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DE202006007966U1 - Optical multi-format transmission system for optical transmission channel, has optical IQ-homodyne receiver in reception circuit - Google Patents

Optical multi-format transmission system for optical transmission channel, has optical IQ-homodyne receiver in reception circuit Download PDF

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DE202006007966U1
DE202006007966U1 DE200620007966 DE202006007966U DE202006007966U1 DE 202006007966 U1 DE202006007966 U1 DE 202006007966U1 DE 200620007966 DE200620007966 DE 200620007966 DE 202006007966 U DE202006007966 U DE 202006007966U DE 202006007966 U1 DE202006007966 U1 DE 202006007966U1
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Abstract

An optical multi-format transmission system has on the optical side (OS) an optical IQ-modulator (IQM) independent of the modulation format in the transmission circuit (SK), and an optical IQ-homodyne receiver (IQE) in the reception circuit (EK) for converting M-value PSK- and M-value QAM-modulation formats, and on the electrical side in the transmission circuit (SK) for driving the optical IQ- modulator (IQM) and in the reception circuit (EK) for signal processing the received data for an actual sampled M-value PSK- and M-value QAM modulation format.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein optisches Multiformat-Übertragungssystem für einen optischen Übertragungskanal mit einem Sendekreis mit einer Lichtquelle und einem optischen Modulator zur Modulation der zu sendenden Daten in verschiedenen, in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Übertragungskanals auswählbaren Modulationsformaten und einem Empfangskreis mit einem Demodulator zur Demodulation der in verschiedenen Modulationsformaten empfangenen Daten.The Innovation relates to a multi-format optical transmission system for one optical transmission channel with a transmission circuit with a light source and an optical modulator to modulate the data to be sent in different, depending from the characteristics of the transmission channel selectable Modulation formats and a receiving circuit with a demodulator for Demodulation of the received in different modulation formats Dates.

In der modernen optischen Übertragungstechnik werden zur effizienten Nutzung der optischen Bandbreite und zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften komplexe, höherwertige (M = Ordnung) Modulationsverfahren angewendet. Dabei kodieren Symbole eine bestimme Anzahl von Bits (beispielsweise 2 oder 4) und weisen dem optischen Träger eine bestimmte Amplitude (Länge des Vektors zum Konstellationspunkt) und Phase (Winkel des Vektors) zu. Bei der M-wertigen PSK (Phase Shift Keying, Phasentastung) liegen alle Konstellationspunkte auf ein und demselben Kreis (ein Amplitudenzustand, M Phasenzustände). Bei der M-wertigen QAM (Quadraturamplitudenmodulation) hingegen werden dem optischen Träger mehrere Amplituden- und Phasenzustände zugewiesen. Beispielsweise benennt die Quadratur-PSK (QPSK) 4 Konstellationspunkte, die Square-16-QAM hingegen bereits 16 Konstellationspunkte. Derartige M-wertige PSK- und M-wertige QAM-Signale werden beispielsweise in optischen Access-, Metro- und Weitverkehrsnetzen übertragen.In the modern optical transmission technology are used for the efficient use of the optical bandwidth and the Improvement of transmission characteristics complex, higher quality (M = order) modulation method applied. Here, symbols encode a certain number of bits (for example 2 or 4) and have the optical carrier a certain amplitude (length the vector to the constellation point) and phase (angle of the vector) to. In the case of M-valued PSK (phase shift keying) all constellation points on one and the same circle (an amplitude state, M phase states). By contrast, in M-valued QAM (Quadrature Amplitude Modulation) the optical carrier assigned to several amplitude and phase states. For example, names the quadrature PSK (QPSK) 4 constellation points, the square 16 QAM however, already 16 constellation points. Such M-valued PSK and M-valued QAM signals are used, for example, in optical access, Metro and wide area networks transmitted.

Stand der TechnikState of technology

Eine aus der Modulationstheorie hinlänglich bekannte, für elektrische und drahtlose Übertragung übliche und auch für die optische Übertragungstechnik anwendbare Sender-Variante zur Erzeugung von M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Signalen ist der IQ-Sender. Dieser ermöglicht die direkte Umsetzung von komplexwertigen Datensymbolen auf eine optische Trägerfrequenz. Das Prinzip der IQ-Senders basiert darauf, dem optischen Träger die komplexe Modulationsinformation (Amplitude und Phase) über die Verwendung einer zweiarmigen Struktur, wobei in einem Arm (dem Quadratur-Arm) der anliegenden Träger um 90° relativ zum anderen Arm (dem Inphase-Arm) phasenverschoben wird, durch eine einfache Amplitudenmodulation im Inphase- und Quadratur-Arm aufzuprägen. Dies führt insbesondere für Square-QAM-Modulationsformate zu einfacheren elektrischen Ansteuersignalen und zudem zu einem spezifischen Verlauf des zeitlichen Signals an den Symbolübergängen. Prinzipiell ist dieses Verfahren jedoch auf alle M-PSK- und M-QAM-Formate anwendbar.A well-known from modulation theory, for electrical and wireless transmission usual and also for the optical transmission technology Applicable transmitter variant for generating M-valued PSK and M-valued QAM signals is the IQ transmitter. This allows the direct conversion of complex data symbols to an optical one Carrier frequency. The principle of the IQ transmitter is based on the optical carrier the complex modulation information (amplitude and phase) over the Use of a two-arm structure with one arm (the quadrature arm) the adjacent carrier relative to 90 ° to the other arm (the in-phase arm) is phase-shifted by a to apply simple amplitude modulation in the inphase and quadrature arm. This leads in particular for square QAM modulation formats to simpler electrical drive signals and also to a specific Course of the temporal signal at the symbol transitions. In principle this is However, this method is applicable to all M-PSK and M-QAM formats.

Der optische IQ-Sender, dessen optischer Teil (IQ-Modulator) beispielsweise aus der Veröffentlichung I von Keang-Po Ho et al.: „Generation of Arbitrary Quadrature Signals Using One Dual-Drive Modulator" (Journal of Lightwave Technology, Vol. 23, No.2, Feb. 2005, pp 764-770) oder der Veröffentlichung II von M. Seimetz: "Multiformat Transmitters for Coherent Optical M-PSK and M-QAM Transmission" (in Proc. ICTON 2005, Barcelona, 2005) bekannt ist, kann in Kürze folgendermaßen beschrieben werden: Die ursprüngliche Daten-Information wird zunächst auf die Symbolrate gedemultiplext. Die parallele Information geht dann auf einen differenziellen Pre- oder Encoder (die hier erfolgende Kodierung ist für die empfängerseitige Kompensation des Phasenrauschens Laser-Lichtquelle notwendig) und dann auf einen elektrischen Levelgenerator, welcher entsprechend der aktuell anliegenden Bitfolge und des aktuell gewählten Modulationsformats mehrstufige Ansteuersignale für den Inphase-Zweig und Quadratur-Zweig des IQ-Senders erzeugt. Die Ansteuersignale werden durch einen Modulator-Treiber verstärkt und dann in die beiden Hochfrequenzeingänge des optischen IQ-Modulators eingespeist. Im optischen IQ-Modulator wird das Licht einer Lichtquelle, beispielsweise eines CW-Lasers (Continuous Wave, Dauerstrich), auf zwei Arme aufgeteilt (beispielsweise durch einen 3-dB-Koppler) und in einem Arm zur Erzeugung des Quadratur-Trägers um 90° phasenverschoben. Nach der Amplitudenmodulation durch je einen Mach-Zehnder-Modulator (MZM) in beiden Armen wird das Licht wieder zusammengeführt (beispielsweise wiederum durch einen 3-dB-Koppler) und so das optische Modulationssignal für die Übertragung gebildet.Of the optical IQ transmitter whose optical part (IQ modulator), for example from the publication I by Keang-Po Ho et al .: "Generation of Arbitrary Quadrature Signals Using One Dual-Drive Modulator "(Journal of Lightwave Technology, Vol. 23, No.2, Feb. 2005, pp 764-770) or the publication II by M. Seimetz: "Multiformat Transmitters for Coherent Optical M-PSK and M-QAM Transmission "(in Proc. ICTON 2005, Barcelona, 2005), may be described as follows shortly become: the original one Data information will be first demultiplexed to the symbol rate. The parallel information goes then to a differential pre- or encoder (which takes place here Coding is for the receiver side Compensation of the phase noise laser light source necessary) and then on an electrical level generator, which accordingly the currently applied bit sequence and the currently selected modulation format multi-level control signals for generates the in-phase branch and quadrature branch of the IQ transmitter. The Drive signals are amplified by a modulator driver and then into the two high-frequency inputs of the optical IQ modulator fed. In the optical IQ modulator, the light of a light source, for example, a CW laser (continuous wave, continuous wave) on split two arms (for example, by a 3-dB coupler) and in one arm to create the quadrature carrier phase-shifted by 90 °. After the amplitude modulation by a respective Mach-Zehnder modulator (MZM) in both arms, the light is brought together again (for example again through a 3 dB coupler) and so the optical modulation signal for the transmission educated.

Empfangsseitig kann die dem Träger aufmodulierte Information durch einen IQ-Homodynempfänger detektiert werden. Beschrieben ist dieser (auch mit digitaler Phasenschätzung) beispielsweise in der Veröffentlichung III von K. Kikushi: „Coherent Detection of Phase-Shift Keying Signals Using Digital Carrier-Phase Estimation" (in Proc. OFC 2006, paper OTul4) sowie der Veröffentlichung IV von M. Seimetz: „Performance of Coherent Optical Square-16-QAM-Systems based on IQ-Transmitters and Homodyne Receivers with Digital Phase Estimation" (in Proc. NFOEC 2006, paper NWA4). Die Funktionsweise des IQ-Homodynempfängers beruht auf dem Prinzip des Überlagerungsempfangs. Deshalb werden zunächst das Signallicht und das Licht eines Lokallasers (LO, Lokal Oszillator) einander überlagert. Dies kann beispielsweise in einem 2 × 4 90° Hybrid erfolgen, welcher dann an den Ausgängen vier optische Signale zur Verfügung stellt, von denen jeweils zwei von einem Differenz-Empfänger detektiert werden. Ein Differenzempfänger besteht aus zwei Photodioden, deren Ausgangsströme subtrahiert werden. Die Ausgangsströme der Differenzempfänger beschreiben dann die Inphase- und Quadratur-Signale, welche allerdings noch durch das Phasenrauschen der Laserlichtquellen gestört sind. Zur Beseitigung dieses Phasenrauschens kann nach einer Analog-Digital-Wandlung durch die seit neuestem zur Verfügung stehende Hochgeschwindigkeits-Digital-Signalverarbeitung ein spezielles Modul zur digitalen Phasenschätzung verwendet werden. Die vom Phasenrauschen befreiten Inphase- und Quadratur-Signale hinter dem Phasenschätzungs-Modul werden dann zur Rekonstruktion der ursprünglichen Daten-Information einem elektrischen Entscheider-Modul, einem differenziellen Dekoder sowie einem Demultiplexer zugeführt.At the receiving end, the information modulated on the carrier can be detected by an IQ homodyne receiver. This is described (also with digital phase estimation), for example in the publication III of K. Kikushi: "Coherent Detection of Phase-Shift Keying Signals using Digital Carrier-Phase Estimation" (in Proc. OFC 2006, paper OTul4) and the publication IV of M. Seimetz: "Performance of Coherent Optical Square-16-QAM Systems Based on IQ Transmitters and Homodyne Receivers with Digital Phase Estimation" (in Proc. NFOEC 2006, paper NWA4). The operation of the IQ homodyne receiver is based on the principle of heterodyne reception. Therefore, first the signal light and the light of a local laser (LO, local oscillator) are superimposed on each other. This can be done, for example, in a 2 × 4 90 ° hybrid, which then provides four optical signals at the outputs, two of which are detected by a differential receiver. A differential receiver consists of two photodiodes whose output currents are subtracted. The output currents of the differential receivers then describe the inphase and quadra tur signals, which are still disturbed by the phase noise of the laser light sources. To eliminate this phase noise, a special module for digital phase estimation can be used after analog-to-digital conversion by the most recently available high-speed digital signal processing. The phase noise-removed in-phase and quadrature signals downstream of the phase estimation module are then fed to an electrical decision module, a differential decoder and a demultiplexer to reconstruct the original data information.

Der Stand der Technik, von dem die vorliegende Neuerung ausgeht, wird in dem japanischen Abstract JP 05284111 A offenbart. Beschrieben wird hier ein optisches Multiformat-Übertragungssystem für einen optischen Freistrahl-Übertragungskanal, bei dem der elektrische Modulator im Sendekreis die Sendedaten alternativ mit einem 4 PPM- oder einem 2 PPM-Modulationsformat moduliert. Die Umschaltung zwischen den beiden Modulationsformaten erfolgt durch einen von einem Frequenzteiler beaufschlagten Schalter. Die Umschaltung dient jedoch nicht der Anpassung des jeweiligen Modulationsformats an den aktuellen Kanalzustand oder an variierende Übertragungsbedingungen, sondern der sicheren Übertragung eines Trackingsignals bei ausreichender Empfänger-Empfindlichkeit und moderater Wechselwirkung mit dem Datensignal. Eine Flexibilität bei der Wahl des Modulationsformates zur Anpassung der Übertragung an die aktuellen Kanaleigenschaften ist damit nicht gegeben. Im Empfangskreis wird das empfangene Signal entsprechend dem gewählten Modulationsformat von einem elektrischen Demodulator rückgewandelt. Das bekannte Übertragungssystem ist aber auf die Anwendung von nur zwei verschiedenen, leistungseffizienten Modulationsformaten und deren ausschließlich elektrische Umsetzung beschränkt. Dies entspricht einem optischen System mit elektrischer Subträger-Modulation. Modulare Erweiterungen auf andere Modulationsformate oder eine Umsetzung auf rein optische Modulation sind nicht möglich.The state of the art from which the present innovation originates is disclosed in the Japanese Abstract JP 05284111 A disclosed. Described here is an optical multi-format transmission system for a free-jet optical transmission channel, in which the modulator in the transmitting circuit modulates the transmission data alternatively with a 4 PPM or a 2 PPM modulation format. The switching between the two modulation formats is performed by a switch acted upon by a frequency divider. However, the switching is not the adaptation of the respective modulation format to the current channel state or varying transmission conditions, but the safe transmission of a tracking signal with sufficient receiver sensitivity and moderate interaction with the data signal. A flexibility in the choice of the modulation format to adapt the transmission to the current channel properties is thus not given. In the receiving circuit, the received signal is reconverted by an electrical demodulator according to the selected modulation format. However, the known transmission system is limited to the use of only two different, power-efficient modulation formats and their exclusively electrical conversion. This corresponds to an optical subcarrier modulation system. Modular extensions to other modulation formats or a conversion to purely optical modulation are not possible.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe für die vorliegende Neuerung ist daher darin zu sehen, ein optisches Multiformat-Übertragungssystem zu schaffen, welches flexibel, zeitlich unabhängig und ohne großen Aufwand die Realisierung aller möglichen Modulationsformate, insbesondere auch spezieller höherwertiger Modulationsformate für spezifische optische Übertragungsbedingungen ermöglicht.The Task for The present innovation is therefore to be seen as an optical one Multi-format communications system to create, which is flexible, time-independent and without much effort the Realization of all possible Modulation formats, in particular also special higher value ones Modulation formats for specific optical transmission conditions allows.

Die neuerungsgemäße Lösung für diese Aufgabe ist grundsätzlich zunächst dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im Sende- als auch im Empfangskreis die optischen Komponenten und die elektrischen Komponenten konsequent voneinander getrennt sind. Des Weiteren werden die optischen Komponenten auf beiden Seiten so ausgewählt, dass sie unabhängig vom gewählten Modulationsformat zur Umsetzung aller möglichen Modulationsformate und damit auch der höherwertigen M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate eingesetzt werden können. Dazu wird im Sendekreis ein optischer IQ-Sender und im Empfangskreis ein optischer IQ-Homodynempfänger stationär eingesetzt. Beide optischen Komponenten werden bei der Neuerung in einem gemeinsamen System zusammengefasst und sind so aufgebaut, dass ihre Funktion für alle möglichen Modulationsformate gleich abläuft. Beide optischen Komponenten sind also beim Erzeugen und Empfangen aller möglichen Modulationsformate generell und dauerhaft beteiligt.The renewal solution for this Task is basically first characterized in that both in the transmitting and in the receiving circuit the optical components and the electrical components consistently are separated from each other. Furthermore, the optical components so selected on both sides, that they are independent of the chosen Modulation format for the implementation of all possible modulation formats and thus also the higher quality M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats can. For this purpose, an optical IQ transmitter and in the receiving circuit is in the transmission circuit an optical IQ homodyne receiver stationary used. Both optical components are at the innovation summarized in a common system and are structured that their function for all possible Modulation formats runs the same way. Both optical components are thus when generating and receiving all possible Modulation formats generally and permanently involved.

Die gesamte Anpassung des optischen Übertragungssystems nach der Neuerung an die unterschiedlichen Modulationsformate erfolgt auf der elektrischen Seite durch Austausch oder Ansteuerung spezieller Elektronikmodule. Dadurch ist eine schnelle, flexible und einfache Anpassung möglich. In der Umsetzung sind auf der elektrischen Seite dazu modulationsformatabhängig im Sendekreis zur Ansteuerung des optischen IQ-Modulators und im Empfangskreis zur Signalverarbeitung der empfangenen Daten jeweils für ein aktuell ausgewähltes M-wertiges PSK- und M-wertiges QAM-Modulationsformat mehrere Komponenten vorhanden und in einem gemeinsamen Elektronikmodul zusammengefasst. Die verschiedenen Elektronikmodule für alle M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate sind entweder alternativ mobil vorhanden und werden gegeneinander manuell ausgetauscht oder sie sind alle parallel stationär in einem Array vorhanden und werden je nach Modulationsformat individuell ausgewählt. Durch diese Maßnahmen ist das neuerungsgemäße Übertragungssystem flexibel für unterschiedliche Netzsegmente einsetzbar. Dabei kann eine zeitlich konstante, individuelle Anpassung des gewählten Modulationsformats erfolgen. Es kann aber auch eine zeitliche variierende Anpassung an dynamisch wechselnde Eigenschaften des optischen Übertragungskanals, wie es beispielsweise mit der Digital Subscriber Line (DSL) Technik für elektrische Übertragung praktiziert wird, erreicht werden. In einer Ausführungsform des neuerungsgemäßen Übertragungssystems kann vorgesehen sein, dass die individuelle elektrische Ansteuerung einzelner Elektronikmodule adaptiv in Abhängigkeit von den nach den dynamischen Eigenschaften des Übertragungskanals jeweils aktuell ausgewählten Modulationsformaten erfolgt. In der technischen Realisierung eines Regelkreises und eines Rückkanals vom Empfangs- zum Sendekreis kann sich damit das Übertragungssystem nach der Neuerung insbesondere selbsttätig auf dynamische Kanaländerungen einstellen und das aktuelle Modulationsformat den aktuellen Kanalverhältnissen anpassen.The entire adaptation of the optical transmission system after the innovation to the different modulation formats takes place on the electrical side by exchanging or controlling special electronic modules. This makes a quick, flexible and easy adjustment possible. In the implementation on the electrical side to modulation modulation dependent in the transmitting circuit for driving the optical IQ modulator and in the receiving circuit for signal processing of the received data each for a currently selected M-valued PSK and M-valued QAM modulation format several components present and in one combined common electronic module. The various electronic modules for all M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats are either alternatively mobile and are manually interchangeable with each other or they are all parallel stationary in an array and are selected individually depending on the modulation format. As a result of these measures, the transmission system according to the invention can be used flexibly for different network segments. In this case, a temporally constant, individual adaptation of the selected modulation format can take place. However, it is also possible to achieve temporally varying adaptation to dynamically changing properties of the optical transmission channel, as is the case for example with the digital subscriber line (DSL) technique for electrical transmission. In an embodiment of the transmission system according to the invention, it may be provided that the individual electrical control of individual electronic modules takes place adaptively as a function of the modulation formats currently selected in each case according to the dynamic properties of the transmission channel. In the technical realization of a control loop and a return channel from the receiving to the transmitting circuit, the transmission system according to the invention can, in particular, automatically adjust itself to dynamic channel changes, and this can be done automatically adjust the current modulation format to the current channel conditions.

Im Sendekreis des Übertragungssystems nach der Neuerung kann der gesamte optische Teil des optischen IQ-Senders für alle M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate gleichermaßen verwendet werden, lediglich ein Teil der Elektronik ist auf beiden Seiten modulationsspezifisch auszulegen (der für den IQ-Modulator erforderliche elektrische Modulatortreiber ist ebenfalls universell anwendbar). Der modulationsformatabhängige Teil der Elektronik kann in einem Elektronikmodul zusammengefasst werden. Hierbei kann nach einer weiteren Ausführungsform vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Elektronikmodul im Sendekreis einen Demultiplexer zum Parallelisieren der zu sendenden Daten auf die Symbolrate, einen differenziellen Precoder zur empfangsseitigen Kompensation des Phasenrauschens der Lichtquellen und einen elektrischen Levelgenerator zur Erzeugung mehrstufiger Ansteuersignale umfasst. Die sendeseitige Anpassung an ein spezielles Modulationsformat besteht also lediglich in einer modulationsspezifischen Auslegung des Demultiplexers mit 1:N, wobei N die Anzahl der Bits pro Symbol darstellt, des differenziellen Precoders durch die Implementierung der entsprechenden Logik-Schaltung sowie der jeweiligen Erzeugung der für ein jeweiliges Modulationsformat notwendigen Inphase- und Quadratur-Ansteuersignale mit Hilfe eines modulationsspezifischen Level-Generators. Für das Square-M-QAM-Modulationsformat ist für alle M-wertigen Ordnungen auch der differenzielle Precoder universell verwendbar. Mit den genannten elektrischen Komponenten ist ein optischer IQ-Modulator, wie er aus der Veröffentlichung II bekannt ist, in optimaler Weise elektrisch ansteuerbar und flexibel für alle möglichen Modulationsformate einsetzbar.in the Transmitting circuit of the transmission system according to the innovation can be the entire optical part of the optical IQ transmitter for all M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats used equally only part of the electronics is on both sides modulation specific interpreted (required for the IQ modulator electrical Modulator driver is also universally applicable). The modulation format dependent part of the Electronics can be combined in one electronic module. This can be advantageously provided according to a further embodiment be that the electronics module in the transmitting circuit a demultiplexer for parallelizing the data to be sent to the symbol rate, a differential precoder for the reception-side compensation of the phase noise the light sources and an electric level generator for generating multistage drive signals comprises. The transmission-side adaptation to a special modulation format is therefore only in one modulation-specific design of the demultiplexer with 1: N, where N represents the number of bits per symbol of the differential Precoders through the implementation of the appropriate logic circuit and the respective generation of the for a respective modulation format necessary in-phase and quadrature drive signals by means of a modulation-specific Level generator. For the Square-M-QAM modulation format is for all M-ary orders also the differential Precoder universally usable. With the said electrical components is an optical IQ modulator, such as he from the publication II is known, in an optimal manner electrically controllable and flexible for all potential Modulation formats can be used.

Im Empfängerkreis des Multiformat-Übertragungssystems nach der Neuerung werden die optischen und elektrischen Komponenten ebenfalls getrennt. Der hinter dem IQ-Homodynempfänger erforderliche elektrische Analog-Digital-Wandler ist als einzige elektrische Komponenten wiederum universell für alle mögliche Modulationsformate anwendbar. Alle anderen elektrischen Kompo nenten arbeiten modulationsformatabhängig und können in einem gemeinsamen Elektronikmodul zusammengefasst werden. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn das Elektronikmodul im Empfängerkreis ein digitales Phasenschätzungs- und Entscheidermodul zur Kompensation von Phasenrauschen und Wiedergewinnung der zu sendenden Daten und einen Multiplexer zur Entparallelisierung der wiedergewonnenen Daten umfasst. Zur Beseitigung des Phasenrauschens kann nach der Analog-Digital-Wandlung durch eine seit neuestem zur Verfügung stehende Hochgeschwindigkeits-Digital-Signalverarbeitung (vergleiche Veröffentlichung IV) ein spezielles Modul mit einem modulationsspezifischen Algorithmus zur digitalen Phasenschätzung verwendet werden, dessen genaue Realisierung – im Gegensatz zum optischen Teil des Empfängers – vom verwendeten Modulationsformat abhängt. Die vom Phasenrauschen befreiten Inphase- und Quadratur-Signale hinter dem Phasenschätzungs-Modul werden dann einem elektrischen Entscheider-Modul, einem differenziellen Dekoder und einem Multiplexer mit N:1, wobei N die Anzahl der Bits pro Symbol darstellt, zugeführt, welche modulationsspezifisch auszulegen sind und die ursprünglichen Dateninformation durch entsprechende Entscheidungen, realisiert in einer entsprechenden Entscheider-Logik und Dekoder-Logik sowie durch Multiplexen der parallel vorliegenden Bits rekonstruieren. Die Unterschiede in der notwendigen modulationsspezifischen Auslegung des Entscheider-Moduls liegen dabei lediglich in den notwendigen Anzahl sowie der Levels der Schwellen der Entscheider sowie der entsprechenden Entscheider-Logik zur Rekonstruktion der Dateninformation aus den vom Phasenrauschen befreiten Inphase- und Quadratur-Signalen.in the recipients of the multi-format transmission system After the innovation, the optical and electrical components also separated. The one required behind the IQ homodyne receiver electrical analog-to-digital converter As the only electrical component, it is again universal for all possible modulation formats applicable. All other electrical components work according to modulation format and can be summarized in a common electronic module. Therefore it is advantageous if the electronic module in the receiver circuit a digital phase estimation and decision module to compensate for phase noise and recovery the data to be sent and a multiplexer for de-parallelization the recovered data. To eliminate the phase noise can after the analog-to-digital conversion by a recent to disposal high-speed digital signal processing (cf. publication IV) a special module with a modulation-specific algorithm to the digital phase estimation be used, its exact realization - in contrast to the optical Part of the receiver - from the used Modulation format depends. The phase noise-free inphase and quadrature signals behind the phase estimation module then become an electrical decision module, a differential Decoder and a multiplexer with N: 1, where N is the number of bits represents per symbol, fed, which modulationsspecific are to be interpreted and the original Data information realized by appropriate decisions in a corresponding decision logic and decoder logic as well by reconstructing the parallel bits by multiplexing. The Differences in the necessary modulation-specific interpretation of the decision-making module are only in the necessary Number as well as the levels of the thresholds of the decision makers as well as the appropriate ones Decider logic for the reconstruction of the data information from the phase-canceled inphase and quadrature signals.

Im Hinblick auf eine mögliche generelle Anwendung für unterschiedliche M-wertige PSK- und M-wertige QAM Modulationsformate bei dem Übertragungssystem nach der Neuerung kann somit festgestellt werden, dass im Empfangskreis der gesamte optische Teil, der Analog-Digital-Wandler sowie ein optionales Modul zur elektrischen Kompensation von Störeffekten (s.u.) gleichermaßen für alle Modulationsformate verwendet werden können. Lediglich das Phasenschätzungs-Modul, das elektrische Entscheider-Modul, der differenzielle Dekoder sowie der Multiplexer müssen modulationsspezifisch ausgelegt werden. Weitere Ausführungen zu den genannten elektrischen Komponenten sind dem speziellen Beschreibungsteil zu entnehmen.in the Regard to a possible general application for different M-valued PSK and M-ary QAM modulation formats in the transmission system After the innovation can thus be determined that in the receiving circle the entire optical part, the analog-to-digital converter and an optional Module for electrical compensation of interference effects (see above) for all modulation formats can be used. Only the phase estimation module, the electrical decision module, the differential decoder as well the multiplexer must modulation-specific designed. further explanation to the mentioned electrical components are the specific description part refer to.

Soll mit dem Übertragungssystem nach der Neuerung zur Verdopplung der spektralen Effizienz der Übertragung zusätzlich Polarisationsmultiplex ausgeführt werden, so muss der Sendekreis in seinen optischen Komponenten gedoppelt werden. Weiterhin müssen zusätzliche optische Komponenten zur Aufteilung der beiden orthogonalen Polarisationsebenen vorgesehen sein. Auf der elektrischen Seite im Empfangskreis muss zusätzlich ein digitales Polarisationsschätzmodul vorgesehen sein. Ferner muss zum Beherrschen genereller Polarisationsprobleme beim Überlagerungsempfang für kommerzielle Anwendungen der vordere Teil des Empfängers (bestehend aus dem 2 × 4 90° Hybrid und den Differenz-Empfängern, s.u.) gedoppelt und mit Polarisationsdiversität ausgelegt werden. Für Labor-Experimente reicht hingegen eine einfache Polarisations-Regelung.Should with the transmission system after the innovation to double the spectral efficiency of the transmission additionally Polarization multiplex executed be so doubled the transmission circuit in its optical components become. Continue to have additional optical components for splitting the two orthogonal polarization planes be provided. On the electrical side in the receiving circuit must additionally a digital polarization estimation module be provided. Furthermore, to master general polarization problems in heterodyne reception for commercial Applications the front part of the receiver (consisting of the 2 × 4 90 ° hybrid and the difference receivers, s.u.) can be duplicated and interpreted with polarization diversity. For laboratory experiments however, a simple polarization control is sufficient.

Zudem hat der optische Homodynempfänger im Vergleich zu einem optischen Direktempfänger den Vorteil, dass auftretende Dispersion sehr effektiv elektrisch kompensiert werden kann. Deshalb ist es bei dem Übertragungssystem nach der Neuerung vorteilhaft, wenn im Empfängerkreis auf der elektrischen Seite ein digitales Entstörmodul zur Kompensation von elektrischen Störeffekten, verwendbar gleichermaßen für alle möglichen M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate, stationär vorhanden ist und dauerhaft angesteuert wird.In addition, the optical homodyne receiver has compared to a direct optical receiver the advantage that occurring dispersion can be electrically compensated very effectively. Therefore, it is advantageous in the transmission system after the novelty, if in the receiver circuit on the electrical side, a digital suppression module for the compensation of electrical interference, usable equally for all possible M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats, stationary and permanent is controlled.

Für kommerzielle Anwendungen empfiehlt sich eine integrierte optoelektronische Aufbautechnik. Vorteilhaft ist es deshalb, wenn alle optischen und elektrischen Komponenten in einer integrierten Aufbautechnik ausgeführt sind. So ist es möglich, sendeseitig Elektronik und Optik, jeweils integriert, in einem Gehäuse zur Verfügung zustellen oder sogar beide zusammen monolithisch zu integrieren. Empfangsseitig stellt für die Integration des optischen IQ-Homodynempfängers die Verwendung eines Multimode Interferenz (MMI) Kopplers als 2 × 4 90° Hybrid eine viel versprechende Variante dar, weil diese Komponente bei adäquater Auslegung inhärent eine stabile 90° Phasenbeziehung für eine gute IQ-Balance liefert und vorteilhaft mit den beiden Differenz-Empfängern (Balanced Detectors) auf einem Chip integriert werden kann. Der übrige Teil des Empfängers hat ebenfalls Potenzial für eine integrierte kommerzielle Auslegung.For commercial For applications, an integrated optoelectronic construction technique is recommended. It is therefore advantageous if all optical and electrical Components are executed in an integrated construction technique. So it is possible to send side Electronics and optics, each integrated, in a housing for disposal deliver or even monolithically integrate both together. Receptionist provides for the integration of the optical IQ homodyne receiver the Using a multimode interference (MMI) coupler as a 2 × 4 90 ° hybrid one promising variant, because this component with adequate design inherent a stable 90 ° phase relationship for one good IQ balance provides and advantageous with the two differential receivers (Balanced Detectors) can be integrated on a chip. The remaining part Recipient also has potential for an integrated commercial design.

Erwähnt wurde der Neuerungsgegenstand bereits in der Veröffentlichung V "Coherent Systems using Multi-Level Modulation Formats and Electronic Distortion Equalisation" (WOTE 2005, paper B1, Shanghai, 11. November 2005) von M. Seimetz et al. und der Veröffentlichung VI „Performance of Coherent Optical Square-16-QAM-Systems based on IQ-Transmitters and Homodyne Receivers with Digital Phase Estimation" (in Proc. NFOEC 05.03.2006, paper NWA4,) von M. Seimetz, in der auch weitere Details, wie beispielsweise ein spezieller Algorithmus für das Phasenschätz-Modul bei Square-16-QAM-Modulation, dargestellt sind. Die erwähnten Veröffentlichungen des Erfinders wurden innerhalb der für ein Gebrauchsmuster geltenden Neuheitsschonfrist veröffentlicht. Durch ihr Zitat sollen die genannten Veröffentlichungen vollständig zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Gebrauchsmusteranmeldung gehören.Mentioned the subject of innovation already in the publication V "Coherent Systems using Multi-Level Modulation Formats and Electronic Distortion Equalization "(WOTE 2005, paper B1, Shanghai, November 11, 2005) by M. Seimetz et al. and the publication VI "Performance of Coherent Optical Square-16-QAM Systems based on IQ transmitters and Homodyne Receivers with Digital Phase Estimation "(in Proc. NFOEC 05.03.2006, paper NWA4,) by M. Seimetz, in which further details, such as a special algorithm for the phase estimation module in square 16 QAM modulation. The publications mentioned of the inventor were within the applicable for a utility model Novelty grace period published. Their quote is intended to fully endorse the publications mentioned above The disclosure content of the present utility model application belong.

Ausführungsbeispielembodiment

Das optische Multiformat-Übertragungssystem nach der Neuerung mit einem modulationsspezifisch anpassbaren Sende- und Empfangskreis wird zum weiteren Verständnis der Neuerung anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigt dieThe optical multiformat transmission system after the innovation with a modulation-specific adaptable transmission and receiving circle will be used for further understanding of the innovation on the basis of the following Figures explained. It shows the

1 den Sendekreis und 1 the transmitting circuit and

2 den Empfangskreis des optische Multiformat-Übertragungssystems nach der Neuerung. 2 the receiving circuit of the optical multi-format transmission system after the innovation.

In der 1 ist im rechten Bildteil eine optische Seite OS und im linken Bildteil eine elektrische Seite ES eines Sendekreises SK des optischen Multiformat-Übertragungssystems MFÜ nach der Neuerung dargestellt. Auf der optischen Seite OS befinden sich ausschließlich optische Komponenten. Im Ausführungsbeispiel sind eine Lichtquelle LQ, in der 1 ein CW-Laser, und ein optischer IQ-Sender IQS dauerhaft angeordnet und in Betrieb. Das Dauerstrichlicht der Lichtquelle LQ wird über einen optischen Koppler OK1, in der 1 ein 3dB-Koppler, auf einen Inphase-Zweig IZ und einen Quadratur-Zweig QZ gleichmäßig aufgeteilt. Im Quadraturzweig QZ wird es über einen Phasenschieber PS um 90° phasenverschoben. In zwei Mach-Zehnder-Modulatoren MZM1, MZM2 werden dann die beiden Lichtsignale amplitudenmoduliert, wobei die elektrischen Ansteuersignale AS I(t) und Q(t) in der elektrischen Seite ES in vom jeweils gewählten M-PSK und M-QAM-Modulationsformat abhängigen Form erzeugt werden. Nach der Amplitudenmodulation werden die beiden resultierenden optischen Signale EI(t) und EQ(t) in einem weiteren optischen Koppler OK2, in der 1 auch ein 3dB-Koppler, wieder zusammengeführt. Am Ausgang des Sendekreises SK steht nun das Multiformat-Modulationssignal MFMS zur Übertragung im optischen Übertragungskanal OÜK bereit. Dabei wird der optische Übertragungskanal OÜK beispielsweise von einer optischen Glasfaser gebildet.In the 1 is in the right part of the image an optical side OS and in the left part of the image an electrical side ES of a transmitting circuit SK of the optical multi-format transmission system MFÜ after the innovation shown. On the optical side OS there are only optical components. In the embodiment, a light source LQ, in the 1 a CW laser, and an optical IQ transmitter IQS permanently arranged and operating. The continuous-wave light of the light source LQ is transmitted through an optical coupler OK1 in the 1 a 3dB coupler, equally divided between an inphase branch IZ and a quadrature branch QZ. In quadrature branch QZ, it is phase-shifted by 90 ° via a phase shifter PS. In two Mach Zehnder modulators MZM1, MZM2 then the two light signals are amplitude modulated, the electrical drive signals AS I (t) and Q (t) in the electrical side ES in depending on the selected M-PSK and M-QAM modulation format Form be generated. After the amplitude modulation, the two resulting optical signals E I (t) and E Q (t) in another optical coupler OK2, in the 1 also a 3dB coupler, merged again. At the output of the transmitting circuit SK is now the multi-format modulation signal MFMS ready for transmission in the optical transmission channel OÜK ready. In this case, the optical transmission channel OÜK is formed, for example, by an optical glass fiber.

Die elektrischen Ansteuersignale AS für den IQ-Modulators IQM werden auf der elektrischen Seite ES des Sendekreises SK erzeugt. Hier befinden sich ausschließlich elektrische Komponenten ELK. Diejenigen, welche modulationsspezifisch auszulegen sind, sind in einem Elektronikmodul EM zusammengefasst. Die zu übertragenden Daten-Bits DB werden zunächst in einem Demultiplexen DM entsprechend der gewählten Symbolrate parallelisiert und anschließend in einem differenziellen Precoder DPC umkodiert. Diese Vorverarbeitung ist erforderlich, um im Empfangskreis EK das Phasenrauschen im empfangenen Signal kompensieren zu können. Das vorverarbeitete Signal wird dann auf einen elektrischen Levelgenerator LG geleitet, der gemäß der anliegende Bitfolge und des gewählten höherwertigen Modulationsformats entsprechend mehrstufige elektrische Ansteuersignale AS erzeugt. Die elektrischen Ansteuersignale AS werden noch durch einen Modulatortreiber MT, der universell für alle Modulationsformate einsetzbar ist, verstärkt und dann in die beiden Hochfrequenzeingänge des IQ-Modulators IQM auf der optischen Seite OS eingespeist.The electrical drive signals AS for the IQ modulator IQM be generated on the electrical side ES of the transmission circuit SK. Here are exclusively electrical components ELK. Those which are modulation specific are to be interpreted are summarized in an electronic module EM. The to be transferred Data bits DB are first in a demultiplexing DM parallelized according to the chosen symbol rate and subsequently encoded in a differential precoder DPC. This preprocessing is required in the receiving circuit EK, the phase noise in the received Compensate signal. The preprocessed signal is then applied to an electrical level generator LG directed, according to the applied bit sequence and the chosen one high-order Modulation format according to multi-stage electrical control signals AS generated. The electrical drive signals AS are still through a modulator driver MT that can be used universally for all modulation formats is strengthened and then into the two high-frequency inputs of the IQ modulator IQM on the optical side OS fed.

Die beschriebenen elektrischen Komponenten ELK innerhalb des Elektronikmoduls EM sind für ein spezielles Modulationsformat voreingestellt. Dabei kann der universell einsetzbare Modulatortreiber MT in das Elektronikmodul EM aufgenommen (und damit für jedes Modulationsformat getrennt zu Verfügung gestellt werden) oder aber außerhalb des Elektronikmoduls EM einmalig auf der elektrischen Seite ES des Sendekreises SK vorgesehen sein. Je nach gewähltem Modulationsformat kann das Elektronikmodul EM einfach manuell ausgetauscht werden. Hierbei handelt es sich um eine statische Anpassung an den optischen Übertragungskanal OÜK. Es können aber auch mehrere Elektronikmodule EM für unterschiedliche Modulationsformate in einem gemeinsamen Array vorgesehen sein. Je nach aktuell ausgewähltem Modulationsformat wird dann immer das entsprechende Elektronikmodul angesteuert. Die Voreinstellung der Elektronikmodule EM erlaubt eine Anpassung des Modulationsformats in Echtzeit. Hierbei handelt es sich dann um eine dynamische Anpassung an den optischen Übertragungskanal OÜK. In beiden Fällen erreicht das optische Multiformat-Übertragungssystem MFÜ nach der Neuerung somit eine maximale Flexibilität bei optimaler statischer oder dynamischer Anpassung des gewählten Modulationsformats an die jeweiligen Übertragungsbedingungen oder den aktuellen Kanalzustand.The described electrical components ELK within the electronic module EM are for a special modulation format preset. In this case, the universally applicable modulator driver MT can be included in the electronic module EM (and thus made available separately for each modulation format) or be provided outside the electronic module EM once on the electrical side ES of the transmission circuit SK. Depending on the selected modulation format, the electronic module EM can be easily replaced manually. This is a static adaptation to the optical transmission channel OÜK. However, it is also possible to provide a plurality of electronic modules EM for different modulation formats in a common array. Depending on the currently selected modulation format, the corresponding electronic module is always activated. The presetting of the electronic modules EM allows adaptation of the modulation format in real time. This is then a dynamic adaptation to the optical transmission channel OÜK. In both cases, the optical multi-format transmission system MFÜ thus achieves maximum flexibility with optimum static or dynamic adaptation of the selected modulation format to the respective transmission conditions or the current channel state after the innovation.

2 zeigt den Empfangskreis EK des Multiformat-Übertragungssystems MFÜ nach der Neuerung. Auch diese ist konsequent in eine optische Seite OS und eine elektrische Seite ES unterteilt. Die optische Seite OS bildet ein IQ-Homodynempfänger IQE, der nach dem Prinzip des Überlagerungsempfangs arbeitet. Deshalb wird das empfangene Multiformat-Modulationssignal MFMS mit dem Licht eines frequenzeinstellbaren Lokallasers LO (Lokaloszillator) überlagert. Dies geschieht in dem dargestellten IQ-Homodynempfänger IQE in einem als 2 × 4 90° Hybrid HB, ausgebildet beispielsweise als Multimode-Interferenzkoppler MMI, der dann an seinen Ausgängen vier optische Signale liefert, von denen jeweils zwei von einem Differenz-Empfänger DE1, DE2 (auch Balanced Detector), der zwei Photodioden umfasst, deren Ausgangsströme subtrahiert werden, detektiert werden. Die Ausgangsströme der beiden Differenz-Empfänger DE1, DE1 beschreiben dann das empfangene Inphase-Signal I*(t) und das empfangene Quadratur-Signal Q*(t), welche allerdings noch durch das Phasenrauschen der Laser (LQ, LO) gestört sind. Die beiden Differenz-Empfänger DE1, DE2 befinden sich noch auf der optischen Seite OS des Empfangskreises EK und bilden die Schnittstelle zu elektrischen Seite ES des Empfangskreises EK. 2 shows the receiving circuit EK of the multi-format transmission system MFÜ after the innovation. This too is consistently divided into an optical side OS and an electrical side ES. The optical side OS forms an IQ homodyne receiver IQE, which operates on the principle of heterodyne reception. Therefore, the received multi-format modulation signal MFMS is superimposed with the light of a frequency-adjustable local laser LO (local oscillator). This is done in the illustrated IQ homodyne receiver IQE in a 2 × 4 90 ° hybrid HB, designed for example as a multimode interference coupler MMI, which then delivers four optical signals at its outputs, of which two each from a differential receiver DE1, DE2 (Balanced Detector), which includes two photodiodes whose output currents are subtracted to be detected. The output currents of the two differential receivers DE1, DE1 then describe the received in-phase signal I * (t) and the received quadrature signal Q * (t), which, however, are still disturbed by the phase noise of the lasers (LQ, LO). The two differential receivers DE1, DE2 are still located on the optical side OS of the receiving circuit EK and form the interface to the electrical side ES of the receiving circuit EK.

Zur Beseitigung des Phasenrauschens des empfangenen Inphase-Signals I*(t) und des empfangenen Quadratur-Signals Q*(t) werden diese auf der elektrischen Seite ES zunächst in einem Analog-Digital-Wandler ADW digitalisiert und anschließend einem Phasenschätzungsmodul PSM zugeführt. Hier wird ein modulationsspezifischer Algorithmus (vergleiche Veröffentlichung IV) mit Hilfe von Hochgeschwindigkeits-Digital-Signalverarbeitung durchgeführt. Die auf diese Weise vom Phasenrauschen befreiten Inphase- und Quadratur-Signale werden anschließend einem elektrischen Entscheidermodul EDM, einem differenziellen Dekoder DDK und einem Multiplexer MU zugeführt, welche in Abhängigkeit vom gewählten Modulationsformat die ursprünglichen Daten-Bits DB durch entsprechende Entscheidungen und entsprechende Entscheider- und Dekoder-Logik sowie durch Multiplexen der parallel vorliegenden Bits in serielle Datenströme rekonstruieren.to Elimination of the phase noise of the received in-phase signal I * (t) and the received quadrature signal Q * (t) become these the electrical side ES first digitized in an analog-to-digital converter ADW and then a Phase estimation module PSM supplied. Here is a modulation-specific algorithm (see publication IV) using high-speed digital signal processing carried out. The inphase and quadrature signals thus freed from phase noise then become one electrical decision module EDM, a differential decoder DDK and a multiplexer MU supplied, which depends on selected Modulation format the original Data bits DB through appropriate decisions and appropriate Decision and decoder logic as well as by multiplexing the parallel reconstruct present bits into serial data streams.

Zusätzlich zum Phasenschätzungsmodul PSM (parallel oder integriert) kann noch ein digitales Entstörmodul ETM zur Kompensation von elektrischen Störeffekten (Electronic Distortion Equalisation) vorgesehen sein. Dieses arbeitet jedoch modulationsformatunabhängig für alle möglichen M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate und wird damit stationär und ständig angesteuert betrieben. Die beschriebenen modulationsformatabhängigen elektrischen Komponenten ELK des Empfangskreises EK sind wiederum in Elektronikmodulen EM zusammengefasst, die – wie bei den Elektronikmodulen EM des Sendekreises SK – in Abhängigkeit vom gewählten aktuellen Modulationsformat entweder alternativ im Empfangskreis EK vorhanden sind oder alle gemeinsam in einem Array angeordnet und individuell angesteuert werden. Dabei kann der universell einsetzbare Analog-Digital-Wandler ADW in das Elektronikmodul EM aufgenommen (und damit für jedes Modulationsformat getrennt zu Verfügung gestellt werden) oder aber außerhalb des Elektronikmoduls EM einmalig auf der elektrischen Seite ES des Empfangskreises EK vorgesehen sein.In addition to Phase estimation module PSM (parallel or integrated) can still a digital suppression module ETM for the compensation of electrical disturbances (Electronic Distortion Equalization) may be provided. However, this works independently of modulation format for all possible ones M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats and becomes so stationary and constantly operated operated. The described modulation format dependent electrical Components ELK of the receiving circuit EK are again in electronic modules EM summarized, which - like in the electronic modules EM of the transmission circuit SK - depending on of the chosen current modulation format either alternatively in the receive circuit EK are present or all arranged together in an array and individually controlled. Here, the universally applicable Analog-to-digital converter ADW added to the electronic module EM (and thus for each modulation format can be provided separately) or but outside of the electronic module EM once on the electrical side ES of the receiving circuit EK be provided.

ADWADW
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
ASAS
Ansteuersignalcontrol signal
CWCW
Dauerstrich-LaserContinuous wave laser
DDKDDK
differenzieller Dekoderdifferential decoder
DBDB
zu übertragende Daten-Bitsto be transferred Data bits
DEDE
Differenz-EmpfängerDifferential receiver
DMDM
Demultiplexerdemultiplexer
DPCDPC
differenzieller Precoderdifferential precoder
EI(t)E I (t)
moduliertes Inphase-Signalmodulated In-phase signal
EQ(t)E Q (t)
moduliertes Quadratur-Signalmodulated Quadrature signal
ELKELK
elektrische Komponenteelectrical component
EMEM
Elektronikmodulelectronic module
EDMEDM
Entscheidermoduldecision module
EKEK
Empfangskreisreceiving circuit
ESIT
elektrische Seiteelectrical page
ETMETM
Entstörmodulinterference suppression module
HBHB
2 × 4 90° Hybrid2 × 4 90 ° hybrid
I*(t)I * (t)
empfangenes elektrisches Inphase-Signalreceived electrical in-phase signal
I(t)I (t)
elektrisches Inphase-Signalelectrical In-phase signal
IQEIQE
IQ-HomodynempfängerIQ homodyne
IQMIQM
IQ-ModulatorIQ modulator
IQSIQS
IQ-SenderIQ transmitter
IZIZ
Inphase-ZweigIn-phase branch
LGLG
LevelgeneratorLevel generator
LOLO
Lokallaserlocal laser
LQLQ
Lichtquellelight source
MFMSMFMS
Multiformat-ModulationssignalMulti-format modulation signal
MFÜMFÜ
optisches Multiformat-Übertragungssystemsoptical Multi-format transmission system
MMIMMI
Multimode-InterferenzkopplerMultimode interference coupler
MTMT
Modulatortreibermodulator driver
MUMU
Multiplexermultiplexer
MZMMZM
Mach-Zehnder-ModulatorMach-Zehnder modulator
OKOK
optischer Koppleroptical coupler
OSOS
optische Seiteoptical page
OÜKOÜK
optischer Übertragungskanal (Glasfaser)optical transmission channel (Glass fiber)
PSPS
Phasenschieberphase shifter
PSMPSM
PhasenschätzungsmodulPhase estimation module
Q*(t)Q * (t)
empfangenes elektrisches Quadratur-Signalreceived electric quadrature signal
Q(t)Q (t)
elektrisches Quadratur-Signalelectrical Quadrature signal
QZQZ
Quadratur-ZweigQuadrature branch
SKSK
Sendekreistransmission circuit

Claims (10)

Optisches Multiformat-Übertragungssystem für einen optischen Übertragungskanal mit einem Sendekreis mit einer Lichtquelle und einem Modulator zur Modulation der zu sendenden Daten in verschiedenen, in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Übertragungskanals auswählbaren Modulationsformaten und einem Empfangskreis mit einem Demodulator zur Demodulation der in verschiedenen Modulationsformaten empfangenen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass • auf der optischen Seite (OS) modulationsformatunabhängig im Sendekreis (SK) ein optischer IQ-Modulator (IQM) und im Empfangskreis (EK) ein optischer IQ-Homodynempfänger (IQE) zur jeweiligen Umsetzung aller möglichen M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate stationär vorhanden ist und dauerhaft angesteuert wird und dass • auf der elektrischen Seite (ES) modulationsformatabhängig im Sendekreis (SK) zur Ansteuerung des optischen IQ-Modulators (IQM) und im Empfangskreis (EK) zur Signalverarbeitung der empfangenen Daten jeweils für ein aktuell ausgewähltes M-wertiges PSK- und M-wertiges QAM-Modulationsformat mehrere elektrische Komponenten (ELK) vorhanden und in einem gemeinsamen Elektronikmodul (EM) zusammengefasst sind, wobei die verschiedenen Elektronikmodule (EM) für alle M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate entweder alternativ mobil vorhanden und gegeneinander manuell austauschbar oder parallel stationär in einem Array vorhanden und individuell elektrisch ansteuerbar sind.Optical multi-format transmission system for an optical transmission channel comprising a transmitting circuit with a light source and a modulator for modulating the data to be transmitted in different modulation formats that can be selected depending on the properties of the transmission channel and a receiving circuit with a demodulator for demodulating the data received in different modulation formats, characterized in that • an optical IQ modulator (IQM) on the optical side (OS) independent of modulation format in the transmission circuit (SK) and an optical IQ homodyne receiver (IQE) in the reception circuit (EK) for the respective conversion of all possible M-valued PSK signals and M-valued QAM modulation formats is stationary and permanently driven and that • on the electrical side (ES) modulation format dependent in the transmitting circuit (SK) for driving the optical IQ modulator (IQM) and in the receiving circuit (EK) for signal processing of the received Data jewe For a currently selected M-ary PSK and M-ary QAM modulation format, a plurality of electrical components (ELK) are present and combined in a common electronic module (EM), wherein the various electronic modules (EM) are used for all M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats either alternatively mobile present and against each other manually replaceable or parallel stationary in an array available and are electrically controlled individually. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Nutzung einzelner Elektronikmodule (EM) adaptiv in Abhängigkeit von den nach den dynamischen Eigenschaften des Übertragungskanals (OÜK) jeweils aktuell ausgewählten Modulationsformaten erfolgt.Optical multi-format transmission system according to claim 1, characterized in that the individual use of individual Electronic modules (EM) adaptive depending on the after dynamic Properties of the transmission channel (OÜK) respectively currently selected Modulation formats takes place. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (EM) im Sendekreis (SK) einen Demultiplexer (DM) zum Parallelisieren der zu sendenden Daten auf die Symbolrate, einen differenziellen Precoder (DPC) zur empfangsseitigen Kompensation des Phasenrauschens der Lichtquellen (LQ, LO) und einen elektrischen Levelgenerator (LG) zur Erzeugung mehrstufiger Ansteuersignale (AS) umfasst.Optical multi-format transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic module (EM) in the transmitting circuit (SK) a demultiplexer (DM) for parallelizing the data to be sent to the symbol rate, a differential Precoder (DPC) for the reception-side compensation of the phase noise the light sources (LQ, LO) and an electrical level generator (LG) for generating multi-stage control signals (AS). Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Square-M-QAM-Modulationsformat für alle M-wertigen Ordnungen ein gemeinsamer differenzieller Precoder (DPC) außerhalb der Elektronikmodule (EM) vorgesehen ist.Optical multi-format transmission system according to claim 3, characterized in that for the square M-QAM modulation format for all M-valued Orders a common differential precoder (DPC) outside the electronic modules (EM) is provided. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (EM) im Empfängerkreis (EK) ein digitales Phasenschätzung- und Entscheidermodul (PSM, EDM) und einen differenziellen Dekoder (DDK) zur Kompensation von Phasenrauschen und Wiedergewinnung der zu sendenden Daten (DB) und einen Multiplexer (MU) zur Entparallelisierung der wiedergewonnenen Daten umfasst.Optical multi-format transmission system after a the claims 1 to 4, characterized in that the electronic module (EM) in recipients (EK) a digital phase estimation and decision module (PSM, EDM) and a differential decoder (DDK) to compensate for phase noise and recovery of the data to be transmitted (DB) and a multiplexer (MU) for de-parallelization the recovered data. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfängerkreis (EK) auf der elektrischen Seite (ES) ein digitales Entstörmodul (ETM) zur Kompensation von elektrischen Störeffekten für alle möglichen M-wertigen PSK- und M-wertigen QAM-Modulationsformate stationär vorhanden ist und dauerhaft angesteuert wird.Optical multi-format transmission system after a the claims 1 to 5, characterized in that in the receiver circuit (EK) on the electrical Page (ES) a digital suppression module (ETM) for the compensation of electrical disturbances for all possible M-valued PSK and M-valued QAM modulation formats is stationary and permanent is controlled. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Sendekreis (SK) auf der elektrischen Seite (ES) ein modulationsformatunabhängiger Modulatortreiber (MT) und im Empfangskreis (EK) auf der elektrischen Seite (ES) ein modulationsformatunabhängiger Analog-Digital-Wandler (ADW) innerhalb oder außerhalb des jeweiligen Elektronikmoduls (EM) angeordnet ist.Optical multi-format transmission system after a the claims 1 to 6, characterized in that in the transmitting circuit (SK) on the electrical side (ES) is a modulation format independent modulator driver (MT) and in the receiving circuit (EK) on the electrical side (ES) modulation format independent Analog to digital converter (ADW) inside or outside of the respective electronic module (EM) is arranged. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für Polarisationsmultiplex der Sendekreis (SK) auf der optischen Seite (OS) gedoppelt ausgelegt ist und zusätzliche optische Komponenten zur Aufteilung auf die beiden orthogonalen Polarisationen vorgesehen sind und auf der elektrischen Seite (ES) im Empfangskreis (EK) zusätzlich ein digitales Polarisationsschätzmodul vorgesehen ist.Multiformat optical transmission system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that, for polarization multiplexing, the transmitting circuit (SK) is designed to be doubled on the optical side (OS) and additional optical components for splitting into the two orthogonal polaris are provided and on the electrical side (ES) in the receiving circuit (EK) additionally provided a digital polarization estimation module. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im IQ-Homodynempfänger (IQE) der 2 × 4 90° Hybrid (HB) als Multi-Mode-Interferenz-Koppler (MMI) ausgebildet ist und zusammen mit zwei Differenz-Empfängern (DE) auf einem gemeinsamen Chip integriert ist.Optical multi-format transmission system after a the claims 1 to 8, characterized in that in the IQ homodyne receiver (IQE) the 2 × 4 90 ° hybrid (HB) as a multi-mode interference coupler (MMI) and together with two differential receivers (DE) integrated on a common chip. Optisches Multiformat-Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle optischen und elektrischen Komponenten in einer integrierten Aufbautechnik ausgeführt sind.Optical multi-format transmission system after a the claims 1 to 9, characterized in that all optical and electrical Components are executed in an integrated construction technique.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1975693A1 (en) 2007-03-29 2008-10-01 Fujitsu Limited Optical modulation device and method with changeable modulation format
EP2747311A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-25 Alcatel Lucent Method of optical data transmission
CN103999383A (en) * 2011-12-15 2014-08-20 瑞典爱立信有限公司 Optical homodyne coherent receiver and method for receiving a multichannel optical signal
US8942518B2 (en) 2012-03-05 2015-01-27 Alcatel Lucent Flexible optical modulator for advanced modulation formats

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1975693A1 (en) 2007-03-29 2008-10-01 Fujitsu Limited Optical modulation device and method with changeable modulation format
CN103999383A (en) * 2011-12-15 2014-08-20 瑞典爱立信有限公司 Optical homodyne coherent receiver and method for receiving a multichannel optical signal
US9356705B2 (en) 2011-12-15 2016-05-31 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Optical homodyne coherent receiver and method for receiving a multichannel optical signal
CN103999383B (en) * 2011-12-15 2016-10-19 瑞典爱立信有限公司 For receiving light homodyne coherent receiver and the method for multi-channel optical signal
US8942518B2 (en) 2012-03-05 2015-01-27 Alcatel Lucent Flexible optical modulator for advanced modulation formats
EP2747311A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-25 Alcatel Lucent Method of optical data transmission
WO2014095445A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Alcatel Lucent Method of optical data transmission
CN105122689A (en) * 2012-12-19 2015-12-02 阿尔卡特朗讯 Method of optical data transmission
CN105122689B (en) * 2012-12-19 2018-04-13 阿尔卡特朗讯 Methods of Optical Data Transmission
US10419124B2 (en) 2012-12-19 2019-09-17 Alcatel Lucent Method and device for optical data transmission

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