Dispositivo generador y método para señal de compensación de dispersión.

Un aparato para generar una señal óptica de retorno a cero con supresión de portadora,

CSRZ, de compensación de dispersión, que comprende un módulo de división, N módulos de pre-procesamiento, N moduladores electro-ópticos (31, 32), un módulo generador de portadoras ópticas (4) y un módulo de acoplamiento óptico (5), en donde

el módulo de división está configurado para dividir una señal de datos a enviarse en N canales de señales de datos;

los N módulos de pre-procesamiento están configurados para ajustar, en el dominio de la frecuencia, las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos proporcionados a la salida por el módulo de división y proporcionar, a la salida, canales de señales eléctricas pre-distorsionadas;

el módulo de generación de portadoras ópticas está configurado para generar N canales de portadoras ópticas coherentes que tienen frecuencias diferentes;

los N moduladores electro-ópticos están configurados para modular los N canales de portadoras ópticas coherentes que tienen diferentes frecuencias en función de los N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas y para generar N canales de señales ópticas pre-distorsionadas y

el módulo de acoplamiento óptico está configurado para acoplar los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas en una señal óptica de compensación de dispersión;

en donde N es un número natural superior a 1;

el módulo de pre-procesamiento comprende un módulo de pre-procesamiento digital (11, 12) y un módulo de conversión digital-analógico (21, 22) en donde el módulo de pre-procesamiento digital (11, 12) está configurado para ajustar, en el dominio de frecuencia digital, las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos y para proporcionar, a la salida, N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales y el módulo de conversión digital-analógico (21, 22) está configurado para convertir los N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales en N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas analógicas;

en donde el módulo de generación de portadoras ópticas comprende al menos una fuente óptica para generar portadoras ópticas, al menos un generador de señal de reloj y al menos un modulador electro-óptico y un divisor óptico, en donde

el generador de señal de reloj está configurado para generar una señal de reloj que tenga una frecuencia que sea un múltiplo entero de la mitad de la frecuencia de las señales de datos;

el modulador electro-óptico está configurado para recibir una portadora óptica desde la fuente óptica y la señal de reloj desde el generador de señal de reloj, para modular la portadora óptica con la señal de reloj para obtener N canales de portadoras ópticas coherentes con las frecuencias diferentes y para combinar los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias para proporcionar, a la salida, los divisores ópticos y el divisor óptico está configurado para dividir los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias transmitidas en combinación en N canales de portadoras ópticas que se transmiten por separado.

Dispositivo generador y método para señal de compensación de dispersión.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de transmisión de comunicación y más en particular, a un método y aparato para generar una señal de compensación de dispersión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En un sistema de transmisión de fibras ópticas, el efecto de dispersión, como consecuencia de diferentes componentes de frecuencia o varias frecuencia para diversos modos de componentes de frecuencia, pueden afectar, en forma muy desfavorable, a las señales que se desplazan a través de las fibras ópticas y de este modo,

distorsionar las ondas de señales y causar una interferencia entre símbolos. Los daños incurridos por la dispersión en el rendimiento del sistema no se pueden ignorar. En general, un sistema de transmisión de fibras ópticas a través de 10 Gbits/s requiere una compensación de dispersión para garantizar la función de transmisión del sistema. Actualmente, una técnica de compensación de dispersión ampliamente comercializada utiliza fibras ópticas de compensación de dispersión que son contrarias a las características de dispersión de la fibra óptica de transmisión para realizar la compensación de dispersión. En los últimos años, debido a la capacidad de compensación de dispersión a larga distancia y a la capacidad de compensación auto-adaptada, una técnica de compensación de dispersión eléctrica, en un extremo transmisor, supera el efecto de utilización de fibra ópticas de compensación de dispersión y de este modo, atrae la especial atención del sector.

Sin embargo, un problema de la pre-compensación de la dispersión es que puede introducir una relación de potencia máxima a potencia media considerable en el extremo transmisor, que puede hacer que la señal sufra un más perjudicial efecto no lineal durante la transmisión. El efecto no lineal, en este caso, se refiere principalmente al efecto de auto-modulación de fase, el efecto de modulación de fase cruzada, el efecto de mezcla de cuatro ondas y efectos similares en fibras ópticas. La influencia del efecto no lineal está asociada con la distancia de transmisión de la señal, potencia de iniciación operativa y la forma de onda de la señal. El efecto no lineal sobre el sistema de transmisión de fibra óptica, a través de 10 Gbit/s no puede ignorarse. Actualmente, una forma efectiva para suprimir el efecto no lineal es utilizar un nuevo modo de modulación, a modo de ejemplo, retorno a cero (RZ) , retorno a cero con supresión de portadora (CSRZ) , retorno a cero fluctuante (CRZ) .

Un diagrama de bloques de un transmisor capaz de la pre-compensación de dispersión eléctrica, en la técnica anterior, se ilustra en la Figura 1. El transmisor codifica primero eléctricamente la señal de datos y genera señales eléctricas de retorno a cero, con supresión de portadora, con diversas anchuras de pulsos. A continuación, se utiliza un módulo de pre-compensación para realizar la pre-compensación de dispersión en las señales eléctricas de retorno a cero, con supresión de portadora, para generar señales eléctricas pre-distorsionadas digitales. Las señales eléctricas pre-distorsionadas digitales se convierten en señales eléctricas CSRZ de pre-compensación de dispersión por intermedio de un módulo de conversión digital-analógica. Por último, las señales eléctricas CSRZ de precompensación de dispersión se procesan por un modulador electro-óptico y se proporcionan a la salida, como seños pre-distorsionadas. Las señales ópticas pre-distorsionadas se utilizan para compensar el efecto de dispersión causado por las líneas de fibras ópticas acopladas al modulador electro-óptico. Sin embargo, la señal eléctrica 45 CSRZ introducida por el módulo de codificación puede ensanchar el ancho de banda de la señal de datos. Para un sistema a través de 10 Gbit/s, el ancho de banda del módulo de conversión digital-analógico actual no puede cumplir el requisito de ancho de banda.

La Figura 2 ilustra un diagrama convencional del espectro de una señal eléctrica CSRZ de pre-compensación de dispersión, en donde el eje x y el eje y indican la frecuencia y la potencia de la señal eléctrica CSRZ respectivamente. La señal eléctrica CSRZ tiene un ciclo de servicio del 67 %, con una anchura de lóbulo principal de 15 GHz, que es un 50 % más ancho que la anchura del lóbulo principal de los símbolos de no retorno a cero convencionales. En consecuencia, el convertidor digital-analógico es requerido para tener un ancho de banda de al menos 30 GHz. Por lo tanto, el ancho de banda del dispositivo eléctrico, tal como un convertidor digital-analógico,

requerido por la técnica de compensación de dispersión eléctrica ha de aumentarse consecuentemente. Sin embargo, el convertidor digital-analógico existente no puede cumplir este requisito. Por lo tanto, no se puede realizar, en la técnica anterior, la introducción de los símbolos de retorno a cero para la técnica de pre-compensación de dispersión eléctrica para suprimir el efecto no lineal.

El documento D1 (WO 2004/032386 A1) se refiere a la mitigación, en el dominio eléctrico, de los efectos dependientes de la polarización (PDEs) , incluyendo la Dispersión del Modo de Polarización (PMD) y la Pérdida Dependiente de la polarización (PDL) de un enlace óptico de un sistema de comunicación óptica. Los efectos PDEs impuestos sobre las señales ópticas transmitidas a través de un enlace óptico se compensan mediante el procesamiento de una señal de entrada en el dominio eléctrico antes de la transmisión. Se deriva una función de

compensación que al menos en parte compensa los efectos PDEs. A continuación, la señal de comunicación se procesa, en el dominio eléctrico, utilizando la función de compensación para generar una señal pre-distorsionada eléctrica. La señal pre-distorsionada eléctrica se utiliza luego para modular una fuente óptica para generar una señal óptica pre-distorsionada correspondiente para su transmisión a través del enlace óptico. Los efectos PDEs del enlace óptico, que operan a partir de la señal óptica pre-distorsionada, de modo que la señal óptica prácticamente no distorsionada se reciba en un extremo receptor del enlace. El documento D1 deja de sugerir cómo superar el efecto de que la técnica anterior no es capaz de introducir los símbolos de retorno a cero para la técnica de precompensación de dispersión eléctrica para suprimir el efecto no lineal, puesto que existe una alta demanda para el ancho de banda del dispositivo eléctrico, tal como un convertidor digital-analógico, que se requiere por la técnica de compensación de dispersión eléctrica.

El documento D2 (US 2006/078336 A1) se refiere a la compensación de dispersión óptica impuesta sobre una señal de comunicación transmitida a través de un sistema de comunicación óptica modulando la señal de comunicación en el dominio eléctrico. Se determina una función de compensación que prácticamente atenúa la dispersión cromática. La señal de comunicación se modula luego, en el dominio eléctrico, utilizando la función de compensación. Más concretamente, la compensación se realiza en el transmisor, utilizando una tabla de consulta y un convertidor digitalanalógico para generar una señal pre-distorsionada eléctrica. La señal pre-distorsionada eléctrica se utiliza luego para modular una fuente óptica para generar una señal óptica pre-distorsionada correspondiente para su transmisión a través del sistema de comunicación óptica. Sin embargo, el documento D2 implica componentes excesivos, esto es, tabla de consulta, detector y motor de cálculo, lo que puede no ser beneficioso para eliminar la necesidad de un ancho de banda excesivamente amplio para los dispositivos eléctricos. Además, la función de compensación se genera en función de los parámetros de rendimiento del lado receptor, en donde los parámetros de rendimiento del lado receptor se envían al transmisor como una realimentación operativa.

El documento D3 (SAID EL M M ET AL: “UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN DUOBINARIO DE 10 –GB/S ELÉCTRICAMENTE PRE-ECUALIZADO”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGYE, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, ESTADOS UNIDOS, LNKDDOI: 10.1109/JLT.2004.838812, vol. 23, nº 1, 1 de enero de 2005 (2005-01-01) , páginas 388-400, XP001227336 ISSN: 0733-8724) proponen un sistema basado en la utilización de la linealidad de un sistema de onda de luz coherente para desplazar el proceso de ecualización al transmisor, en donde los datos están todavía en una forma operativamente no corrupta. Más concretamente, la señal duo-binaria se pre-ecualiza utilizando dos filtros de FIR espaciados... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para generar una señal óptica de retorno a cero con supresión de portadora, CSRZ, de compensación de dispersión, que comprende un módulo de división, N módulos de pre-procesamiento, N

moduladores electro-ópticos (31, 32) , un módulo generador de portadoras ópticas (4) y un módulo de acoplamiento óptico (5) , en donde el módulo de división está configurado para dividir una señal de datos a enviarse en N canales de señales de datos;

los N módulos de pre-procesamiento están configurados para ajustar, en el dominio de la frecuencia, las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos proporcionados a la salida por el módulo de división y proporcionar, a la salida, canales de señales eléctricas pre-distorsionadas;

el módulo de generación de portadoras ópticas está configurado para generar N canales de portadoras ópticas 15 coherentes que tienen frecuencias diferentes;

los N moduladores electro-ópticos están configurados para modular los N canales de portadoras ópticas coherentes que tienen diferentes frecuencias en función de los N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas y para generar N canales de señales ópticas pre-distorsionadas y

el módulo de acoplamiento óptico está configurado para acoplar los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas en una señal óptica de compensación de dispersión;

en donde N es un número natural superior a 1;

el módulo de pre-procesamiento comprende un módulo de pre-procesamiento digital (11, 12) y un módulo de conversión digital-analógico (21, 22) en donde el módulo de pre-procesamiento digital (11, 12) está configurado para ajustar, en el dominio de frecuencia digital, las 30 fases y amplitudes de los N canales de señales de datos y para proporcionar, a la salida, N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales y

el módulo de conversión digital-analógico (21, 22) está configurado para convertir los N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales en N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas analógicas;

en donde el módulo de generación de portadoras ópticas comprende al menos una fuente óptica para generar portadoras ópticas, al menos un generador de señal de reloj y al menos un modulador electro-óptico y un divisor óptico, en donde el generador de señal de reloj está configurado para generar una señal de reloj que tenga una frecuencia que sea un múltiplo entero de la mitad de la frecuencia de las señales de datos;

el modulador electro-óptico está configurado para recibir una portadora óptica desde la fuente óptica y la señal de reloj desde el generador de señal de reloj, para modular la portadora óptica con la señal de reloj para obtener N 45 canales de portadoras ópticas coherentes con las frecuencias diferentes y para combinar los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias para proporcionar, a la salida, los divisores ópticos y

el divisor óptico está configurado para dividir los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias transmitidas en combinación en N canales de portadoras ópticas que se transmiten por separado. 50

2. El aparato según la reivindicación 1 caracterizado por cuanto que comprende, además, N dispositivos de retardo óptico,

estando los N dispositivos de retardo óptico configurados para retardar los N canales de señales ópticas pre

distorsionadas generadas por el modulador electro-óptico y para ajustar la diferencia temporal entre los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas, de modo que los N canales ajustados de señales ópticas pre-distorsionadas puedan entrar simultáneamente en el módulo de acoplamiento óptico.

3. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por cuanto que el modulador electro60 óptico es un modulador de Mach-Zehnder o un modulador de electro-absorción.

4. Un método para generar una señal óptica de retorno a cero con supresión de portadora, CSRZ, de compensación de dispersión, caracterizado por cuanto que comprende:

la división de una señal de datos a transmitir en N canales de señales de datos; el ajuste en el dominio de la frecuencia, de las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos y la producción, a la salida, de N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas;

la modulación de los N canales de portadoras ópticas coherentes que tienen diferentes frecuencias en función de los 5 N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas y la generación de los N canales de señales ópticas predistorsionadas y

el acoplamiento de los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas en una señal óptica de compensación de dispersión; 10 en donde N es un número natural superior a 1;

el ajuste, en el dominio de la frecuencia, de las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos y la producción, a la salida, de N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas comprende:

el ajuste, en el dominio de frecuencia digital, de las fases y amplitudes de los N canales de señales de datos y la producción, a la salida, de N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales y

la conversión de los N canales de señales eléctricas pre-distorsionadas digitales en N canales de señales eléctricas 20 pre-distorsionadas analógicas;

en donde la generación de los N canales de portadoras ópticas coherentes comprende:

la generación de una señal de reloj que tiene una frecuencia que es un múltiplo entero de la mitad de la frecuencia 25 de las señales de datos;

la recepción de una portadora óptica desde la fuente óptica y de la señal de reloj desde el generador de señal de reloj, la modulación de la portadora óptica con la señal de reloj para obtener N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias y la transmisión en combinación de los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias y

la división de los N canales de portadoras ópticas coherentes con las diferentes frecuencias transmitidas en combinación en N canales de portadoras ópticas coherentes que se transmiten por separado.

5. El método según la reivindicación 4, caracterizado por cuanto que el acoplamiento de los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas en una señal óptica de compensación de dispersión comprende:

el ajuste de la diferencia temporal entre los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas, de tal modo que los N canales ajustados de señales ópticas pre-distorsionadas entren simultáneamente en un acoplador óptico y

el acoplamiento de los N canales de señales ópticas pre-distorsionadas ajustadas en una señal óptica de compensación de dispersión.

MÓDULO CONVERSIÓN

MÓDULO PRE-

SEÑAL DE MÓDULO COMPENSACIÓN DIGITAL A ANALÓGICA DATOS CODIFIC.

FUENTE MODULADOR ÓPTICA ELECTRO-ÓPTICO

Potencia [dBm] SEÑAL DATOS

Frecuencia [GHz]

MÓDULO GENERADOR

PORTADORAS ÓPTICAS

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO MÓDULADOR ELECTRO-ÓPTICO

MÓDULO

SEÑAL DATOS MÓDULO DIVISOR MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO MÓDULADOR ELECTRO-ÓPTICO ACOPLAMIENTO ÓPTICO

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO MÓDULADOR ELECTRO-ÓPTICO

MÓDULO DIVISOR MÓDULO GENERADOR PORTADORAS ÓPTICASMÓDULO PRE-PROCESAMIENTO

MÓDULOMÓDULO PRE-CONVERSIÓN MÓDULADORPROCESAMIENTO DIGITAL A ELECTRO-ÓPTICO DIGITAL ANALÓGICO

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO ACOPLADOR DIGITAL

MÓDULOMÓDULO PRE-CONVERSIÓN MÓDULADORPROCESAMIENTO DIGITAL A ELECTRO-ÓPTICO DIGITAL ANALÓGICO

Potencia [dBm]

Frecuencia óptica relativa a 193.1 THz [GHz]

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO MÓDULO GENERADOR

PORTADORAS ÓPTICAS

MÓDULO

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO DIGITAL CONVERSIÓN DIGITAL A ANALÓGICO MÓDULADOR ELECTRO-ÓPTICO RETARDADOR ÓPTICO

SEÑAL

DATOS

MÓDULO MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO ACOPLADOR

DIVISOR DIGITAL

MÓDULO PRE-PROCESAMIENTO DIGITAL MÓDULO CONVERSIÓN DIGITAL A ANALÓGICO MÓDULADOR ELECTRO-ÓPTICO RETARDADOR ÓPTICO

GENERADOR

SEÑAL RELOJ

FUENTE ÓPTICA MODULADOR ELECTRO-ÓPTICO DIVISOR ÓPTICO