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Adaptive Dispersationskompensation mittels Fehlerstatistik

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010013D
Original Publication Date: 2002-Nov-25
Included in the Prior Art Database: 2002-Nov-25
Document File: 3 page(s) / 78K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Insbesondere bei hochbitratigen Datenuebertragungen mittels Lichtleitfaser bewirkt die Dispersion der Faser und anderer optischer Komponenten eine Begrenzung der erzielbaren Reichweite. Die Disper-sion bewirkt eine Abflachung und Verbreiterung der Lichtimpulse wodurch eine lntersymbol-lnterferenz erzeugt werden kann. Erschwerend kommt hinzu, dass die Dispersion neben einem statischen auch einen veraenderlichen Anteil aufweist, der z.B. durch Alterungs- und Temperatureffekte zustande kommt. Die uebliche Loesung dieses Problems besteht im Einfuegen von dispersionskompensierenden Fa-sern oder anderen optischen Bauelementen, wobei uebliche Fasern mit positiver Dispersion mit Fa-sern/Bauelementen mit inverser Dispersion kombiniert werden. Dazu muss die Strecke genau ver-messen werden. Ueber den gesamten von WDM-Systemen genutzten Frequenzbereich ist eine Kom-pensation der Dispersionseffekte nur mit gewissen Toleranzen moeglich, so dass insbesondere bei hohen Bitraten ein kanalgruppenspezifischer Ausgleich erforderlich ist. Der veraenderliche Anteil der Dispersion bleibt dabei unberuecksichtigt. Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sowohl die statischen, als auch die dynamischen Anteile der Dispersion zu kompensieren vermag. Die Vorrichtung besteht aus einem einstellbaren Dispersi-onsausgleichsglied, einer Fehleranalyseeinheit und einer Regelung. Der Dispersionsausgleich kann entweder auf optischem Wege vor der optoelektrischen Wandlung durch einen abstimmbaren Dispersionskompensator (z.B. mittels Fibergrating) oder in einem ein-geschraenkten Bereich auf elektrischem Wege nach der optoelektrischen Wandlung mittels einstellba-ren Filters erfolgen. Da eine geringe Dispersion sich auf das Empfangsauge aehnlich wie ein Tiefpass auswirkt, kann im einfachsten Fall die Augenoeffnung durch einen regelbaren Hochpass verbessert werden. Die Fehleranalyseeinheit wertet Uebertragungsbitfehler statistisch aus, wobei mehrere Fehlerklassen unterschieden werden, die sich durch die Lage der Bitfehler im Kontext der Nachbarbits unterschei-den.

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S

© SIEMENS AG 2002 file: 2002J13384.doc page: 1

Adaptive Dispersationskompensation mittels Fehlerstatistik

Idea: Dr . Andreas Stadler, AT-Wien; Hermann Danzer, AT-Wien

Insbesondere bei hochbitratigen Datenuebertragungen mittels Lichtleitfaser bewirkt die Dispersion der Faser und anderer optischer Komponenten eine Begrenzung der erzielbaren Reichweite. Die Disper- sion bewirkt eine Abflachung und Verbreiterung der Lichtimpulse wodurch eine lntersymbol-lnterferenz erzeugt werden kann. Erschwerend kommt hinzu, dass die Dispersion neben einem statischen auch einen veraenderlichen Anteil aufweist, der z.B. durch Alterungs- und Temperatureffekte zustande kommt.

Die uebliche Loesung dieses Problems besteht im Einfuegen von dispersionskompensierenden Fa- sern oder anderen optischen Bauelementen, wobei uebliche Fasern mit positiver Dispersion mit Fa- sern/Bauelementen mit inverser Dispersion kombiniert werden. Dazu muss die Strecke genau ver- messen werden. Ueber den gesamten von WDM-Systemen genutzten Frequenzbereich ist eine Kom- pensation der Dispersionseffekte nur mit gewissen Toleranzen moeglich, so dass insbesondere bei hohen Bitraten ein kanalgruppenspezifischer Ausgleich erforderlich ist. Der veraenderliche Anteil der Dispersion bleibt dabei unberuecksichtigt.

Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sowohl die statischen, als auch die dynamischen Anteile der Dispersion zu kompensieren vermag. Die Vorrichtung besteht aus einem einstellbaren Dispersi- onsausgleichsglied, einer Fehleranalyseeinheit und einer Regelung.

Der Dispersionsausgleich kann entweder auf optischem Wege vor der optoelektrischen Wandlung durch einen abstimmbaren Dispersionskompensator (z.B. mittels Fibergrating) oder in einem ein- geschraenkten Bereich auf elektrischem Wege nach der optoelektrischen Wandlung mittels einstellba- ren Filters erfolgen. Da eine geringe Dispersion sich auf das Empfangsauge aehnlich wie ein Tiefpass auswirkt, kann im einfachsten Fall die Augenoeffnung durch einen regelbaren Hochpass verbessert werden.

Die Fehleranalyseeinheit wertet Uebertragungsbitfehler statistisch aus, wobei mehrere Fehlerklassen unterschieden werden, die sich durch die Lage der Bitfehler im Kontext der Nachbarbits unterschei- den.

Zwei Methoden sind denkbar:

1. Die Verwendung von Pruefmustern, die fix und dem Empfaenger bekannt sind. Dazu ist ein Teil der Uebertragungskapazitaet fuer diesen Zweck zu reservieren. Beispielsweise koennen vom Sender fixe Muster in unbenutzte OH-Bytes eingefuegt werden, so dass der Empfaenger durch Vergleich der empfangenen Werte mit den erwarteten Werten die Bitfehler bestimmen kann. Da nur ein Teil der Uebertragungskapazitaet fuer die Fehleranalyse verwendet wird, sind zur Errei- chen einer statistischen Aussagekraft bei kleinen Bitfehlerraten sehr lange Auswertezeiten erfor- derlich.

2. Ist fuer die Uebertragung Forward Error Correction (FEC) im Einsatz, so erhaelt man die Moeglichkeit, direkt Abtastfehler zu erkennen, ohne dass...