespondiert, jedoch ist solch eine Funktion auch auf die anderen Ausführungsformen anwendbar.
Darüber hinaus ist in der Überwachungsvorrichtung, wie diese in 2 und 8 gezeigt ist, das Beispiel beschrieben, in dem der variable Dispersionskompensator 5 in dem optischen Übertragungssystem rückkoppelnd gesteuert wird basierend auf der kumulativen Dispersionsinformation, die von der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung ausgegeben wird. Jedoch kann, wie beispielsweise in 16 gezeigt, der Aufbau so sein, dass die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung in jeder Ausführungsform und eine bekannte Fehlerüberwachungsvorrichtung 7 gemeinsam genutzt werden, um den variablen Dispersionskompensator 5 rückkoppelnd zu steuern, während die überwachten Ergebnisse von jeder Überwachungsvorrichtung unter Verwendung einer Überwachungsschaltvorrichtung 8 geschaltet werden. Dieser Typ des Aufbaus ist wirksam bei der folgenden Bedingung. Wenn nämlich das System gestartet wird, oder in dem Fall, wo die Variation der Dispersionseigenschaften signifikant groß ist, wird eine Bedingung angenommen, in der die Wellenformverzerrung so hoch ist, dass die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht normal arbeiten kann. Bei solch einer Bedingung ist es wirksam, den variablen Dispersionskompensator 5 rückkoppelnd zu steuern unter Verwendung des überwachten Ergebnisses der Fehlerüberwachungsvorrichtung 7, die einen breiten Betriebsbereich für grobe Steuerung aufweist, und des überwachten Ergebnisses der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung für Feinsteuerung.

Claims

Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung (1) zum Überwachen von Dispersion basierend auf einer Wellenform eines optischen Eingangssignals, umfassend: einen Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt (10, 20), der selektiv einen physikalischen Betrag detektiert, der mit einem Ort korrespondiert, der in der Wellenform des optischen Eingangssignals enthalten ist, in der durch Dispersion verursachte Ortswellenformverzerrung in der Wellenform des optischen Eingangssignals auftritt; und einen Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) zum Extrahieren von Information hinsichtlich der Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, basierend auf einem Vergleich zwischen dem physikalischen Betrag, der in dem Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt (10, 20) detektiert wird, und einem Referenzwert, der durch ein Referenzsignal gekennzeichnet ist, um die Information auszugeben, wobei der Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt einen Lichtempfangsabschnitt (10) zum Konvertieren des optischen Eingangssignals in ein elektrisches Signal und einen Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt (20) zum Detektieren des Spannungsniveaus, das mit der Anstiegsflanke und/oder der Abfallflanke der Wellenform des elektrischen Signals korrespondiert, das in dem Lichtempfangsabschnitt (10) konvertiert wurde, enthält, und der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) angepasst ist zum Vergleichen des Referenzwertes (V_REF), der durch das Referenzsignal mit dem Spannungsniveau (V_x) gekennzeichnet ist, das in dem Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt (20) detektiert wird, und zum Ausgeben eines Signals (V_out), das mit dem Vergleichsergebnis korrespondiert, als Dispersionsinformation, dadurch gekennzeichnet, dass der Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt (20) angepasst ist zum Detektieren des Spannungsniveaus (V_x), das mit den Kreuzungspunkten in einem Augenmuster des elektrischen Signals korrespondiert, das in dem Lichtempfangsabschnitt (10) konvertiert wird.
Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Signal-Übergangspositions-Detektierungsabschnitt (20) enthält: einen Vergleicher (21), der das elektrische Signal, das in dem Lichtempfangsabschnitt (10) konvertiert wird, an einem Eingangsanschluss davon empfängt; einen Slice-Verstärker (22), der angepasst ist zum Verstärken einer Signalausgabe von dem Vergleicher (21); und ein Tiefpass-Filter (23), das angepasst ist zum Glätten einer Signalausgabe von dem Slice-Verstärker (22), um dieses zu dem anderen Eingangsanschluss des Vergleichers zurück zu koppeln, wobei das Signal, das durch das Tiefpass-Filter (23) übertragen wird, dem Dispersionsinformations-Detektierungsabschnitt (30) als das Spannungsniveau (V_x) zugeführt wird, das mit den Kreuzungspunkten korrespondiert.
Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) angepasst ist zum Einstellen des Referenzsignals in Abhängigkeit von einem Markierungsverhältnis des optischen Eingangssignals.
Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) angepasst ist zum Verwenden des Referenzsignals, das einer Änderung der Leistungseinstellung des optischen Eingangssignals folgt.
Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) angepasst ist zum Verwenden des Referenzsignals, das annähernd übereinstimmend ist mit dem physikalischen Betrag, der in dem Charakteristischer-Betrag-Detektierungsabschnitt (20) detektiert ist, wenn die Dispersion Null ist.
Eine optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Dispersionsinformations-Extraktionsabschnitt (30) einen Schaltkreis umfasst, der angepasst ist zum Hinzufügen eines Offset-Signals zu dem Referenzsignal.
Ein Verfahren zum Überwachen von optischer Dispersion basierend auf einer Wellenform eines optischen Eingangssignals, umfassend: selektives Detektieren eines physikalischen Betrags, der mit einem Ort korrespondiert, der in der Wellenform des optischen Eingangssignals enthalten ist, in der durch Dispersion verursachte Ortswellenformverzerrung in der Wellenform des optischen Eingangssignals auftritt; und Extrahieren von Information bezüglich der Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, basierend auf einem Vergleich zwischen dem detektierten physikalischen Betrag und einem Referenzwert, der durch ein Referenzsignal gekennzeichnet ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der physikalische Betrag ein Spannungsniveau ist, das mit den Kreuzungspunkten in einem Augenmuster des elektrischen Signals korrespondiert, das von dem optischen Eingangssignal konvertiert wird.
Ein optisches Übertragungssystem, das mit einem variablen Dispersionskompensator auf einem Übertragungspfad, über den ein optisches Signal propagiert, bereitgestellt ist, zum Steuern eines Kompensationsbetrags des variablen Dispersionskompensators, um Dispersion dynamisch zu kompensieren, umfassend die optische Dispersionsüberwachungsvorrichtung von Anspruch 1, um Dispersion zu überwachen, die in dem optischen Signal auftritt, das über den Übertragungspfad propagiert wird, und zum Kompensieren des Betrags des variablen Dispersionskompensators in Übereinstimmung mit dem überwachten Ergebnis.
Ein optisches Übertragungssystem nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Fehlerüberwachungsvorrichtung zum Messen einer Fehlerrate des optischen Signals, das über den Übertragungspfad propagiert; und eine Überwachungsschaltvorrichtung zum selektiven Schalten von entsprechenden überwachten Ergebnissen der optischen Dispersionsüberwachungsvorrichtung und der Fehler Überwachungsvorrichtung; wobei der Kompensierungsbetrag des variablen Dispersionskompensators gesteuert wird in Übereinstimmung mit dem überwachten Ergebnis, das durch die Überwachungsschaltvorrichtung ausgewählt wird.