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Korrektur der Laserregelung bei Signalen mit ungleicher 1-0-Verteilung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018524D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 164K

Publishing Venue

Siemens

Abstract

[g246] [g230] Idee: Werner Dietrich, AT–Wien [g248] [g231][g232] Bei den meisten Regelverfahren für Laser in opti- schen Übertragungssystemen ist es nicht möglich, die Einhaltung vorgegebener Werte für Extinction Ratio (ER) und maximalen Laserleistung P onc (oder gleichwertig P one und P zero nach Gleichung 2) direkt zu regeln. Besonders dann, wenn die statistische Verteilung der 0 und 1-Daten von 50:50 abweicht oder nicht konstant ist, kann die ER großen Schwan- kungen unterworfen sein.

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Information / Kommunikation

Korrektur der Laserregelung beiSignalen mit ungleicher 1-0-Verteilung

Idee: Werner Dietrich, AT–Wien

Bei den meisten Regelverfahren� für� Laser� in� opti-schen Übertragungssystemen ist es nicht möglich, dieEinhaltung vorgegebener Werte für� Extinction Ratio(ER) und maximalen Laserleistung P onc� (odergleichwertig P one� und P zero� nach Gleichung 2) direktzu regeln. Besonders� dann,� wenn� die� statistischeVerteilung der 0 und 1-Daten von 50:50 abweichtoder nicht konstant ist, kann die ER großen Schwan-kungen unterworfen sein.

Das hier� vorgestellte� Verfahren� ermöglicht� es,� ERund� P one� � konstant� zu� halten,� auch� wenn� die� 0-1-Verteilung stark schwankt.

Der Modulations- und Biasstrom legen den Arbeits-punkt des Lasers fest.� Als� Biasstrom� wird� jenerStrom bezeichnet, der den tiefsten Arbeitspunkt desLasers mit der kleinsten optischen Ausgangsleistungbestimmt. Der Modulationsstrom ist der zusätzlicheStrom,� der� notwendig� ist,� um die maximale ge-wünschte� optische � Ausgangsleistung zu erreichen.Wenn� man� die� Laserkennlinie� betrachtet, gibt eseinen Strom, bei dem der Laser zu arbeiten beginnt(Thresholdstrom - I th ).

Bei� weiter� steigendem� Strom� steigt� die optischeLeistung� angenähert� linear� an,� die Steilheit wirdSlope-Efficiency� (SE)� genannt.� Der� Biasstrom� I Biasliegt über I th . Die Ströme sind temperatur- und alte-rungsabhängig und müssen daher meist durch Regel-verfahren nachgestellt werden.

Abbildung 1:

Pzeroopt P

one

P

=

(1)

+

2

Die ER ist definiert durch:

ER� log

=

10

*

one

zero

P

P

(2)

Ł

ł

Aus ER und P one� lässt sich daher auch P zero� errech-nen.

Der mittlere optische Pegel P opt� kann über eine Mo-nitordiode gemessen werden. Die direkten Werte vonP zero� und P one� sind nicht messbar, da der Aufwanddafür zu groß ist. Eine Regelung kann daher nur inAbhängigkeit� vom� mittleren� optischen� Pegel P opterfolgen.

Oft wird davon ausgegangen, dass die Steilheit derLaserkennlinie SE annähernd konstant bleibt und nurder� Strom� I Bias� � geregelt� werden� muss.� Dann� wirddieser Strom� so� lange� verändert,� bis� die� mittlereoptische� Leistung� wieder� den vorgegebenen Werterreicht. Die ER ändert sich dabei jedoch sehr stark.Bessere Systeme� verändern� nach� Erfahrungswertenmit I Bias� auch I Mod .

Wenn die Verhältnisse von Pegel P zero� und P one� be-sonders� genau� eingehalten� werden müssen, ist einzweites Regelkriterium notwendig, das z.B. durch einzusätzliches Pilotsignal gewonnen werden kann. Füralle Systeme ist es aber notwendig, den Sollwert dermittleren optischen Ausgangsleistung genau zu ken-nen. Wenn nun die Wahrscheinlichkeit der mittlerenAnzahl der 0 und 1-Werte nicht konstant ist, verän-dert sich� auch� die� mittlere� optische� Ausgangsleis-tung.

Wenn die Wahrscheinlichkeit einer 0 für ein Daten-bit w(0) ist, und die Wahrscheinlichkeit einer 1 w(1),so gilt:

Gleichung 4 zeigt, dass die mittlere optische Aus-gangsleistung� P opt� � vo...