MEJORAS EN SISTEMAS DE RECEPTORES DE DATOS OPTICOS.
Receptor de datos ópticos para la distribución y desmodulación de paquetes de datos TDM,
que comprende:
- un medio (2) de distribuidor óptico y
- una pluralidad de series (3) de desmultiplexores/detectores, en las que el medio (2) de distribuidor óptico está dispuesto para distribuir selectivamente los paquetes de datos TDM a series respectivas de la pluralidad de series (3) de desmultiplexores/detectores, y en el que se dispone cada serie (3) de desmultiplexores/detectores para proporcionar una palabra (7) de datos de salida respecto de cada paquete TDM recibido desde el distribuidor óptico (2), caracterizado porque los paquetes de datos TDM son paquetes de datos TDM ópticos comprimidos, donde cada paquete de datos TDM representa una palabra de datos, y cada bit de datos dentro de cada paquete de datos TDM está representado por una diferente frecuencia de luz; la serie (3) de desmultiplexores/detectores sirve para separar componentes espectrales de cada paquete TDM comprimido y para generar un bit de la palabra de datos de salida correspondiente a cada componente espectral separado; y porque la palabra de datos de salida es una palabra en paralelo
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W0202804EP.
Solicitante: ROKE MANOR RESEARCH LIMITED.
Nacionalidad solicitante: Reino Unido.
Dirección: ROKE MANOR, OLD SALISBURY LANE,ROMSEY, HAMPSHIRE SO51 0ZN.
Inventor/es: FIRTH,BRADLEY.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 28 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H04B10/158D1
Clasificación PCT:
- H04B10/158
- H04J14/02 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04J COMUNICACIONES MULTIPLEX (peculiar de la transmisión de información digital H04L 5/00; sistemas para transmitir las señales de televisión simultánea o secuencialmente H04N 7/08; en las centrales H04Q 11/00). › H04J 14/00 que utiliza sensores de imagen de estado sólido. › Sistemas múltiplex de división de longitud de onda.
- H04Q11/00 H04 […] › H04Q SELECCION (conmutadores, relés, selectores H01H; redes de comunicación inalámbricas H04W). › Dispositivos de selección para sistemas multiplex (sistemas multiplex H04J).
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Mejoras en sistemas de receptores de datos ópticos.
Esta invención se refiere a sistemas de receptores de datos ópticos, y más en concreto se refiere a sistemas de receptores de datos ópticos TDM (time division multiplexed, multiplexados por división en el tiempo). El término sistemas de receptores de datos ópticos tal como aquí se utiliza, incluye sistemas en los que se transmite datos utilizando luz en el espectro visible y/o no visible.
Los sistemas de receptores de datos ópticos para la recepción de datos TDM son utilizados en enrutadores de señales de telecomunicaciones y otras redes de fibra óptica de alta velocidad. Uno de tales sistemas se describe en la especificación que acompaña a nuestra Publicación de Patente PCT Número WO01/10165 A1, a la que se dirige la atención mediante el presente documento, en la que se requiere que los paquetes de datos comprimidos ópticamente sean apropiadamente encaminados y descomprimidos. En tales sistemas, siempre está presente la necesidad de incrementar las velocidades de manipulación de los datos y de reducir los costes de fabricación así como el tamaño y el consumo de potencia.
La publicación PCT Número WO 00/04669 describe sistemas de conmutación óptica multiplexados por división de longitud de onda densa de múltiples longitudes de onda, en los que una sola fibra óptica lleva múltiples canales lógicos sobre múltiples longitudes de onda de la luz que son asignadas a portadoras de longitudes de onda concretas.
Un objetivo de esta invención es proporcionar un sistema mejorado de receptor de datos que sirva para facilitar la provisión de estas características deseables, y que se preste a ser utilizado en enrutadores de datos de telecomunicaciones y redes de fibra óptica de alta velocidad, y similares.
De acuerdo a la presente invención, un receptor de datos ópticos para la distribución y desmodulación de paquetes de datos TDM comprimidos, es tal como el descrito en la reivindicación 1.
La serie de desmultiplexores/detectores puede comprender una rejilla de guías de onda en serie (arrayed waveguide grating, AWG).
El medio de distribuidor óptico puede comprender una pluralidad de conmutadores de encaminamiento ópticos, uno para cada serie de desmultiplexores/detectores, que están asociados operativamente con la serie de desmultiplexores/detectores de forma que los paquetes de datos TDM son encaminados selectivamente a estos, de forma apropiada.
Los conmutadores de encaminamiento pueden comprender moduladores ópticos.
Cada uno de los moduladores puede consistir en un amplificador óptico semiconductor (semiconductor optical amplifier, SOA).
Los amplificadores ópticos pueden comprender amplificadores ópticos dopados con erbio (erbium doped optical amplifiers, EDOA).
El receptor óptico de datos puede formar una parte de un enrutador de señales de telecomunicaciones y puede ser alimentado con datos ópticos TDM desde un panel posterior óptico.
A continuación se describirá una realización de la invención con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de bloques general esquemático, de un sistema de receptor de datos ópticos y,
la figura 2 es un diagrama de bloques general esquemático, de una parte del sistema que se muestra en la figura 1, en el que las partes correspondientes tienen las mismas designaciones numéricas.
En referencia ahora a la figura 1 de los dibujos, se alimenta señales ópticas TDM portadas sobre un panel posterior óptico 1, que puede formar parte por ejemplo de un enrutador de señales de telecomunicaciones, a través de un distribuidor 2 de señales ópticas hasta una unidad 3 de desmodulación que abarca una pluralidad de unidades de desmultiplexor A a N, de las que por simplicidad se demuestra solo tres, y una de las cuales se describirá a continuación con referencia a la figura 2. Tal como se muestra ampliado en la figura 2, cada una de las unidades de desmultiplexor comprende un conmutador selector óptico 4, al que son alimentadas las señales TDM a través del distribuidor 2 de señal, desde el panel posterior 1. El funcionamiento de cada uno de los conmutadores 4 de selector óptico, es controlado a través de una línea 5 de control, una para cada conmutador, de manera que cada conmutador se abre en el instante apropiado para que pase una seleccionada de entre las señales TDM, a una AWG 6 con el que esta está asociada operativamente, para de ese modo proporcionar en paralelo a un puerto de salida 7 de una serie lineal 8 de detectores, los bits de una palabra de datos correspondiente a datos que comprenden una señal TDM seleccionada. El modo de funcionamiento de los AWGs es bien conocido y por lo tanto no se describirá en detalle, excepto para decir que cada bit de datos de un paquete de señal TDM está representado por un color o una frecuencia de luz diferentes, siendo los colores separados y encaminados por la AWG 6, recogidos en la serie 8 de detectores y encaminados a diferentes terminales de salida del puerto de salida 7.
El sistema conocido que se describe en el documento WO 01/10165/A1, utiliza un enfoque en serie para la descodificación de cada paquete TDM. Esto tiene el inconveniente de que los datos son recibidos en formato en serie mediante un fotodiodo de alta velocidad (por ejemplo, a 10 Gb/s o más). A continuación, estos datos en serie tienen que ser procesados electrónicamente para producir un formato de datos en paralelo, que después es procesado por los siguientes circuitos electrónicos y que funcionan a menor velocidad. Así, esto impone una limitación sobre la velocidad del proceso. El uso de un receptor óptico en paralelo tal como se describe aquí, no solo es más rápido sino que reduce el número de componentes electrónicos necesarios de alta velocidad, reduciendo de este modo el consumo de potencia y reduciendo potencialmente los costes de fabricación y el tamaño.
En un receptor tal como el que se describe aquí, cada paquete TDM se divide eficazmente en sus componentes espectrales por medio de una rejilla de guías de onda en serie y es por lo tanto descodificado en formato en paralelo, cada componente espectral definido representando 1 bit de los datos comprimidos. Cada componente espectral de un paquete recibido (es decir, cada bit) es dirigido a un elemento diferente de la serie 8 de detectores. Los paquetes de datos ópticos comprimidos son, de ese modo, desmultiplexados y recibidos como una palabra en paralelo, que a continuación puede interactuar directamente con electrónica de menor velocidad (no mostrada). La serie lineal 8 de detectores, puede estar adherida al sustrato de la AWG 6. El conmutador 4 de modulador o selector óptico, puede seleccionarse entre dispositivos basados en efectos de electro-absorción o electro-óptica. Actualmente los moduladores pueden fabricarse de InP, LiNb03 o polímeros ópticos. Puede incluirse un amplificador para potenciar la señal óptica, el cual puede estar integrado con el conmutador 4 de modulador o selector. La AWG 6 puede estar fabricada mediante procesos basados en silicio sobre aislante, sílice sobre silicio, o fosfuro de indio.
La serie 8 de detectores podría estar fabricada convencionalmente de un material semiconductor sensible a la parte infrarroja del espectro electromagnético, notablemente entre las longitudes de onda utilizadas para comunicaciones de fibra óptica (son ejemplos InGaAs, InP).
Podría utilizarse otros componentes dispersivos como son prismas o rejillas de difracción, para llevar a cabo la descodificación y la deserialización del paquete. Las ventajas del uso de una rejilla de guías de onda en serie, son:
- es un componente plano compacto;
- puede fabricarse en masa sobre un sustrato de silicio utilizando los procesos de fabricación existentes, que han sido desarrollados por la industria electrónica;
- tiene bajas pérdidas de guías de ondas y bajas pérdidas por acoplamiento frente a la fibra óptica en modo simple y la serie de detectores;
- las características del filtro de los canales pueden ser ajustadas cuidadosamente para satisfacer requisitos de diseño (por ejemplo ancho de banda del canal, perfil espectral, ecualización de pérdidas);
- las vías de ondas dotadas con erbio podrían incluirse en el diseño AWG, de manera que podría utilizarse la ganancia óptica para potenciar el nivel de señal e incrementar...
Reivindicaciones:
1. Receptor de datos ópticos para la distribución y desmodulación de paquetes de datos TDM, que comprende:
- - un medio (2) de distribuidor óptico y
- - una pluralidad de series (3) de desmultiplexores/detectores, en las que el medio (2) de distribuidor óptico está dispuesto para distribuir selectivamente los paquetes de datos TDM a series respectivas de la pluralidad de series (3) de desmultiplexores/detectores,
y en el que se dispone cada serie (3) de desmultiplexores/detectores para proporcionar una palabra (7) de datos de salida respecto de cada paquete TDM recibido desde el distribuidor óptico (2),
caracterizado porque
los paquetes de datos TDM son paquetes de datos TDM ópticos comprimidos, donde cada paquete de datos TDM representa una palabra de datos, y cada bit de datos dentro de cada paquete de datos TDM está representado por una diferente frecuencia de luz;
la serie (3) de desmultiplexores/detectores sirve para separar componentes espectrales de cada paquete TDM comprimido y para generar un bit de la palabra de datos de salida correspondiente a cada componente espectral separado;
y porque la palabra de datos de salida es una palabra en paralelo.
2. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la serie de desmultiplexores/detectores comprende una rejilla de guías de onda en serie (AWG).
3. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 2, en el que la AWG está integrada con la serie de detectores.
4. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 3, en el que el medio de distribuidor óptico comprende una pluralidad de conmutadores de encaminamiento ópticos, uno para cada serie de desmultiplexores/detectores, que están asociados operativamente con las series de desmultiplexores/detectores de manera que los paquetes de datos TDM son encaminados selectivamente hacia estas de forma apropiada.
5. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que los conmutadores de encaminamiento comprenden moduladores ópticos.
6. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que cada uno de los moduladores ópticos consiste en un amplificador óptico semiconductor (SOA).
7. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en la reivindicación 5, en el que los moduladores ópticos comprenden amplificadores ópticos dopados con erbio (EDOA).
8. Receptor de datos ópticos como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que el receptor de datos ópticos forma parte de un enrutador de señales de telecomunicaciones y es alimentado con datos ópticos TDM procedentes de un panel posterior óptico.
9. Enrutador de señal que incluye un receptor datos como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente.
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