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Optimale Wellenlaengenkonfiguration beim optischen Demultiplexen eines OTDM-Datensignals mit Vier-Wellenmischung in einem Halbleiterverstaerker

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011862D
Original Publication Date: 2003-Apr-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Apr-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Beim optischen Demultiplexen mit Vier-Wellenmischung (Four-Wave Mixing FWM) wird einer der Zeitkanaele durch einen diesem zeitlich ueberlagerten Steuerpulszug mit der Frequenz der Basisdatenrate durch Wellenlaengenkonversion und anschliessender optischer Spektralfilterung aus dem OTDM-Signal (Optical Time Division Multiplexing OTDM) extrahiert. Das Prinzip dieses Verfahrens ist in Abb. 1 wiedergegeben. Die Verwendung eines Halbleiterverstaerkers als nicht-lineares Medium zur Generierung des wellenlaengenkonvertierten Vier-Wellenmischsignals bietet dabei viele Vorteile gegenueber passiven Medien wie etwa der optischen Glasfaser. Die Nicht-Linearitaet in Halbleiterverstaerkern resultiert aus einer Gewinn-Saettigung des aktiven Materials und kann um Groessenordnungen hoeher sein als in Glasfasern. Eine kompakte und stabile Realisierung eines optischen Demultiplexers basierend auf Vier-Wellenmischung wird damit ermoeglicht. Allerdings entstehen bei der Verwendung eines Halbleiterverstaerkers als nicht-lineares Medium zwei Probleme, die zu einer Verschlechterung des Kanals nach Demultiplexing fuehren. Zum ersten fuehrt die Gewinn-Relaxation des Halbleiterverstaerkers zu Bitmusterabhaengigkeiten des Zeitkanals nach Demultiplexing. Dies geschieht insbesondere dann, wenn der Abstand zweier Zeitschlitze des Signals nach Demultiplexing im Bereich der charakteristischen Gewinn-Relaxationszeit liegt, wie das bei einer Basisdatenrate von 10 und 40 Gbit/s der Fall ist. Zum zweiten muss die optische Leistung des Vier-Wellenmischsignals am Ausgang des Halbleiterverstaerkers hoch genug sein, um einen ausreichenden optischen Signal-zu-Rausch-Abstand (Optical Signal-to-Noise Ratio OSNR) am elektrischen Empfaenger zu gewaehrleisten. Aufgrund dieser zwei Punkte ist es wichtig, eine optimale Wellenlaengenkonfiguration des Daten-, Steuer- und Vier-Wellenmischsignals bezueglich der spektralen Gewinnkurve des Halbleiterverstaerkers zu waehlen, um eine hoechstmoegliche Qualitaet (z.B. Bitfehlerrate, Q-Wert, sogenannte Augenoeffnung, etc.) des Zeitkanals nach Demultiplexing zu erhalten. Zur Erzeugung eines starken Vier-Wellenmischsignals mit hohem OSNR beim optischen Demultiplexen in Halbleiterverstaerkern sind zwei Effekte von Bedeutung: