WO2000001097A1 - Verfahren und vorrichtung zur optischen datenübertragung über lichtwellenleiter - Google Patents

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WO2000001097A1
WO2000001097A1 PCT/DE1999/001864 DE9901864W WO0001097A1 WO 2000001097 A1 WO2000001097 A1 WO 2000001097A1 DE 9901864 W DE9901864 W DE 9901864W WO 0001097 A1 WO0001097 A1 WO 0001097A1
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signal
information signal
transmission
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Claus-Georg MÜLLER
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Ams Optotech Vertrieb Gmbh
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    • H04J14/06—Polarisation multiplex systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for optical data transmission via optical fibers.
  • an electrical signal is usually converted by means of an optical transmission element, for example a laser diode, into an optical signal with a transmission spectrum with a specific central wavelength and a specific optical bandwidth and is coupled into an optical waveguide.
  • an optical transmission element for example a laser diode
  • the signal is converted optically and electrically and processed further.
  • amplifiers are usually used in the transmission link. This can be a conventional repeater amplifier or optical amplifier, e.g. Fiber amplifier, act. However, only a fraction of the transmission capacity of an optical fiber is used in this method.
  • optical waveguide To make better use of the transmission capacity of an optical waveguide, it is known to transmit a plurality of electrical information signals in wavelength division multiplexing or polarization multiplexing via a single optical waveguide.
  • the individual electrical signals are each converted into optical information signals, the optical transmission elements, usually narrow-band ones
  • Laser diodes each generating optical signals with a transmission spectrum with different center wavelengths or optical signals with mutually orthogonal polarization directions. These optical signals will be then combined using a mostly passive coupler to form an optical wavelength division multiplex signal and transmitted to a single optical waveguide. At the end of the transmission path, the wavelength division multiplex signal is again divided into the individual optical signals. These are implemented optically and electrically for further processing.
  • the transmission system is usually designed simultaneously with the planning of the transmission route. This has the advantage that
  • Transmission system and transmission route can be optimally matched to the respective application.
  • the transmission path is designed so that the total attenuation and in particular the entire dispersion or the optical bandwidth in each optical channel enables the transmission of the signal in question.
  • multimode multimode
  • the bandwidth limitation often plays a larger role than the attenuation limitation. If necessary, repeater amplifiers must then be used in the line. However, this is associated with a relatively high outlay, since for this purpose, complex structural measures are usually required in addition to the necessary circuitry outlay.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for optical data transmission via optical waveguides and / or transmitting and receiving units suitable for this purpose, the transmission of a signal over a bandwidth-limited or dispersion-limited path being made possible with relatively little effort.
  • the invention solves this problem with the features of claims 1 and 3 and 6.
  • the starting point for the invention is, for example, the case that an (electrical) information signal is present at the beginning of a transmission link, which is no longer or no longer transmitted with the desired quality due to the dispersion limitation or bandwidth limitation of the present transmission link or the individual optical fibers of the transmission link can.
  • the information signal is preferably a uniform signal, for example the signal for a television channel,
  • Voice channel or the like.
  • it can also already be an information signal that contains several individual pieces of information, for example several television or voice channels.
  • Such a combined information signal is usually available as a time-division multiplex signal.
  • the invention is now based on the knowledge that such an information signal, which cannot be transmitted as a uniform optical signal over the existing transmission path, is first split into several partial signals, each partial signal is converted into an optical partial signal and the optical partial signals are simultaneously applied the existing optical transmission path are transmitted.
  • the partial optical signals have a spectrum of different center wavelengths or a different optical carrier frequency and / or different orthogonal polarization directions.
  • the optical partial signals at the end of the transmission path can be converted into individual optical signals in a corresponding receiving unit Partial signals are separated and converted into electrical partial signals. The partial electrical signals can then in turn be combined to form the original information signal.
  • Transmitter and receiver units are particularly suitable for increasing the capacity of existing transmission links, especially in the case of multimode optical fibers.
  • the electrical information signal with higher bandwidth or higher bit rate generated to increase the capacity only has to be supplied to a transmission unit according to the invention and the optical output of the
  • Transmitter unit can be connected to the existing transmission path.
  • the optical output of the transmission link must be connected to the input of a receiving unit according to the invention and In turn the receiving unit produces the transmitted information signal with a higher bandwidth or higher bit rate. Structural interventions in the transmission path, as would be the case when using repeater amplifiers, are not necessary.
  • the information signal which is present in digital form, is broken down into partial digital signals according to a pre-determined processing instruction.
  • a pre-determined processing instruction for example, every nth bit or every nth group of m bits can be assigned to one of n partial signals.
  • the bit duration of the partial signals can in each case be chosen to be greater by a factor n than the bit duration of the original digital information signal.
  • the combination of the transmitted optical partial signals and converted into electrical partial signals can then take place in the reverse manner.
  • one bit or a group of m bits of one of the n partial signals are successively combined to form the original digital information signal in a defined sequence. If the bit duration of the partial signals for transmission over the optical transmission link has been increased, this must of course be reduced again by the appropriate factor before it is possible to combine them into the electrical information signal.
  • the single drawing shows a schematic representation of a system for optical data transmission over a single optical waveguide according to the invention.
  • the system for optical data transmission shown in the figure comprises a transmission unit 3, the output 5 of which is connected to a transmission link 7.
  • the transmission link is an optical waveguide, which is usually provided within a laid cable.
  • the system 1 for optical data transmission comprises a receiving unit 9, the optical input 11 of which is connected to the end of the transmission link 7 or the optical waveguide in question.
  • An electrical information signal S e i is fed to the electrical input 13 of the transmission unit 3.
  • the transmission unit 3 comprises a transmission
  • the electrical information signal S e ⁇ it may be for example a digital signal with a predetermined (high) bit rate act, wherein the transmitting Signalverabeitungsiser 15 from the signal present at input 13 information signal S e i partial signals S e n to S e i n generated which have a lower bit rate, preferably a factor of n.
  • the transmission signal processing unit 15 can assign each nth bit or every nth group of m bits of the original information signal S e ⁇ to the individual partial signals in a predetermined order.
  • the transmission signal processing unit 15 supplies each of the partial signals S ell to S e n n generated by it to an optical transmission element 17 1 to 17 n .
  • Each of the opti- see transmission elements converts the relevant electrical partial signal S e n to S eln into an optical partial signal S opt ⁇ to S optn .
  • the individual optical partial signals are combined by means of an optical coupling unit 19 to form an optical information signal S opt , which is fed to the transmission link 7.
  • Each of the optical partial signals S opt ⁇ to S optn has a transmission spectrum with a different center wavelength, the distances between adjacent center wavelengths being selected such that a sufficiently low crosstalk arises.
  • the partial optical signals can also have different, mutually orthogonal polarization directions, so that transmission in polarization (mode) multiplexing is possible.
  • the transmission link 7 will preferably be in the form of a polarization-maintaining single-mode fiber. In this way, two optical partial signals with mutually orthogonal polarization directions can be transmitted at each wavelength.
  • the optical information signal S opt is fed to a further optical coupling unit 21 in the receiving unit 9.
  • the optical coupling unit 21 separates the optical information signal S opt back into the individual component optical signals S i to S opt OPTN on.
  • these optical partial signals on the receiving side are referred to as the optical partial signals on the transmitting side.
  • optical optical signals on the receiving end are acted upon by the transmission characteristics of the transmission link.
  • the optical coupling units 19 and 21 can be implemented in the usual way.
  • the coupling unit 19 for example, a simple, correspondingly broadband nx 1 coupler can be used.
  • the coupling unit 21 has to perform a filter function in addition to its function of splitting into different signal paths, so that at the output the coupling unit only receives the desired optical partial signal in question.
  • the optical coupling unit 21 can be designed as a phased array. Such a phased array must have an optical input and n optical outputs in accordance with the desired topology of the coupling unit 21. The design as a phased array ensures that a bandpass filter characteristic can be achieved between the common input and each output.
  • Each optical output of the optical coupling unit 21 is connected to an optical receiving element 23 1 to 23 n , the receiving elements converting the optical partial signals S opt ⁇ to S optn into the electrical partial signals S e ⁇ to S e ⁇ n . If it is to be n the same for the information to be transmitted signal is a digital signal, the emfangs districten partial electric signals S e can ⁇ to S e ⁇ n in a row of the possible complete restoration with the empfangsseiti- gen partial electric signals S e ⁇ to S e ⁇ .
  • the reception unit 9 has a reception signal processing unit 25 for regenerating the electrical partial signals and for combining the electrical partial signals S eU to S e ⁇ n into the transmitted electrical information signal S e ⁇ .
  • the received signal processing unit 25 can combine the individual electrical partial signals into the electrical information signal S e ⁇ in such a way that that in the same order in which the electrical information signal is broken down into individual electrical partial signals, one bit or a group of m bits one of the n Partial signals S e ⁇ to S e ⁇ n taken and is assembled in this order to the digital information signal S e ⁇ .
  • the bit duration of the partial signals can be greater by a factor of n than the bit duration of the information signal to be transmitted. Has been broadcast
  • Signal processing unit 15 after the splitting of the information signal into the individual sub-signals increases the bit duration to reduce the bandwidth required for the transmission of the individual sub-signals, the received signal processing unit 25 must independently increase the bit duration before combining the electrical sub-signals into the entire information signal reduce again by the same factor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Datenübertragung über Lichtwellenleiter, bei dem das zu übertragende elektrische (Sel) oder optische Informationssignal (Sopt) in mehrere Teilsignale (Sell bis Seln) mit jeweils geringerer Bandbreite zerlegt wird, bei dem jedes Teilsignal (Sell bis Seln) in ein optisches Teilsignal (Sopt1 bis Soptn) mit jeweils unterschiedlicher Mittenwellenlänge (μ1 bis μn) oder optischer Trägerfrequenz und/oder unterschiedlicher orthogonaler Polarisation umgesetzt wird, bei dem optische Teilsignale (Sopt1 bis Soptn) auf einer die Übertragungsstrecke (7) bildenden Lichtwellenleiter übertragen werden, und bei dem die optischen Teilsignale (Sopt1 bis Soptn) am Ende der Übertragungsstrecke (7) jeweils wieder getrennt detektiert und zu dem zu übertragenden Informationssignal (Sel) zusammengesetzt werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit sowie ein gesamtes System zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Datenübertragung über Lichtwellenleiter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Datenübertragung über Lichtwellenleiter.
Zur Datenübertragung über Lichtwellenleiter wird üblicherweise ein elektrisches Signal mittels eines optischen Sendeelements, beispielsweise einer Laserdiode, in ein optisches Signal mit einem Sendespektrum mit einer bestimmten Mittenwellenlänge und einer bestimmten optischen Bandbreite umgesetzt und in einen Lichtwellenleiter eingekoppelt. Am Ende der Übertragungsstrecke wird das Signal wieder optisch-elektrisch gewandelt und weiter verarbeitet. Ist eine Übertragung über die gewünschte Länge infolge der Bandbreiten- oder Dispersionsbe- grenzung des Lichtwellenleiters nicht möglich, so werden in der Übertragungs- strecke üblicherweise Verstärker eingesetzt. Hierbei kann es sich um üblicher Repeaterverstärker oder optische Verstärker, z.B. Faserverstärker, handeln. Bei diesem Verfahren wird jedoch nur ein Bruchteil der Übertragungskapazität einen Lichtwellenleiters genutzt.
Zur besseren Ausnutzung der Übertragungskapazität eines Lichtwellenleiters ist es bekannt, mehrere elektrische Informationssignale im Wellenlängenmultiplex oder Polarisations-Multiplex über einen einzigen Lichtwellenleiter zu übertragen. Dabei werden die einzelnen elektrischen Signale jeweils in optische Informati- onssignale umgesetzt, wobei die optischen Sendeelemente, meist schmalbandige
Laserdioden, jeweils optische Signale mit einem Sendespektrum mit jeweils unterschiedlicher Mitten Wellenlänge bzw. optische Signale mit zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen erzeugen. Diese optischen Signale werden dann mittels eines meist passiven Kopplers zu einem optischen Wellenlängen- multiplex-Signal zusammengefasst und auf einen einzigen Lichtwellenleiter übertragen. Am Ende der Übertragungstrecke wird das Wellenlängenmultiplex- Signal wieder in die einzelnen optischen Signale aufgeteilt. Diese werden zur weiteren Verarbeitung optisch-elektrisch umgesetzt. Durch die Multiplex-
Übertragung ergibt sich eine optimale bzw. verbesserte Ausnutzung der Übertragungskapazität des Lichtwellenleiters.
Üblicherweise wird die Konzipierung des Übertragungssystems gleichzeitig mit der Planung der Übertragungsstrecke vorgenommen. Dies hat den Vorteil, dass
Übertragungssystem und Übertragungsstrecke optimal auf den jeweils gegebenen Anwendungsfall abgestimmt werden können. Die Übertragungsstrecke wird dabei so ausgelegt, dass die Gesamtdämpfung und insbesondere die gesamte Dispersion bzw. die optische Bandbreite in jedem optischen Kanal die Übertra- gung des betreffenden Signals ermöglicht. Vor allem bei Multimode-
Lichtwellenleitern spielt die Bandbreitenbegrenzung häufig eine größere Rolle als die Dämpfungsbegrenzung. Erforderlichenfalls müssen dann in der Strecke Repeaterverstärker eingesetzt werden. Dies ist jedoch mit einem relativ hohen Aufwand verbunden, da hierzu in der Strecke zusätzlich zum notwendigen schaltungstechnischen Aufwand meist aufwendige bauliche Maßnahmen erforderlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur optischen Datenübertragung über Lichtwellenleiter bzw. hierzu geeignete Sende- und Empfangseinheiten zu schaffen, wobei mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Übertragung eines Signals über eine bandbreitenbegrenzte bzw. disper- sionsbegrente Strecke ermöglicht wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 3 und 6.
Ausgangspunkt für die Erfindung ist beipielsweise der Fall, dass zu Beginn einer Übertragungsstrecke ein (elektrisches) Informationssignal vorliegt, welches infolge der Dispersionsbegrenzung bzw. Bandbreitenbegrenzung der vorliegenden Übertragungsstrecke bzw. der einzelnen Lichtwellenleiter der Übertragungsstrecke nicht mehr bzw. nicht mehr mit der gewünschten Qualität übertragen werden kann. Vorzugsweise wird es sich bei dem Informationssignal um ein einheitliches Signal handeln, beispielsweise das Signal für einen Fernsehkanal,
Sprachkanal oder dergleichen. Selbstverständlich kann es sich jedoch auch bereits um ein Informationssignal handeln, das mehrere Einzelinformationen beinhaltet, beispielsweise mehrere Fernseh- oder Sprachkanäle. Ein derartiges zu- sammengefasstes Informationssignal wird meist als Zeitmultiplex-Signal vorlie- gen.
Die Erfindung geht nunmehr von der Erkenntnis aus, dass ein derartiges Informationssignal, welches nicht als einheitliches optisches Signal über die vorhandene Übertragungsstrecke übertragen werden kann, zunächst in mehrere Teilsi- gnale aufgespalten wird, jedes Teilsignal in ein optisches Teilsignal umgesetzt und die optischen Teilsignale simultan auf der vorhandenen optischen Übertragungsstrecke übertragen werden. Die optischen Teilsignale weisen dabei ein Spektrum unterschiedlicher Mittenwellenlängen oder eine unterschiedliche optische Trägerfrequenz und/oder unterschiedliche orthogonale Polarisationsrichtun- gen auf.
Auf diese Weise können die optischen Teilsignale am Ende der Übertragungsstrecke in einer entsprechenden Empfangseinheit wieder in einzelne optische Teilsignale separiert und in elektrische Teilsignale umgesetzt werden. Die elektrischen Teilsignale können dann wiederum zu dem ursprünglichen Informationssignal zusammengesetzt werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch solche (elektrischen) Informations- signale über eine bereits vorhandene optische Übertragungsstrecke übertragbar sind, deren Bandbreite-Längenprodukt bei einer vorgegebenen Übertragungs- wellenlänge zu klein bzw. deren Dispersion bei einer vorgegebenen Übertragungswellenlänge zu groß wäre, um das Informationssignal überhaupt oder mit ausreichender Qualität unter Verwendung eines einzigen optischen Sendeelements (mit endlicher Breite des Sendespektrums) übertragen zu können. Anders als vorhandene Wellenlängenmultiplex-Übertragungssysteme, bei denen verschiedene einzelne elektrische Informationssignale in entsprechende optische Informationssignale umgewandelt und auf einer Übertragungsstrecke übertragen werden, geht die Erfindung den Weg, ein vorhandenes elektrisches Informationssignal zunächst in elektrische Teilsignale aufzutrennen, diese dann im Wellen- längenmultiplex bzw. Polarisations-Multiplex zu übertragen und anschließend wieder zu dem (einheitlichen) Informationssignal zusammenzufassen.
Dieses erfindungsgemäße Übertragungsverfahren bzw. die hierzu geeigneten
Sende- und Empfangseinheiten eignen sich insbesondere zur Kapazitäterhöhung vorhandener Übertragungsstrecken, vorallem im Fall von Multimode- Lichtwellenleitern. Das zur Kapazitätserhöhung erzeugte elektrische Informationssignal mit höherer Bandbreite bzw. höherer Bitrate muss lediglich einer Sen- deeinheit nach der Erfindung zugeführt werden und der optische Ausgang der
Sendeeinheit mit der vorhandenen Übertragungsstrecke verbunden werden. Emp- fangsseitig muss der optische Ausgang der Übertragungsstrecke mit dem Eingang einer Empfangseinheit nach der Erfindung verbunden werden und am Aus- gang der Empfangseinheit entsteht wiederum das übertragene Informationssignal mit höherer Bandbreite bzw. höherer Bitrate. Bauliche Eingriffe in die Übertragungsstrecke, wie das beim Einsatz von Repeaterverstärkem der Fall wäre, sind nicht erforderlich.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das in digitaler Form vorliegende Informationssignal nach einer vorbestirnmten Verarbeitungsvorschrift in digitale Teilsignale zerlegt. Hierzu kann beispielsweise jedes n-te Bit oder jede n-te Gruppe von m Bit einem von n Teilsignalen zugeordnet werden. Die Bitdau- er der Teilsignale kann in diesem Fall jeweils um den Faktor n größer gewählt werden als die Bitdauer des ursprünglichen digitalen Informationssignals.
Das Zusammenfassen der übertragenen und in elektrische Teilsignale umgesetzten optischen Teilsignale kann dann in umgekehrter Weise erfolgen. Hierzu wer- den in einer festgelegten Reihenfolge jeweils ein Bit oder eine Gruppe von m Bit eines der n Teilsignale nacheinander zu dem ursprünglichen digitalen Informationssignal zusammengefaßt. Falls die Bitdauer der Teilsignale zur Übertragung über die optische Ubertragungsstrecke erhöht wurde, muss diese selbstverständlich wieder um den entsprechenden Faktor reduziert werden, bevor ein Zusam- menfassen zu dem elektrischen Informationssignal möglich ist.
Weitere Auführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur optischen Datenübertragung über einen einzigen Lichtwellenleiter nach der Erfindung.
Das in der Figur dargestellte System zur optischen Datenübertragung umfasst eine Sendeeinheit 3, deren Ausgang 5 mit einer Ubertragungsstrecke 7 verbunden ist. Bei der Ubertragungsstrecke handelt es sich um einen Lichtwellenleiter, der üblicherweise innerhalb eines verlegten Kabels vorgesehen ist. Des Weiteren umfasst das System 1 zur optischen Datenübertragung eine Empfangseinheit 9, deren optischer Eingang 11 mit dem Ende der Ubertragungsstrecke 7 bzw. des betreffenden Lichtwellenleiters verbunden ist.
Dem elektrischen Eingang 13 der Sendeeinheit 3 wird ein elektrisches Informationssignal Sei zugeführt. Zur Aufspaltung des elektrischen Informationssignals Seι in elektrische Teilsignale Seιι bis Seιn umfasst die Sendeeinheit 3 eine Sende-
Signalverarbeitungseinheit 15.
Bei dem elektrischen Informationssignal Seι kann es sich beispielsweise um ein digitales Signal mit vorgegebener (hoher) Bitrate handeln, wobei die Sende- Signalverabeitungseinheit 15 aus dem am Eingang 13 anliegenden Informationssignal Sei Teilsignale Sen bis Sein erzeugt, die eine, vorzugsweise um den Faktor n niedrigere Bitrate aufweisen. Hierzu kann die Sende-Signalverarbeitungseinheit 15 jeweils jedes n-te Bit oder jede n-te Gruppe von m Bit des ursprünglichen Informationssignals Seι in einer vorbestimmten Reihenfolge den einzelnen Teilsi- gnalen zuordnen.
Die Sende-Signalverarbeitungseinheit 15 führt jedes der von ihr erzeugten Teilsignale Sell bis Sein einem optischen Sendeelement 171 bis 17n zu. Jedes der opti- sehen Sendeelemente wandelt das betreffende elektrische Teilsignal Sen bis Seln in ein optisches Teilsignal Soptι bis Soptn um. Die einzelnen optischen Teilsignale werden mittels einer optischen Koppeleinheit 19 zu einem optischen Informationssignal Sopt zusammengefasst, welches der Ubertragungsstrecke 7 zugeführt ist. Jedes der optischen Teilsignale Soptι bis Soptn weist ein Sendespektrum mit jeweils unterschiedlicher Mittenwellenlänge auf, wobei die Abstände zwischen benachbarten Mittenwellenlängen so gewählt ist, dass ein ausreichend geringes Nebensprechen entsteht. Die optischen Teilsignale können jedoch auch unterschiedliche, zueinander orthogonale Polarisationsrichtungen aufweisen, so dass eine Übertragung im Polarisations(Moden)-Multiplex möglich ist. Hierzu wird man die Ubertragungsstrecke 7 vorzugsweise in Form einer polarisationserhal- tenden Einmodenfaser ausbilden. Damit können bei jeder Wellenlänge zwei optische Teilsignale mit zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen übertragen werden.
Das optische Informationssignal Sopt wird in der Empfangseinheit 9 einer weiteren optischen Koppeleinheit 21 zugeführt. Die optische Koppeleinheit 21 trennt das optische Informationssignal Sopt wieder in die einzelnen optischen Teilsignale Sopti bis Soptn auf. Diese empfangsseitigen optischen Teilsignale werden zur Ver- einfachung ebenso bezeichnet wie die sendeseitigen optischen Teilsignale.
Selbstverständlich sind die empfangsseitigen optischen Teilsignale jedoch mit der Übertragungscharakteristik der Ubertragungsstrecke beaufschlagt.
Die optischen Koppeleinheiten 19 bzw. 21 können in üblicher Weise realisiert sein. Im Fall der Koppeleinheit 19 kann beispielsweise ein einfacher, entsprechend breitbandiger n x 1 Koppler verwendet werden. Auf der Empfangsseite muss die Koppeleinheit 21 zusätzlich zur ihrer Funktion einer Aufspaltung in verschiedene Signalwege eine Filterfunktion übernehmen, so dass am Ausgang der Koppeleinheit jeweils nur das betreffende gewünschte optische Teilsignal anliegt. Beispielsweise kann die optische Koppeleinheit 21 als Phased-Array ausgebildet sein. Ein derartiges Phased-Array muss entsprechend der gewünschten Topologie der Koppel-einheit 21 einen optischen Eingang und n optische Ausgänge aufweisen. Durch die Ausbildung als Phased-Array wird erreicht, dass zwischen dem gemeinsamen Eingang und jedem Ausgang eine Bandpass- Filtercharakteristik erzielbar ist.
Jeder optische Ausgang der optischen Koppeleinheit 21 ist mit einem optischen Empfangselement 231 bis 23n verbunden, wobei die Empfangselemente die optischen Teilsignale Soptι bis Soptn in die elektrischen Teilsignale Seιι bis Seιn umformen. Handelt es sich bei dem zu übertragenden Informationssignal um ein digitales Signal, so können die emfangsseitigen elektrischen Teilsignale Seιι bis Seιn in Folge der möglichen vollständigen Wiederherstellung mit den empfangsseiti- gen elektrischen Teilsignalen Seιι bis Seιn identisch sein.
Die Empfangseinheit 9 weist zur Regenerierung der elektrischen Teilsignale und für das Zusammenfassen der elektrischen Teilsignale SeU bis Seιn zu dem übertragenen elektrischen Informationssignal Seι eine Empfangs-Signalverarbeitungs- einheit 25 auf.
Für das vorstehend erläuterte Beispiel der Aufspaltung eines digital vorliegenden elektrischen Signals Seι zu n digitalen elektrischen Teilsignalen Seιι bis Seιn kann die Empfangs-Signalverarbeitungseinheit 25 das Zusammenführen der einzelnen elektrischen Teilsignale zu dem elektrischen Informationssignal Seι so vornehmen, dass in derselben Reihenfolge, in der das Zerlegen des elektrischen Informationssignals in einzelne elektrische Teilsignale erfolgt ist, jeweils nacheinander in der richtigen Reihenfolge ein Bit oder eine Gruppe von m Bit eines der n Teilssignale Seιι bis Seιn entnommen und in dieser Reihenfolge zu dem digitalen Informationssignal Seι zusammengesetzt wird.
Die Bitdauer der Teilsignale kann dabei um den Faktor n größer sein als die Bit- dauer des zu übertragenden Informationssignals. Wurde von der Sende-
Signal Verarbeitungseinheit 15 nach der Aufspaltung des Informationssignals in die einzelnen Teilsignale die Bitdauer zur Reduzierung der erforderlichen Bandbreite bei der Übertragung der einzelnen Teilsignale entsprechend vergrößert, so muss die Empfangs-Signalverarbeitungseinheit 25 selbständig vor einem Zu- sammenfassen der elektrischen Teilsignale zu dem gesamten Informationssignal die Bitdauer wieder um denselben Faktor reduzieren.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Datenübertragung über LichtwellenleiterPatentansprüche
1. Verfahren zur optischen Datenübertragung über Lichtwellenleiter
a) bei dem das zu übertragende elektrische (Seι) oder optische Informationssignal (Sopt) in mehrere Teilsignale (Seπ bis Seιn) mit jeweils geringerer Bandbreite zerlegt wird,
b) bei dem jedes Teilsignal (Sen bis Seιn) in ein optisches Teilsignal (Soptl bis Sopm) mit jeweils unterschiedlicher Mittenwellenlänge (λi bis λn) oder optischer Trägerfrequenz und/oder unterschiedlicher orthogonaler Polarisation umgesetzt wird,
c) bei dem optischen Teilsignale (Soptl bis Soptn) auf einer die Übertra- gungsstrecke (7) bildenden Lichtwellenleiter übertragen werden, und
d) bei dem die optischen Teilsignale (Soptι bis Soptn) am Ende der Ubertragungsstrecke (7) jeweils wieder getrennt detektiert und zu dem zu übertragenden Informationssignal (Seι) zusammengesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter ein Multimode-Lichtwellenleiter ist.
3. Sendeeinheit zur optischen Signalübertragung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
a) mit einer Sende-Signalverarbeitungseinheit (15) zur Trennung eines zu übertragenden elektrischen Informationssignals (Seι) in mehrere elektrische Teilsignale (Sen bis Sem),
b) mit mehreren optischen Sendeelementen (17. bis 17n), welchen die elektrischen Teilsignale (Seπ bis Seιn) zugeführt sind und welche aus den elektrischen Teilsignalen (Soptι bis Soptn) optische Teilsignale mit
Sendespektren mit jeweils unterschiedlicher Mittenwellenlängen (λi bis λn) oder Trägerwellenlängen und/oder unterschiedlicher orthogonaler Polarisation erzeugen, und
c) mit einer Koppeleinheit (19), welche die optischen Teilsignale (Soptι bis Soptn) auf einem optischen Informationssignal (Sopt) zusammenfasst und einem optischen Ausgang (5) zurführt.
4. Sendeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- Signalverarbeitungseinheit (15) ein digitales Informationssignal nach einer vorbestimmten Verarbeitungs Vorschrift in digitale Teilsignale (Seιι bis Seιn) zerlegt.
5. Sendeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- Signalverarbeitungseinheit (15) jedes n-te Bit oder jede n-te Gruppe von m
Bit einem von n Teilsignalen (Sen bis Seιn) zuordnet.
6. Sendeeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitdauer der Teilsignale (Sen bis Seιn) um den Faktor n größer ist als die Bitdauer des digitalen Informationssignals (Se]) .
7. Empfangseinheit zur optischen Signalübertragung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
a) mit einer Koppeleinheit (21), welche ein an einem optischen Eingang (11) anliegendes, im Wellenlängenmultiplex und/oder Polarisations- Multiplex übertragenes optisches Signal (Sopt) in die optischen Teilsignale (Sopti bis SoPtn) trennt,
b) mit mehreren optischen Empfangselementen (23ι bis 23n), welchen die optischen Teilsignale (Soptι bis Soptn) zugeführt sind und welche aus den optischen Teilsignalen elektrische Teilsignale (Seπ bis Seιn) erzeugen und
c) mit einer Empfangs-Signalverarbeitungseinheit (25) zur Zusammenfassung der elektrischen Teilsignale (Sen bis Seιn) zu einem elektri- sehen Informationssignals (Seι) nach einer vorbestimmten Vorschrift.
8. Empfangseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs-Signalverarbeitungseinheit (25) digitale Teilsignale (Sen bis Seln) nach einer vorbestimmten Verarbeitungsvorschrift zu einem digitalen In- formationssignal (Seι) zusammenfasst.
9. Empfangseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs-Signalverarbeitungseinheit (25) entsprechend einer festgelegten Reihenfolge jeweils ein Bit oder eine Gruppe von m Bit eines von n Teilsignalen (Sen bis Sein) nacheinander zu einem digitalen Informationssignal (Sei) zusammenfasst..
10. Empfangseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitdauer der Teilsignale (Sen bis Seιn) um den Faktor n größer ist als die Bitdauer des digitalen Informationssignals (Seι).
11. System zur optischen Datenübertragung, insbesondere nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einer Sendeeinheit (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und einer Empfangseinheit (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 10.
PCT/DE1999/001864 1998-06-26 1999-06-25 Verfahren und vorrichtung zur optischen datenübertragung über lichtwellenleiter WO2000001097A1 (de)

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