DE60207201T2

DE60207201T2 - Kompensation von störbehaftete polarisierte Kanäle in einem optischen Übertragungssystem

Info

Publication number: DE60207201T2
Application number: DE2002607201
Authority: DE
Inventors: Bernd Franz
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: DE60207201D1; ATE309646T1

Description

Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Polarisations-Multiplex in optischen Übertragungssystemen und speziell eine Kompensation von nichtlinearen Störungen, die in Kanälen auftreten, die für Übertragungen mit Polarisations-Multiplex verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Ein bekanntes Verfahren zur Erhöhung der Übertragungskapazität von optischen Übertragungssystemen ist das Wellenlängen-Multiplex (Wavelength Division Multiplex, WDM). Für WDM-Übertragungen werden verschiedene Signale, die über dieselbe Übertragungsleitung übertragen werden (z.B. optische Fasern), mit unterschiedlichen Wellenlängen gesendet, wobei die Anzahl unterschiedlicher Frequenzen die Anzahl unterschiedlicher Signale bestimmt, die gleichzeitig über dieselbe Übertragungsleitung gesendet werden können.
Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) ist eine Erweiterung von WDM und erhöht die Übertragungskapazität durch Kombination mehrerer optischer Signale, so dass sie als Gruppe verstärkt und übertragen werden können, und bietet einen höheren spektralen Wirkungsgrad.
Eine weitere Verbesserung der Übertragungskapazität in optischen Übertragungssystemen kann man durch Polarisations-Multiplex (Polarization Division Multiplexing, PolDM) erreichen, wobei unterschiedliche Signale, die über dieselbe Übertragungsleitung übertragen werden, voneinander durch verschiedene Polarisations-Modi getrennt sind. Normalerweise wird das Polarisations-Multiplex mit (D)WDM gekoppelt, wobei mindestens zwei Signale, die zueinander polarisiert sind, mit derselben Frequenz gesendet werden.
Ein Problem in optischen Übertragungssystemen, insbesondere bei optischen Übertragungsleitungen, wie optischen Fasern, ist das Phänomen der Polarisations-Moden-Dispersion (PMD). Über eine optische Übertragungsleitung übertragene Signale sind der Polarisations-Moden-Dispersion ausgesetzt, so dass der Polarisationszustand der Signale geändert wird.
Insbesondere im Fall von (D)WDM-Systemen, die Polarisations-Multiplex nutzen, stellen nichtlineare Signalstörungen auf optischen Übertragungsleitungen, die insbesondere durch Polarisations-Moden-Dispersion (PMD) hervorgerufen werden, ein Problem dar. Für das Polarisations-Multiplex werden die Polarisationszustände unterschiedlicher Signale genutzt, um sie für die Übertragung voneinander zu trennen. Auf der Empfangsseite einer optischen Übertragungsleitung werden die unterschiedlichen Polarisationen der Signale als Grundlage dafür benutzt, verschiedene Signale voneinander zu unterscheiden, um die entsprechenden ursprünglichen Signale zu erhalten. Polarisations-Moden-Dispersion entlang der optischen Übertragungsleitung stört die auf der Polarisation beruhende Codierung der Signale. Daher kann es am Ende der optischen Übertragungsleitung sein, dass eine korrekte Decodierung der verschiedenen Signale gestört oder sogar unmöglich ist.
Weiterhin kann die Polarisations-Moden-Dispersion, welche den Polarisationszustand der über dieselbe optische Übertragungsleitung übertragenen Signale stört, nichtlineare Störungen verursachen, wie z.B. Übersprechen zwischen den Kanälen. Dies kann auch dazu führen, dass Signale am Ende einer Übertragungsleitung vorliegen, aus denen die ursprünglichen Signale nicht erhalten werden können.
Ein Hauptgrund für die Polarisations-Moden-Dispersion sind Asymmetrien und Nichtlinearitäten der in den optischen Übertragungsleitungen verwendeten optischen Fasern. Die Faser-Asymmetrie kann durch den Herstellungsprozess verursacht werden oder sie kann im Betrieb auftreten, z.B. durch mechanische Belastung, Temperaturänderungen, Vibrationen usw.
Um solche Effekte zu kompensieren, ist die Verwendung von Vorrichtungen bekannt, die mechanisch auf die optischen Fasern wirken, um eine "Gegen-Belastung" der Fasern zu bewirken. Ein Nachteil solcher mechanischer Vorrichtungen ist, dass sie über lange Zeiten anfälliger für Fehler sind. Durch Kombinationen dieser Effekte und durch die zufällige Art, wie diese Effekte zusammenwirken können, wird die resultierende Polarisations-Moden-Dispersion für verschiedene Teile einer optischen Übertragungsleitung und für verschiedene Frequenzen variieren, und es wird schwierig sein, sie vorherzusagen. Somit ist es erforderlich, solche mechanischen Vorrichtungen auf flexible und schnelle Art und Weise an die tatsächliche Polarisations-Moden-Dispersion anzupassen, wozu komplizierte und teure mechanische Anordnungen erforderlich sind.
Eine weitere Lösung ist die Verwendung spezieller optischer Fasern, die dispersions-optimiert und besonders tolerant gegen Faser-Nichtlinearitäten sind. Trotzdem können solche Fasern Signalstörungen durch Polarisations-Moden-Dispersion nicht vollständig vermeiden.
Darüber hinaus ist die Polarisations-Moden-Dispersion auch eine Funktion der Länge einer optischen Übertragungsleitung, d.h. je länger die optische Übertragungsleitung, je größer ist das Ausmaß der Polarisations-Moden-Dispersion. Als Folge davon wird die Übertragungs-Entfernung, die tatsächlich erreicht werden kann, verringert. Um Probleme durch Polarisations-Moden-Dispersion in Zusammenhang mit der Übertragungslänge zu verringern, ist eine bekannte Lösung, einfach die optische Übertragungs-Länge zu verkürzen. Dies kann zum Beispiel durch Empfänger-/Sender-Einheiten erreicht werden, die entlang einer Übertragungsleitung verteilt sind und die optische Signale decodieren und neue entsprechende optische Signale senden. Solche Empfänger-/Sender-Einheiten dienen nur zur Regeneration von optischen Signalen und bieten im Allgemeinen keine weiteren Funktionen. Weiterhin ist diese Lösung nicht dazu geeignet, die Polarisations-Moden-Dispersion und damit verbundene Effekte zu vermeiden, sondern wird nur zu deren Minimierung führen.
Weiterhin werden spezielle Frequenz-Zuordnungs-Pläne und Verfahren benutzt, um die Polarisations-Moden-Dispersion und damit verbundene Effekte zu verringern.
Im Allgemeinen ist ein mit Lösungen zur Kompensation von Polarisations-Moden-Dispersion verbundenes Problem, dass die Polarisations-Moden-Dispersion nicht komplett oder wenigstens ausreichend vermieden wird. Somit werden die Polarisations-Moden-Dispersion und die damit verbundenen Effekte weiter auftreten. Insbesondere in Systemen, in denen die Polarisations-Moden-Dispersions-Kompensation auf der Empfangsseite einer Übertragungsleitung durchgeführt wird, wird dies ein ernstes Problem darstellen. Dort kann es möglich sein, die Störungen durch Polarisations-Moden-Dispersion mindestens ausreichend zu kompensieren, aber die Störungen entlang der Übertragungsleitung, die durch Polarisations-Moden-Dispersion bewirkt werden, wie z.B. Nebensprechen, sind immer noch vorhanden. Als Folge davon ist es möglich, dass die empfangenen Signale sogar im Fall einer perfekten Polarisations-Moden-Dispersions-Kompensation gestört sind, so dass die zugrunde liegenden ursprünglichen Signale bzw. ihre Informationen nicht erhalten werden können.
In der internationalen PCT-Patentanmeldung WO 01/84748 A1 wird ein Empfänger für optische Polarisations-Multiplex-Systeme offen gelegt, in denen ein empfangenes Signal polarisationsgedemultiplext und in verschiedene Zweige aufgeteilt wird. Durch Minimierung der Korrelations-Produkte zwischen gedemultiplexten Signalen verschiedener Zweige wird sichergestellt, dass die erkannten Polarisations-Komponenten frei von Nebensprechen sind. Es werden Rückkopplungs-Steuersignale erzeugt, um den Polarisations-Demultiplexer zu steuern.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0564167 A2 wird ein Empfänger für optische Polarisations-Multiplex-Systeme offen gelegt, in denen ein empfangenes Signal polarisationsgedemultiplext und in verschiedene Zweige aufgeteilt wird. Durch geeignete Gewichtung der Polarisations-Komponenten der Signale in den verschiedenen Zweigen wird das Übersprechen zwischen benachbarten Übertragungskanälen durch Polarisations-Moden-Dispersion und/oder nichtlineare Effekte verringert oder unterdrückt.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Probleme in Zusammenhang mit der Polarisations-Moden-Dispersion bei der optischen Signalübertragung mit Polarisations-Multiplex zu beseitigen. Genauer gesagt ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von Lösungen, die eine verbesserte Kompensation von Polarisations-Moden-Dispersions-Effekten erlauben, die Signale im Polarisations-Multiplex durch nichtlineare Störungen z.B. Nebensprechen, beeinträchtigen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Um das oben angegebene Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Kompensation von Signalstörungen von Signalen bereit, die in einem optischen Übertragungssystem mit Wellenlängen-Multiplex zueinander polarisiert sind. Auf der Grundlage eines ersten Signals, das aus einem ersten polarisierten Signal erhalten wird, und eines zweiten Signals, das aus einem zweiten polarisierten Signal erhalten wird, wobei das erste und das zweite polarisierte Signal zueinander polarisiert sind, wird eine erste Signalqualität für das erste Signal bestimmt. Dann wird in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität ein erstes Fehlersignal erzeugt, das vom ersten Signal subtrahiert wird, um dessen Signalstörungen zu kompensieren.
Für eine Kompensation von Signalstörungen des zweiten Signals ist es möglich, eine zweite Signalqualität für das zweite Signal zu bestimmen und die zweite Signalqualität zu verwenden, um als Reaktion darauf ein zweites Fehlersignal zu erzeugen. Indem das zweite Fehlersignal vom zweiten Signal subtrahiert wird, wird ein kompensiertes zweites Signal bereitgestellt.
In einer bevorzugten Ausführung wird das erste Fehlersignal aus dem zweiten Signal erzeugt, und/oder das zweite Fehlersignal wird aus dem ersten Signal erzeugt.
Im Allgemeinen, aber vorzugsweise in der zuletzt genannten Ausführung umfasst das Verfahren gemäß der Erfindung die Bestimmung einer ersten Dämpfung und/oder einer ersten Verzögerung in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität und die Anwendung der ersten Dämpfung und/oder der ersten Verzögerung auf das zweite Signal, um das erste Fehlersignal zu erhalten, und/oder Bestimmung einer zweiten Dämpfung und/oder einer zweiten Verzögerung in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität und die Anwendung der zweiten Dämpfung und/oder der zweiten Verzögerung auf das erste Signal, um das zweite Fehlersignal zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausführung wird das erste Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals erzeugt, und/oder das zweite Fehlersignal wird aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals erzeugt.
Hier ist es beabsichtigt, eine erste Dämpfung in Anhängigkeit von der ersten Signalqualität zu bestimmen, um die erste Dämpfung mit einem ersten Nebensprech-Wert zu vergleichen, der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das erste Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals zu erzeugen, wenn der Vergleich eine vorher festgelegte Relation der ersten Dämpfung und des ersten Nebensprech-Wertes anzeigt.
Auf eine vergleichbare Weise ist es möglich, eine zweite Dämpfung in Anhängigkeit von der zweiten Signalqualität zu bestimmen, um die zweite Dämpfung mit einem zweiten Nebensprech-Wert zu vergleichen, der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das zweite Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals zu erzeugen, wenn der Vergleich eine vorher festgelegte Relation der zweiten Dämpfung und des zweiten Nebensprech-Wertes anzeigt.
Bezüglich einer Bewertung der Signalqualität ist es möglich, die erste Signalqualität zu bestimmen, indem die Signalqualität eines Signals bewertet wird, das durch Subtraktion des ersten Fehlersignals vom ersten Signal erhalten wird, und/oder die zweite Signalqualität zu bestimmen, indem die Signalqualität eines Signals bewertet wird, das durch Subtraktion des zweiten Fehlersignals vom zweiten Signal erhalten wird.
Um das erste Signal zu erhalten, wird beabsichtigt, das Polarisations-Demultiplex des ersten polarisierten Signals oder das Polarisations-Demultiplex und das Wellenlängen-Demultiplex des ersten polarisierten Signals aufzunehmen.
Auf ähnliche Weise kann das zweite Signal durch Polarisations-Demultiplex des zweiten polarisierten Signals oder durch Polarisations-Demultiplex und Wellenlängen-Demultiplex des zweiten polarisierten Signals erhalten werden.
Vorzugsweise wird das Polarisations-Demultiplex des ersten polarisierten und/oder des zweiten polarisierten Signals jeweils auf der Grundlage von Messwerten durchgeführt, die eine Polarisations-Signal-Qualität für das erste bzw. das zweite Signal anzeigen.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 zur Kompensation der Signalstörungen von Signalen bereit, die in einem optischen Übertragungssystem mit Wellenlängen-Multiplex zueinander polarisiert sind. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine erste Einheit zur Bestimmung einer ersten Signalqualität für ein erstes Signal, das aus einem polarisierten Signal erhalten wird, eine erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit zur Erzeugung eines ersten Fehlersignals und eine erste Signalstörungs-Kompensations-Einheit zur Subtraktion des ersten Fehlersignals vom ersten Signal, das aus dem zweiten polarisierten Signal erhalten wird, worin das erste und das zweite polarisierte Signal zueinander polarisiert sind.
Vorzugsweise enthält die Vorrichtung gemäß der Erfindung weiterhin eine zweite Einheit zur Bestimmung einer zweiten Signalqualität für das zweite Signal, eine zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit zur Erzeugung eines zweiten Fehlersignals und eine zweite Signalstörungs-Kompensations-Einheit zur Subtraktion des zweiten Fehlersignals vom zweiten Signal.
Zum Erhalten von Signalen, was den Empfang, die Entnahme, die Erkennung von Signalen und ähnliches umfasst, wird beabsichtigt, eine erste Einheit zur Bereitstellung des ersten Signals und eine zweite Einheit zur Bereitstellung des zweiten Signals zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit so angepasst, dass aus dem ersten Signal das erste Fehlersignal erzeugt wird, während zusätzlich oder als Option die zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit so angepasst ist, aus dem ersten Signal das zweite Fehlersignal zu erzeugen.
Im Allgemeinen, aber vorzugsweise für die zuletzt erwähnte Ausführung ist die erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit so angepasst, in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität eine erste Dämpfung und/oder eine erste Verzögerung zu bestimmen, und die erste Dämpfung und/oder die erste Verzögerung auf das erste Signal anzuwenden, um das erste Fehlersignal zu erhalten, und/oder die zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit ist so angepasst, in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität eine zweite Dämpfung und/oder eine zweite Verzögerung zu bestimmen, und die zweite Dämpfung und/oder die zweite Verzögerung auf das zweite Signal anzuwenden, um das zweite Fehlersignal zu erhalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit so angepasst, in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität eine erste Dämpfung zu bestimmen, die erste Dämpfung mit einem ersten Nebensprech-Wert zu vergleichen, der das Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das erste Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals zu erzeugen, wenn ein vorher festgelegter Zusammenhang zwischen der ersten Dämpfung und dem ersten Nebensprech-Wert vorliegt.
Auf eine vergleichbare Weise ist es möglich, dass die zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit so angepasst ist, in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität eine zweite Dämpfung zu bestimmen, die zweite Dämpfung mit einem zweiten Nebensprech-Wert zu vergleichen, der das Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das zweite Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals zu erzeugen, wenn ein vorher festgelegter Zusammenhang zwischen der zweiten Dämpfung und dem zweiten Nebensprech-Wert vorliegt.
Darüber hinaus kann die erste Einheit zur Bestimmung der ersten Signalqualität in Kommunikation mit der ersten Signalstörungs-Kompensations-Einheit stehen, um die erste Signalqualität für ein Signal von der ersten Signalstörungs-Kompensations-Einheit zu bestimmen, und/oder die zweite Einheit zur Bestimmung der zweiten Signalqualität kann in Kommunikation mit der zweiten Signalstörungs-Kompensations-Einheit stehen, um die zweite Signalqualität für ein Signal von der zweiten Signalstörungs-Kompensations-Einheit zu bestimmen.
Zusätzlich können Einheiten zum Polarisations-Demultiplex und/oder zum Wellenlängen-Demultiplex mindestens eines der ersten und zweiten polarisierten Signale enthalten sein.
Hier wird bevorzugt, dass eine erste Polarisations-Demultiplex-Einheit in Kommunikation mit der ersten Einheit zur Bestimmung der Signalqualität steht, um ein Polarisations-Demultiplex des ersten polarisierten Signals in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität durchzuführen.
Kurzbeschreibung der Figuren
In der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 schematisch eine Empfänger-Anordnung zur Kompensation von quasi-orthogonal polarisierten und gestörten Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
In der folgenden Beschreibung wird ein (D)WDM-Übertragungssystem angenommen, in dem Signale mittels Polarisations-Multiplex über eine optische Übertragungsleitung übertragen werden. Die Signale werden über verschiedene Kanäle übertragen, wobei jeder Kanal dazu benutzt wird, mindestens zwei unterschiedliche Signale zu übertragen, die bei gleichen Wellenlängen unterschiedliche Polarisations-Zustände haben. Mit Bezug auf 1 wird eine Übertragung von zwei Signalen mit gleicher Wellenlänge beschrieben, wobei die Signale vorzugsweise orthogonal (am Sender) polarisiert sind.
1 zeigt schematisch eine Empfangsanordnung zum Empfang polarisierter Signale eines gemeinsamen (D)WDM-Kanals. Für das oben angenommene Übertragungssystem werden zwei Signale a₁(t) und a₂(t) empfangen, wobei diese Signale bezogen aufeinander polarisiert sind.
Die Signale a₁(t) und a₂(t) werden durch einen Polarisations-Demultiplexer DMUX empfangen und durch Demultiplex unter Verwendung von Polarisationsfiltern getrennt. Weiterhin empfängt der Polarisations-Demultiplexer DMUX Rückkopplungs-Signale p₁(t) und p₂(t), die als Steuersignale für das Demultiplexen der empfangenen Signale a₁(t) und a₂(t) verwendet werden.
Der Betrieb des Polarisations-Demultiplexers DMUX wird bezüglich des Demultiplex der empfangenen Signale a₁(t) und a₂(t) mit Hilfe der Rückkopplungs-Signale p₁(t) und p₂(t) optimiert. Insbesondere werden die Rückkopplungs-Signale p₁(t) und p₂(t) dazu benutzt, den Polarisationszustand des Polarisations-Demultiplexers DMUX und speziell seiner Polarisationsfilter zu kontrollieren.
Um die Rückkopplungs-Signale p₁(t) und p₂(t) zu erhalten, können die Augen-Überwacher EM₁ und EM₂ oder jede andere geeignete Qualitätsmessungs-Einheit verwendet werden, die eine Bewertung einer Signalqualität ermöglichen.
Der Polarisations-Demultiplexer DMUX erzeugt zwei Ausgangssignale a'₁(t) und a'₂(t), von denen jedes an die Signal-Erkennungs-Einheiten SDU₁ und SDU₂ angelegt wird. Die Signal-Erkennungs-Einheiten SDU₁ und SDU₂ werden dazu benutzt, die optischen Ausgangssignale a'₁(t) und a'₂(t) des Polarisations-Demultiplexers DMUX in zwei entsprechende elektrische Signale b₁(t) und b₂(t) umzuwandeln.
Nichtlineare Störungen entlang der optischen Übertragungsleitung und insbesondere Polarisations-Moden-Dispersion und Nebensprech-Effekte stören den Polarisationszustand der Signale a₁(t) und a₂(t). Als Folge davon werden die Signale b₁(t) und b₂(t) ebenfalls nichtlinearen Signalstörungen ausgesetzt.
Die Polarisations-Moden-Dispersion (PMD) wird mittels der geschlossenen Regelschleifen behandelt, welche die Rückkopplungssignale p₁(t) und p₂(t) liefern, die den Demultiplex-Prozessen der empfangenen Signale a₁(t) und a₂(t) zugeordnet sind. Die Augen-Überwacher EM₁ und EM₂ bewerten die Qualität von Signalen, die auf der Grundlage von a₁(t) und a₂(t) abgeleitet und an die Augen-Überwacher EM₁ und EM₂ angelegt werden, bezüglich ihres Polarisationszustandes und liefern die Rückkopplungssignale p₁(t) und p₂(t) an den Polarisations-Demultiplexer DMUX, um das Polarisations-Demultiplex der Signale a₁(t) und a₂(t) zu kontrollieren.
Trotzdem ist es möglich, dass die resultierenden Signale a'₁(t) und a'₂(t) gestört sind, insbesondere durch Nebensprech-Effekte.
Wie in 1 gezeigt, werden Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ benutzt, um Nebensprech-Effekte zu kompensieren. Im Allgemeinen dienen die Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ als Einheiten, mit denen Fehlersignale an die Signale b₁(t) bzw. b₂(t) angelegt werden, so dass Signalstörungen mindestens teilweise kompensiert werden.
Die Nebensprech-Beseitigungs-Einheit XCU₁ empfängt das Signal b₁(t) und ein Fehlersignal b'₁(t) von einer Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit ESU₁. Die Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit ESU₁ empfängt das Signal b₂(t) und modifiziert das Signal b₂(t) in Abhängigkeit mindestens eines der Parameter α1 und τ1, um das Fehlersignal b'₂(t) zu erhalten. Als Ausgangssignal erzeugt die Nebensprech-Beseitigungs-Einheit XCU₁ ein Signal c₁(t), das mindestens als Approximation das ursprüngliche Signal darstellt, welches dem empfangenen Signal a₁(t) zugrunde liegt. Detaillierter ausgedrückt ist das Signal c₁(t) bezüglich Polarisations-Moden-Dispersion und Nebensprech-Effekten korrigiert.
Die Nebensprech-Beseitigungs-Einheit XCU₂ empfängt das Signal b₂(t) und ein Fehlersignal b'₂(t) von einer Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit ESU₂. Die Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit ESU₂ empfängt das Signal b₁(t) und modifiziert das Signal b₁(t) in Abhängigkeit mindestens eines der Parameter α2 und τ2, um das Fehlersignal b'₂(t) zu erhalten. Als Ausgangssignal erzeugt die Nebensprech-Beseitigungs-Einheit XCU₂ ein Signal c₂(t), das mindestens als Approximation das ursprüngliche Signal darstellt, welches dem empfangenen Signal a₂(t) zugrunde liegt. Detaillierter ausgedrückt ist das Signal c₂(t) bezüglich Polarisations-Moden-Dispersion und Nebensprech-Effekten korrigiert.
Die Parameter α1/τ1 und α2/τ2 werden von den Augen-Überwachern EM₁ bzw. EM₂ mit Hilfe von Rückkopplungs-Signalen f₁(t) bzw. f₂(t) geliefert, die an die Fehlersignal-Erzeugungs-Einheiten ESU₁ und ESU₂ angelegt werden. Die Parameter α1 und α2 geben Dämpfungen an, und die Parameter τ1 und τ2 geben Verzögerungen an, die auf die Signale b₁(t) und b₂(t) anzuwenden sind.
Um die Parameter α1 und τ1 zu erhalten, wird an den Augen-Überwacher EM₁ das Signal c₁(t) angelegt, und er berechnet die Qualität des Signals c₁(t). Als Reaktion auf die erkannte Signalqualität für das Signal c₁(t) steuert der Augen-Überwacher EM₁ die Parameter α1 und τ1, insbesondere so, dass eine optimale Augenöffnung für das Signal c₁(t) erreicht wird.
Auf eine vergleichbare Weise wird, um die Parameter α2 und τ2 zu erhalten, an den Augen-Überwacher EM₂ das Signal c₂(t) angelegt, und er berechnet die Qualität des Signals c₂(t). Als Reaktion auf die erkannte Signalqualität für das Signal c₂(t) steuert der Augen-Überwacher EM₂ die Parameter α2 und τ2, insbesondere so, dass eine optimale Augenöffnung für das Signal c₂(t) erreicht wird.
Die Signale c₁(t) und c₂(t), die von den Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ erzeugt werden, können wie folgt definiert werden: c1(t) = b1(t) – b'1(t) = b1(t) – α1·b2(t + τ1) (3)und c2(t) = b2(t) – b'2(t) = b2(t) – α2·b1(t + τ2). (4)
Hier können die Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₁ als Subtraktions-Einheiten für die Signale b₁(t) und b₂(t) bzw. die Fehlersignale b'₁(t) und b'₂(t) betrachtet werden. Für die oben beschriebene Empfangsanordnung für optische Übertragungen unter Benutzung von WDM und PolDM durchgeführte Simulationen haben gezeigt, dass das Nebensprechen um mehrere Dezibel verringert werden kann.
Für Übertragungssysteme, in denen die folgenden Annahmen erfüllt sind, z.B. wegen beliebiger anderer Mittel oder Maßnahmen, mit denen nichtlineare Effekte reduziert werden, die orthogonal polarisierte Signale stören, können weitere Ausführungen, die im Folgenden beschrieben werden, verwendet werden, um die Signale c₁(t) und c₂(t) zu erzeugen und um die zugrunde liegenden empfangenen Signale a₁(t) und a₂(t) zu erhalten.
Nimmt man zunächst an, dass keine Verzögerung oder Zeitverschiebung auf das Signal b₂(t) anzuwenden ist, um das Fehlersignal b'₁(t) zu erhalten, und nimmt man weiterhin an, dass der oben genannte Parameter α, der das Nebensprechen zwischen den Signalen a₁(t) und a₂(t) anzeigt, dem Parameter α₁ entspricht, der die Dämpfung für das Signal b₂(t) darstellt, kann das Signal c₁(t) wie folgt definiert werden: c1(t) = b1(t) – α·b2(t) = (1 – α – α2)·α1(t) + α2·α2(t) = a1(t) – ((α + α2)·α1(t) – α2·α2(t)) (5)
Hierin kann die Signalkomponente "(α + α²)·a₁(t) – α²·a₂(t)" als Fehlersignal zur Kompensation von Signalstörungen des Signals a₁(t) betrachtet werden.
Nimmt man auf vergleichbare Weise an, dass keine Verzögerung oder Zeitverschiebung auf das Signal b₁(t) anzuwenden ist, um das Fehlersignal b'₂(t) zu erhalten, und nimmt man weiterhin an, dass der oben genannte Parameter α, der das Nebensprechen zwischen den Signalen a₁(t) und a₂(t) anzeigt, dem Parameter α₂ entspricht, der die Dämpfung für das Signal b₁(t) darstellt, kann das Signal c₂(t) wie folgt definiert werden: c2(t) = b2(t) – α·b1(t) = (1 – α – α2)·a2(t) + α2·a1(t) = a2(t) – ((α + α2)·a2(t) – α2·a1(t)) (6)
Hierin kann die Signalkomponente "(α + α²)·a₂(t) – α²·a₁(t)" als Fehlersignal zur Kompensation von Signalstörungen des Signals a₂(t) betrachtet werden.
Die Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ können somit als Subtraktions-Einheiten für die Signale b₁(t) und b₂(t) und die entsprechenden Fehlersignale betrachtet werden.
Nimmt man zweitens an, dass keine Verzögerung oder Zeitverschiebung auf das Signal b₂(t) anzuwenden ist, um das Fehlersignal b'₁(t) zu erhalten, und nimmt man weiterhin an, dass der Parameter α₁, der die Dämpfung für das Signal b₂(t) darstellt, α/(1 – α) entspricht, wobei α der oben genannte Parameter ist, der das Nebensprechen zwischen den Signalen a₁(t) und a₂(t) anzeigt, kann das Signal c₁(t) wie folgt definiert werden: c1(t) = b1(t) – α/(1 – α)·b2(t) = (1 – α – α2)/(1 – α)·a1(t) = a1(t) – (α + α2/(1 – α))·a1(t) (7)
Hierin kann die Signalkomponente "(α + α²/(1 – α))·a₁(t)" als Fehlersignal zur Kompensation von Signalstörungen des Signals a₁(t) betrachtet werden.
Nimmt man auf vergleichbare Weise an, dass keine Verzögerung oder Zeitverschiebung auf das Signal b₁(t) anzuwenden ist, um das Fehlersignal b'₂(t) zu erhalten, und nimmt man weiterhin an, dass der Parameter α₂, der die Dampfung für das Signal b₁(t) darstellt, α/(1 – α) entspricht, wobei α der oben genannte Parameter ist, der das Nebensprechen zwischen den Signalen a₁(t) und a₂(t) anzeigt, kann das Signal c₂(t) wie folgt definiert werden: c2(t) = b2(t) – α/(1 – α)·b1(t) = (1 – α – α2)/(1 – α)·a2(t) = a2(t) – (α + α2/(1 – α))·a2(t) (8)
Hierin kann die Signalkomponente "(α + α²/(1 – α))·a₂(t)" als Fehlersignal zur Kompensation von Signalstörungen des Signals a₂(t) betrachtet werden.
Die Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ können wieder als Subtraktions-Einheiten für die Signale b₁(t) und b₂(t) und die entsprechenden Fehlersignale betrachtet werden.
Ausgehend von den obigen weiteren Ausführungen kann eine weitere Ausführung benutzt werden, wenn ein kleiner Wert für α vorliegt oder erwartet werden kann. Dann können die folgenden Approximationen für die Gleichungen (5) und (7) und die Gleichungen (6) und (8) verwendet werden, um die Signale c₁(t) und c₂(t) zu erhalten: c1(t) = (1 – α)·a1(t) (10)und c2(t) = (1 – α)·a2(t) (11)
Hierin können die Signalkomponenten "α·a₁(t)" und "α·a₂(t)" als Fehlersignal zur Kompensation von Signalstörungen der Signale a₁(t) bzw. a₂(t) betrachtet werden. Somit können in diesem Fall die Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ als Subtraktions-Einheiten für die Signale b₁(t) und b₂(t) und die entsprechenden Fehlersignale betrachtet werden.
Eine weitere Verbesserung des Verfahrens erhält man durch Verschiebung der optischen Phase zwischen den beiden orthogonal polarisierten Signalen auf eine Weise, dass das optimale Ergebnis (gemessen am Empfänger) erzielt wird.
Bevor die beiden orthogonal polarisierten Signale kombiniert werden, wird ein Signal an einen optischen Phasenschieber angelegt. Der Phasenschieber verschiebt das Signal in Bezug zu einem Rückkopplungs-Signal, das auf der Empfängerseite entnommen wird. Auf der Empfängerseite werden die beiden orthogonalen Signale durch Augen-Überwacher analysiert, und das Ergebnis der Analyse steuert die Phasenschieber auf der Senderseite.

Claims

Ein Verfahren zur Kompensation von Signalstörungen von zueinander polarisierten Signalen in einem optischen Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplex (WDM, DWDM), das folgende Schritte umfasst: • Demultiplexen eines empfangenen Signals, das zwei Signale liefert (b₁(t), b₂(t)), • Liefern jedes der gedemultiplexten Signale (b₁(t), b₂(t)) an entsprechende Fehlersignal-Erzeugungs-Einheiten (ESU₂, ESU₁) zur Erzeugung entsprechender Fehlersignale (b'₂(t), b'₁(t)), • Subtraktion der Signale (b₁(t), b₂(t)) von den Fehlersignalen b'₁(t), b'₂(t) in den Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ • Messung der Qualität der Ausgangssignale (c₁(t), c₂(t)) in Augen-Überwachern (EM₁, EM₂) • Erzeugung von Rückkopplungs-Signalen (p₁(t), p₂(t), f₁(t), f₂(t)) zur Steuerung des Polarisations-Demultiplexers und der Fehlersignal-Erzeugungs-Einheiten ESU₁ und ESU₂.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – Bestimmung einer ersten Dämpfung (α₁) und/oder einer ersten Verzögerung (τ₁) in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität (f₁(t)) und Anwendung der ersten Dämpfung (α₁) und/oder der ersten Verzögerung (τ₁) auf das zweite Signal (b₂(t)), um das erste Fehlersignal (b'₁(t)) zu erhalten, und/oder – Bestimmung einer zweiten Dämpfung (α₂) und/oder einer zweiten Verzögerung (τ₂) in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität (f₂(t)) und Anwendung der zweiten Dämpfung (α₂) und/oder der zweiten Verzögerung (τ₂) auf das erste Signal (b₁(t)), um das zweite Fehlersignal (b'₂(t)) zu erhalten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – Bestimmung einer ersten Dämpfung (α₁) in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität (f₁(t)), Vergleich der ersten Dämpfung (α₁) mit einem ersten Nebensprech-Wert (α), der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale (b₁(t), b₂(t)) stört, und Erzeugung des ersten Fehlersignals (b'₁(t)) aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals (a₁(t)) und des zweiten polarisierten Signals (a₂(t)), wenn der Vergleich eine vorher festgelegte Relation der ersten Dämpfung (α₁) und des ersten Nebensprech-Wertes (α) anzeigt, und/oder – Bestimmung einer zweiten Dämpfung (α₂) in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität (f₂(t)), Vergleich der zweiten Dämpfung (α₂) mit einem zweiten Nebensprech-Wert (α), der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale (b₁(t), b₂(t)) stört, und Erzeugung des zweiten Fehlersignals (b'₂(t)) aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals (a₁(t)) und des zweiten polarisierten Signals (a₂(t)), wenn der Vergleich eine vorher festgelegte Relation der zweiten Dämpfung (α₂) und des zweiten Nebensprech-Wertes (α) anzeigt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – Bestimmung der ersten Signalqualität (f₁(t)) durch Bestimmung einer Signalqualität eines Signals (c₁(t)), das man erhält, indem das erste Fehlersignal (b'₁(t)) vom ersten Signal (b₁(t)) subtrahiert wird, und/oder – Bestimmung der zweiten Signalqualität (f₂(t)) durch Bestimmung einer Signalqualität eines Signals (c₂(t)), das man erhält, indem das zweite Fehlersignal (b'₂(t)) vom zweiten Signal (b₂(t)) subtrahiert wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – Polarisations-Demultiplex des ersten polarisierten Signals (a₁(t)) oder Polarisations-Demultiplex und Wellenlängen-Demultiplex des ersten polarisierten Signals (a₁(t)), um das erste Signal (b₁(t)) zu erhalten, und – Polarisations-Demultiplex des zweiten polarisierten Signals (a₂(t)) oder Polarisations-Demultiplex und Wellenlängen-Demultiplex des zweiten polarisierten Signals (a₂(t)), um das zweite Signal (b₂(t)) zu erhalten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: – Bestimmung einer ersten Polarisations-Signal-Qualität (p₁(t)) für das erste Signal (b₁(t)) und Polarisations-Demultiplex des ersten polarisierten Signals (a₁(t)) in Abhängigkeit von der ersten Polarisations-Signal-Qualität (p₁(t)), und/oder – Bestimmung einer zweiten Polarisations-Signal-Qualität (p₂(t)) für das zweite Signal (b₂(t)) und Polarisations-Demultiplex des zweiten polarisierten Signals (a₂(t)) in Abhängigkeit von der zweiten Polarisations-Signal-Qualität (P₂(t))
Eine Vorrichtung zur Kompensation von Signalstörungen von zueinander polarisierten Signalen in einem optischen Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplex, die folgendes umfasst: • Einen Polarisations-Demultiplexer zum Demultiplexen eines empfangenen Signals, das zwei Signale bereitstellt (b₁(t), b₂(t)), • Fehlersignal-Erzeugungs-Einheiten ESU₁ und ESU₂ zur Erzeugung von Fehlersignalen (b'₁(t), b'₂(t)) aus den gedemultiplexten Signalen (b₂(t), b₁(t)) • Nebensprech-Beseitigungs-Einheiten XCU₁ und XCU₂ zur Subtraktion der Signale (b₁(t), b₂(t)) von den Fehlersignalen b'₁(t), b'₂(t) und zur Bereitstellung der Ausgangssignale (c₁(t), c₂(t)) • Augen-Überwacher (EM₁, EM₂) zur Messung der Qualität der Ausgangssignale (c₁(t), c₂(t)) • Rückkopplungs-Schleife zur Steuerung des Polarisations-Demultiplexers und der Fehlersignal-Erzeugungs-Einheiten ESU₁ und ESU₂ mit den Rückkopplungs-Signalen (p₁(t), p₂(t), f₁(t), f₂(t)).
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, worin: – Die erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit (ESU₁) so angepasst ist, dass sie eine erste Dämpfung und/oder eine erste Verzögerung in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität bestimmt und die erste Dämpfung und/oder die erste Verzögerung auf das erste Signal anwendet, um das erste Fehlersignal zu erhalten, und/oder – Die zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit (ESU₂) so angepasst ist, dass sie eine zweite Dämpfung und/oder eine zweite Verzögerung in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität bestimmt und die zweite Dämpfung und/oder die zweite Verzögerung auf das zweite Signal anwendet, um das zweite Fehlersignal zu erhalten.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, worin: – Die erste Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit (ESU₁) so angepasst ist, dass sie eine erste Dämpfung in Abhängigkeit von der ersten Signalqualität bestimmt, die erste Dämpfung mit einem ersten Nebensprech-Wert vergleicht, der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das erste Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals erzeugt, wenn eine vorher festgelegte Relation der ersten Dämpfung und des ersten Nebensprech-Wertes vorliegt, und/oder – Die zweite Fehlersignal-Erzeugungs-Einheit (ESU₂) so angepasst ist, dass sie eine zweite Dämpfung in Abhängigkeit von der zweiten Signalqualität bestimmt, die zweite Dämpfung mit einem zweiten Nebensprech-Wert vergleicht, der Nebensprechen repräsentiert, das mindestens eines der ersten und zweiten Signale stört, und das zweite Fehlersignal aus mindestens einem des ersten polarisierten Signals und des zweiten polarisierten Signals erzeugt, wenn eine vorher festgelegte Relation der zweiten Dämpfung und des zweiten Nebensprech-Wertes vorliegt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10, worin: – Die erste Einheit (EM₁) zur Bestimmung der ersten Signalqualität mit der ersten Signalstörungs-Kompensations-Einheit (XCU₁) verbunden ist, um die erste Signalqualität für ein Signal von der ersten Signalstörungs-Kompensations-Einheit (XCU₁) zu bestimmen, und/oder – Die zweite Einheit (EM₂) zur Bestimmung der zweiten Signalqualität mit der zweiten Signalstörungs-Kompensations-Einheit (XCU₂) verbunden ist, um die zweite Signalqualität für ein Signal von der zweiten Signalstörungs-Kompensations-Einheit (XCU₂) zu bestimmen.