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DE69125075T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Linearisierung des Betriebs eines externen optischen Modulators - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Linearisierung des Betriebs eines externen optischen Modulators

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DE69125075T2
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Yudhi Trisno
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Arris Technology Inc
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General Instrument Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft analoge optische Übertragungssysteme und betrifft im besonderen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorverzerren eines Modulationssignals, um einen linearen Betrieb eines externen optischen Modulators zu erhalten.
  • Optische Übertragungssysteme werden derzeit zum Gebrauch in verschiedenen kommunikationstechnischen Anwendungen realisiert. Beispielsweise sind nun Telefonsysteme in Gebrauch, bei denen faseroptische Technologien Anwendung finden, um Sprach- und Datensignale über große Strecken zu übertragen. Ähnlich stehen nun Kabelfernsehnetze zur Verfügung, in denen faseroptische Techniken zur Übertragung sowohl analoger wie digitaler Signale Anwendung finden.
  • Vor der Verwirklichung optischer Übertragungsnetze wurden Kabelfernsehprogramme als Hochfrequenz-(HF-)Signale über elektrische Koaxialkabel übertragen. In solchen Systemen ist es für gewöhnlich notwendig, Signale über große Entfernungen zu übertragen. Da die Stärke übertragener Signale proportional zur Länge des Kabels, über das die Signale übertragen werden, abnimmt, ist eine Verstärkung in sich wiederholenden Abständen entlang des Kabels notwendig, um eine angemessene Signalstärke aufrechtzuerhalten. Die zu diesem Zweck eingesetzten elektronischen Verstärker verursachen von Natur aus eine Verzerrung der Signale während deren Verstärkung. Im besonderen entsteht eine harmonische Verzerrung aus Nichtlinearitäten des Verstärkers, die bewirken, daß Harmonische der Eingangsfrequenzen im Ausgangssignal erscheinen. Andere Komponenten in dem Kommunikationsnetz können in ähnlicher Weise Verzerrungskomponenten eintragen.
  • Eine Lösung des Verzerrungsproblems in Koaxialkabel-HF-Kommunikationssystemen bestand bislang darin, "Feedforward"-Verstärker zu verwenden, um die Signale in sich wiederholenden Abständen entlang des Kabels zu verstärken. Feedforward-Verstärker sind beispielsweise in der US-PS 4 472 725 (Blumenkranz) mit dem Titel "LC Delay Line for Feedforward Amplifier", in der US-PS 4 617 522 (Tarbutton et al.) mit dem Titel "Temperature Regulated Feedforward Amplifier", in der US-PS 4 625 178 (Mannerstrom) mit dem Titel "Feedforward Gain Block with Mirror Image Error Amplifier" und in der US-PS 4 792 751 (Blumenkranz et al.) mit dem Titel "Apparatus for Field Testing the Performance of a Feedforward Amplifier" beschrieben.
  • Beim Betrieb eines Feedforward-Verstärkers wird eine Signalkomponente, welche die durch den Verstärker eingebrachte Verzerrung repräsentiert, aus dem verstärkten Signal herausgenommen. Diese Komponente wird sodann typischerweise phaseninvertiert, und die phaseninvertierte Verzerrungskomponente wird mit den verstärkten Signalen zusammengeführt. Die phaseninvertierte Komponente annulliert die Verzerrungskomponente in dem verstärkten Signal, wodurch ein relativ verzerrungsfreies verstärktes Signal zur Übertragung über das Kabel zurückbleibt.
  • Optische Übertragungssysteme lassen ein neues Problem in bezug auf die Beherrschung von Verzerrungen entstehen. Im besonderen sind harmonische Verzerrungen eine bedeutende Begrenzung in analogen amplitudenmodulierten optischen Kommunikationsübertragungssystemen.
  • In dem Artikel "Linearization of Broadband Optical Transmission Systems by Adaptive Predistorsion" von M. Bertelsmeier et al. in FREQUENZ, Vol. 38, Nr. 9, September 1984, wird die Linearisierung eines optischen Übertragungssystems in einem System mit einem Halbleiter-Diodenlaser durch direkte Modulation des Halbleiter-Diodenlasers diskutiert.
  • Die Linearisierung wird vorgenommen, indem ein Vorverzerrungssignal erzeugt wird, das an den Halbleiter-Diodenlaser angelegt wird. Dieses Vorverzerrungssignal wird erzeugt, indem ein Rückkopplungssignal von dem Laser oder dem Laserausgangssignal verwendet wird, um das Vorverzerrungssignal zu berechnen.
  • Um beispielsweise ein erwünschtes Träger-Rausch-Verhältnis von mindestens 58 dB in einem Kabelfernseh-Kommunikationssystem aufrechtzuerhalten, ist es bevorzugt, externe Modulatoren einzusetzen, um einen optischen Träger mit dem Kommunikationssignal zu modulieren. Jedoch sind derzeit verfügbare externe Modulatoren, wie Mach-Zehnder-Intensitätsmodulatoren, infolge des Phasen-Intensitäts-Umwandlungsprozesses nichtlinear. Nichtlinearitäten des Modulators haben harmonische Verzerrungen ungerader Ordnung zur Folge, von denen die Komponenten dritter Ordnung die wichtigsten sind.
  • Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren harmonischer Verzerrungen in einem analogen optischen Übertragungssystem unter Verwendung eines externen Modulators zu schaffen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren geschaffen.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines vorverzerrten Signals zum Gebrauch beim Linearisieren eines optischen Intensitätsmodulators gelöst, wobei die Vorrichtung umfaßt:
  • Mittel zum Aufteilen eines Eingangssignals auf einen ersten und einen zweiten Pfad;
  • Verzerrungsgeneratormittel, die an den zweiten Pfad gekoppelt sind, zum Einführen von Verzerrungskomponenten in das Eingangssignal;
  • Phasenverschiebungsmittel, die an einen der Pfade gekoppelt sind, zum Verschieben der Phase des Eingangssignals auf dem ersten Pfad in bezug auf das verzerrte Eingangssignal auf dem zweiten Pfad; und
  • Mittel zum Kombinieren des Eingangssignals aus dem ersten Pfad mit dem verzerrten Eingangssignal aus dem zweiten Pfad, um ein kombiniertes Signal für die Bereitstellung des vorverzerrten Signals zum Modulieren eines Ausgangssignals einer Lichtquelle durch den externen optischen Modulator zu bilden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Linearisieren des Ausgangssignals eines externen analogen optischen Modulators, welches die Schritte umfaßt:
  • Aufteilen eines Eingangssignals auf einen ersten und einen zweiten Pfad;
  • Verzerren des Eingangssignals auf dem zweiten Pfad;
  • Einstellen der Phase des Eingangssignals auf dem ersten Pfad in bezug auf das Eingangssignal auf dem zweiten Pfad, um eine Phasenverschiebung zu kompensieren, die in das verzerrte Eingangssignal auf dem zweiten Pfad eingeführt wurde; und
  • Kombinieren des Eingangssignals aus dem ersten Pfad mit dem verzerrten Eingangssignal aus dem zweiten Pfad, um ein kombiniertes Signal zum Bereitstellen eines vorverzerrten Signals zu bilden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 19 und 20.
  • Eine Vorrichtung und ein Verfahren dieser Art finden besondere Anwendung in einem AM-Kabelfernseh-Superstrecken- (Supertrunk-)Verteilsystem.
  • Das erfindungsgemäße Konzept hat den weiteren Vorteil, daß es eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitstellt, die wirtschaftlich, ohne weiteres herzustellen und zuverlässig sind.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Linearisieren des Ausgangssignals eines externen analogen optischen Modulators geschaffen. Die Phase eines modulierenden Signals wird so eingestellt, daß durch einen externen optischen Modulator und einen zum Vorverzerren des Signals benutzten Verzerrungsgenerator eingeführte Phasenverschiebungen kompensiert werden. Das Modulationssignal wird mit Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung vorverzerrt, die den durch den Modulator eingeführten Verzerrungskomponenten ähnlich sind, aber eine umgekehrte Polarität aufweisen. Das vorverzerrte, phasenverschobene Modulationssignal wird an einen Modulationssignaleingang des externen Modulators gekoppelt.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind Mittel vorgesehen zum Aufteilen eines Eingangssignals auf einen ersten und einen zweiten Pfad. An den ersten Pfad sind Phasenverschiebungsmittel zum Verschieben der Eingangssignalphase angekoppelt. An den zweiten Pfad sind Verzerrungsgeneratormittel zum Einführen von Verzerrungskomponenten in das Eingangssignal angekoppelt. Das phasenverschobene Eingangssignal aus dem ersten Pfad wird mit dem verzerrten Eingangssignal aus dem zweiten Pfad kombiniert, um ein vorverzerrtes Signal zum Gebrauch beim Modulieren einer Lichtquelle bereitzustellen. Es ist ein Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsmaß oder sog. Regelverstärker angekoppelt, um die Verzerrungskomponenten in dem vorverzerrten Signal auf einen gewünschten Pegel zu verstärken. Die Phasenverschiebungsmittel können auch einstellbar sein, um eine gewünschte Phasenverzögerung zu erhalten. Der Regelverstärker zur Verstärkung der Verzerrungskomponenten ist im zweiten Pfad zwischen den Verzerrungsgeneratormitteln und den kombinierenden Mitteln gekoppelt. An den Eingang des Verstärkers kann ein Dämpfungsglied angekoppelt sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der Regelverstärker so gekoppelt, daß er das durch die kombinierenden Mittel bereitgestellte vorverzerrte Signal verstärkt. In dieser Ausführungsform können die kombinierenden Mittel das phasenverschobene Eingangssignal von dem verzerrten Eingangssignal subtrahieren, um ein vorverzerrtes Signal bereitzustellen, das hauptsächlich die Verzerrungskomponenten umfaßt. Das verstärkte vorverzerrte Signal aus den kombinierenden Mitteln wird sodann mit dem Eingangssignal summiert, um ein Modulationssignal für die Lichtquelle bereitzustellen. Das Eingangssignal kann auch vor der Summation mit dem verstärkten vorverzerrten Signal verstärkt werden.
  • Bei beiden Ausführungsformen kann die Lichtquelle einen Festkörperlaser umfassen. Der externe Modulator kann einen Mach- Zehnder-Modulator umfassen. Die Verzerrungsgeneratormittel stellen Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung bereit, die in ihrer Polarität den durch den externen Modulator eingeführten Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung entgegengesetzt sind.
  • Im besonderen können die Verzerrungsgeneratormittel ein Diodenpaar umfassen, welches mit umgekehrten Polaritäten parallelgeschaltet ist. Jede Diode wird durch eine entsprechende Stromquelle in Durchlaßrichtung vorgespannt. Das vorgespannte Diodenpaar wird mit dem zweiten Pfad in Reihe gekoppelt, um das Eingangssignal zu verzerren.
  • Weitere Merkmale und Vorteile sind in der nachfolgenden Detailbeschreibung offenbart.
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Paralleldioden- Verzerrungsgenerators, der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann;
  • Fig. 3 ist ein Ersatzschaltbild des Verzerrungsgenerators nach Fig. 2;
  • die Figuren 4a bis 4c sind spektrale Muster der durch einen Vorverzerrungsschaltkreis, einen externen Modulator und deren Kombination eingeführten Verzerrung; und
  • Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
  • Externe Modulatoren wie Mach-Zehnder-Modulatoren lassen sich beim Modulieren eines optischen Trägers, beispielsweise eines Laserstrahls, mit einem Kommunikationssignal zur Analogübertragung nutzen. Die externe Modulation ist zur Analoglichtwellenverteilung erwünscht, weil ein Hochleistungs-Diodenpumplaser verwendet werden kann, um eine gute Leistungsbilanz zu erzielen. Außerdem ist die Intermodulationsverzerrung frequenzunabhängig.
  • Ein Problem mit externen Modulatoren liegt darin, daß sie nichtlinear sind, wobei der Grad der Nichtlinearitäten von Gerät zu Gerät variiert. Die vorliegende Erfindung schafft einen universellen Vorverzerrungsschaltkreis zum Linearisieren eines optischen Intensitätsmodulators. Es ist sowohl eine Phasen- wie Amplitudenanpassung des modulierenden Signals vorgesehen, um dem Schaltkreis die Anpassung an einen beliebigen externen Modulator zu gestatten.
  • Figur 1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Vorverzerrungsschaltkreises gemäß der Erfindung. Ein HF-Eingangssignal, beispielsweise ein Kabelfernseh-(CATV-)Signal wird an einem Anschluß 10 eingespeist. Das Signal wird in einem herkömmlichen Richtkoppler 12 auf zwei Pfade aufgeteilt. Auf dem ersten Pfad wird die Phase des Signals durch einen veränderbaren Phasenschieber 16 verschoben. Auf dem zweiten Pfad wird das Signal durch einen Verzerrungegenerator 14 verzerrt, der ein Diodenpaar umfassen kann, welches mit umgekehrten Polaritäten parallelgeschaltet ist. Die Strom-Spannungs-Charakteristik eines solchen Diodenpaares ist im Symbol 14 gezeigt. Das vom Verzerrungsgenerator 14 ausgegebene verzerrte Signal wird einem Dämpfungsglied 18 und einem Regelverstärker 20 zugeführt.
  • Das phasenverschobene Signal aus dem ersten Pfad und das verzerrte Signal aus dem zweiten Pfad werden in einem herkömmlichen Koppler 22 kombiniert, um ein Modulationssignal für einen externen Modulator 30 zu erzeugen. Der Modulator 30, der ein Mach-Zehnder-Modulator oder ein anderer optischer Modulator sein kann, moduliert einen kohärenten Lichtstrahl aus einem Laser 32 zur Übertragung über eine optische Faser 34.
  • Der in Fig. 1 dargestellt Schaltkreis liefert einen adaptiven Harmonische-Verzerrungsgenerator. Er ist so konzipiert, daß er Verzerrungskomponenten erzeugt, die den durch den externen Modulator 30 erzeugten ähnlich sind, aber entgegengesetzte Phasen haben. Der Phasenschieber 16 und der Verstärker 20 werden eingestellt (z.B. nach der Trial-and-error-Methode), um eine Phasenverzögerung und Amplitude zu erhalten, aus denen eine optimale Linearisierung des Ausgangssignals des Modulators 30 resultiert. Der Verstärker 20 dient dazu, den Verzerrungspegel entsprechend der zum Modulieren des optischen Modulators 30 angewandten Modulationstiefe einzustellen.
  • Anzumerken ist, daß der Pegel der durch den Verzerrungsgenerator 14 eingeführten Verzerrungskomponenten nicht genau gleich dem der durch den Modulator 30 erzeugten Verzerrungskomponenten sein muß. Die einzige Bedingung an den Verzerrungsgenerator besteht darin, harmonische Verzerrungskomponenten zu erzeugen, die ähnlicher Ordnung sind wie die durch den externen Modulator erzeugten. Da externe Modulatoren im allgemeinen Harmonische ungerader Ordnung erzeugen, erzeugt der Verzerrungsgenerator 14 ebenfalls Harmonische ungerader Ordnung.
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Diodenpaar-Verzerrungsgenerators, der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann. Ein Eingangssignal ist über einen Anschluß 40 an die Anode einer Diode 44 und die Kathode einer Diode 46 gekoppelt. Ein Widerstand 42 sorgt für eine korrekte Eingangsimpedanz. Die Diode 46 ist durch eine allgemein mit "80" bezeichnete Stromquelle in Durchlaßrichtung vorgespannt. Die Stromquelle umfaßt ein herkömmliches Transistor- Paar 48, 50 mit einem Potentiometer 60, um ein Einstellen des Ausgangsstroms zu gestatten. Das Anlegen des Stroms geschieht durch eine Drossel 56, die Wechselstrom-(AC-)Komponenten des Eingangssignals daran hindert, in die Stromquelle zurückzukoppeln.
  • Eine ähnliche Stromquelle 82 wird benutzt, um die Diode 44 in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Diese Quelle umfaßt ein Transistor-Paar 52, 54 mit einem Potentiometer 62, das zum Einstellen des Ausgangsstromes verwendet wird. Eine Drossel 58 verhindert, daß AC-Komponenten des Eingangssignals in die Stromquelle zurückkoppeln. Kondensatoren 64, 66 hindern die Gleichstrom-(DC-)Vor- oder Biasströme daran, mit dem verzerrten Signal zu einem Ausgangsanschluß 70 übertragen zu werden. Die Ausgangsimpedanz des Schaltkreises wird durch einen Widerstand 68 hergestellt.
  • Fig. 3 ist ein vereinfachtes Diagramm des Schaltkreises aus Fig. 2. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
  • Das Ansprechverhalten des Diodenpaar-Schaltkreises kann mathematisch ausgedrückt werden als
  • VO=2RLIB(VTVIN/(1+2VTIB(RS+RL))+(VTVIN)³/6(1+2VTIB(RS+RL))&sup4; + ...]
  • wobei
  • VO Ausgangsspannung
  • RL Lastimpedanz
  • IB Dioden-Biasstrom
  • VT Dioden-Schwellenspannung (Q/kT)
  • RS Eingangsimpedanz
  • VIN Eingangsspannung
  • In ähnlicher Weise kann das Ansprechverhalten eines externen optischen Modulators ausgedrückt werden als
  • = PO = PB [(KVM - (KVM)³/8)Sinwt + ((KVM)³/24)Sin3wt + ...]
  • wobei
  • PO Optische Ausgangsleistung
  • PB Optische Bias-(Vorspannungs-)Leistung
  • K Konstante, welche für jeden verschiedenartigen Modulator eindeutig ist
  • VM Modulierendes Signal
  • Die Figuren 4a bis 4c zeigen das jeweilige Spektralverhalten der Signale, die durch den Verzerrungsgenerator und den externen Modulator geführt werden, und der kombinierten Signale. Wie in Fig. 4a gezeigt, durchläuft ein Eingangssignal mit einer Frequenz f&sub1; den Verzerrungsgenerator mit einer Spektralantwort 90. Der Verzerrungsgenerator führt eine Harmonische dritter Ordnung bei 3 f&sub1; ein, wie mit "96" bezeichnet. Das Ansprechverhalten des externen Modulators, wie in Fig. 4b gezeigt, ist derart, daß die Signalfrequenz f&sub1; mit einer Antwort 92, die richtungsgleich mit der Antwort 90 durch den Verzerrungsgenerator ist, hindurchgeleitet wird. Die Harmonischen dritter Ordnung, die bei 3 f&sub1; erzeugt werden, zeigen jedoch eine Antwort 98 mit einer Polarität, die derjenigen der durch den Verzerrungsgenerator eingeführten Harmonischen dritter Ordnung entgegengesetzt ist. Daraus resultiert bei Modulation des Modulators mit einem durch den Verzerrungsgenerator geleiteten Signal ein Ausgangssignalspektrum wie in Fig. 4c gezeigt. Im besonderen addieren sich die gewünschten Signalspektren bei f&sub1; zu einer Antwort, wie sie mit "94" bezeichnet ist. Die Harmonischen dritter Ordnung heben sich auf, wie bei "100" gezeigt.
  • Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vorverzerrungsschaltkreises ist in Fig. 5 gezeigt. Das an einem Anschluß 110 anliegende HF-Eingangssignal wird an einen Richtkoppler 112 gekoppelt, der das Signal auf einen ersten und einen zweiten Pfad aufteilt. Auf dem ersten Pfad wird das Signal in einem herkömmlichen Dämpfungsglied 118 gedämpft und einem veränderlichen Phasenverschiebungs-Schaltkreis 116 zugeführt. Auf dem zweiten Pfad wird das HF-Eingangssignal in einem Richtungskoppler 120 erneut aufgeteilt. Ein Ausgang des Kopplers 120 koppelt das Signal an einen Verzerrungsgenerator 114, der den in Fig. 2 dargestellten Schaltkreis umfassen kann. Das phasenverschobene Eingangssignal aus dem Phasenschieber 116 wird in einem Kombinator 122 von dem verzerrten Eingangssignal aus dem Verzerrungsgenerator 114 subtrahiert. Das Ausgangssignal des Kombinators 122 enthält die durch den Verzerrungsgenerator 114 eingeführten Verzerrungskompanenten.
  • Die vom Kombinator 122 ausgegebenen Verzerrungskomponenten werden durch einen rauscharmen linearen Regelverstärker 124 verstärkt und in einem Summierer 128 mit dem ursprünglichen HF-Eingangssignal nach Verstärkung durch einen weiteren Regelverstärker 126 summiert. Die Verstärkungen der Verstärker 124, 126 und die durch den Phasenschieber 116 eingeführte Phasenverzögerung werden so einstellt, daß die Linearisierung eines optischen Intensitätsmodulators 130 optimiert wird. Das kombinierte Signal aus dem Summierer 128 wird als Modulationssignal für den Modulator verwendet, der ein optisches Ausgangssignal eines Lasers 132 zur Übertragung auf einer optischen Faser 134 moduliert.
  • Es sollte nun erkennbar sein, daß die Erfindung einen universellen Vorverzerrungs-Schaltkreis schafft, der geeignet ist, beim Linearisieren des Ausgangssignals eines optischen Intensitätsmodulators Anwendung zu finden. Der Schaltkreis ist geeignet für Breitband-Mehrkanal-Übertragungssysteme, wie CATV-Verteilsysteme. Die Verwendung eines vorverzerrten Modulationssignals in Verbindung mit einem herkömmlichen optischen Intensitätsmodulator reduziert auf wirksame Weise die durch den Modulator erzeugte Nichtlinearität dritter Ordnung. Als Folge davon kann ein höherer optischer Modulationsindex verwendet werden, woraus eine bessere Leistungsbilanz der Übertragungsstrecke für eine gegebene optische Leistungsquelle resultiert. Durch Einstellen der Phasenverzögerung und Amplitude des modulierenden Signals werden die intrinsischen zusammengesetzten Dreifach-Schwebungen dritter Ordnung des Modulators reduziert.
  • Obgleich die Erfindung in Zusammenhang mit verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird für den Fachmann erkennbar sein, daß zahlreiche Anpassungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Bereitstellen eines vorverzerrten Signals zum Gebrauch beim Linearisieren eines externen optischen Intensitätsmodulators (30,130), welche umfaßt:
Mittel zum Aufteilen (12,112) eines Eingangssignals auf erste und zweite Pfade;
Verzerrungsgeneratormittel (14,114), die an den zweiten Pfad gekoppelt sind, zum Einführen von Verzerrungskomponenten in das Eingangssignal;
Phasenverschiebungsmittel (16,116), die an einen der Pfade gekoppelt sind, zum Verschieben der Phase des Eingangssignals auf dem ersten Pfad in Bezug auf das verzerrte Eingangssignal auf dem zweiten Pfad; und
Mittel zum Kombinieren (22,122) des Eingangssignals aus dem ersten Pfad mit dem verzerrten Eingangssignal aus dem zweiten Pfad, um ein kombiniertes Signal für die Bereitstellung des vorverzerrten Signais zu bilden, um ein Ausgangssignal einer Lichtquelle durch den externen optischen Intensitätsmodulator zu modulieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verzerrungsgeneratormittel (14,114) umfaßt:
ein Diodenpaar (44,46), welches mit umgekehrten Polaritäten parallel geschaltet ist;
eine erste Stromquelle (80) zur Durchlaß-Vorstrom- Beaufschlagung der einen der Dioden;
eine zweite Stromquelle (82) zur Durchlaß-Vorstrom- Beaufschlagung der anderen der Dioden; und
Mittel zum Koppeln des Diodenpaars (44,46) in Reihe mit dem zweiten Pfad.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Phasenverschiebungsmittel (16,116) einstellbar ist, um eine gewünschte Phasenverzögerung bereitzustellen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche weiter umfaßt:
einen Verstärker mit variablem Verstärkungsmaß (20,124), welcher angekoppelt ist, um die Verzerrungskomponenten einstellbar zu verstärken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Verstärker mit variablem Verstärkungsmaß (20) in den zweiten Pfad zwischen das Verzerrungsgeneratormittel (14) und das kombinierende Mittel (22) gekoppelt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, welche weiter umfaßt:
ein Dämpfungsglied (18), welches zwischen das Verzerrungsgeneratormittel (14) und den Verstärker (20) gekoppelt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Verstärker mit variablem Verstärkungsmaß (124) angekoppelt ist, um das kombinierte Signal zu verstärken, das durch das kombinierende Mittel (122) bereitgestellt wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das kombinierende Mittel (122) das phasenverschobene Eingangssignal von dem verzerrten Eingangssignal subtrahiert, um das kombinierte Signal bereitzustellen, welches hauptsächlich die Verzerrungskomponenten umfaßt.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche weiter umfaßt:
Mittel zum Summieren (128) des Eingangssignals mit dem kombinierten Signal aus dem kombinierenden Mittel (122), um das vorverzerrte Signal für den externen optischen Intensitätsmodulator bereitzustellen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, welche weiter umfaßt:
Verstärkermittel (126) zum Verstärken des Eingangssignals vor der Summation mit den Verzerrungskomponenten.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle ein Festkörperlaser (32,132) ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das vorverzerrte Signal an einen Mach-Zehnder- Modulator (30,130) zum Modulieren eines Ausgangssignals des Lasers (32,132) gekoppelt ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verzerrungsgeneratormittel (14,114) Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung bereitstellt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, welche umfaßt:
Mittel zum Einstellen des Verstärkungsmaßes des Verstärkers (20,126), um die Verzerrungskomponenten mit einem Pegel bereitzustellen, der notwendig ist, um das Ausgangssignal des Modulators (30,130) zu linearisieren; und
Mittel zum Koppeln (22,126) der verstärkten Verzerrungskomponenten an einen Signaleingang für ein modulierendes Signal des Modulators (30,130).
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Phasenverschiebungsmittel (16,116) die Phase des Eingangssignals verschiebt, um für eine Kompensation einer Phasenverschiebung zu sorgen, die durch das Verzerrungsmittel (14,114) eingeführt wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Verzerrungskomponenten Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung ähnlich den Verzerrungskomponenten sind, welche durch den Modulator (30,130) eingeführt werden, aber mit umgekehrter Polarität.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Phasenverschiebungsmittel (16,116) an den ersten Pfad gekoppelt ist.
18. Verfahren zum Linearisieren des Ausgangssignals eines externen analogen optischen Modulators (30,130), welches die Schritte umfaßt:
Aufteilen eines Eingangssignals auf erste und zweite Pfade;
Verzerren des Eingangssignals auf dem zweiten Pfad;
Einstellen der Phase des Eingangssignals auf dem ersten Pfad in Bezug auf das Eingangssignal auf dem zweiten Pfad, um für eine Kompensation der Phasenverschiebung zu sorgen, die in dem verzerrten Eingangssignal auf dem zweiten Pfad eingeführt wurde; und
Kombinieren des Eingangssignals aus dem ersten Pfad mit dem verzerrten Eingangssignal aus dem zweiten Pfad, um ein kombiniertes Signal zum Bereitstellen eines vorverzerrten Signals zu bilden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, welches weiter die Schritte umfaßt:
Verzerren des Eingangssignals auf dem zweiten Pfad mit Verzerrungskomponenten ungerader Ordnung ähnlich den Verzerrungskomponenten, welche durch den Modulator (30,130) eingeführt werden, aber mit umgekehrter Polarität.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, welches weiter die Schritte umfaßt:
Variables Verstärken des verzerrten Eingangssignals auf dem zweiten Pfad.
DE69125075T 1990-09-12 1991-09-11 Vorrichtung und Verfahren zur Linearisierung des Betriebs eines externen optischen Modulators Expired - Fee Related DE69125075T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US07/581,015 US5210633A (en) 1990-09-12 1990-09-12 Apparatus and method for linearizing the operation of an external optical modulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69125075D1 DE69125075D1 (de) 1997-04-17
DE69125075T2 true DE69125075T2 (de) 1997-09-11

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69125075T Expired - Fee Related DE69125075T2 (de) 1990-09-12 1991-09-11 Vorrichtung und Verfahren zur Linearisierung des Betriebs eines externen optischen Modulators

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US (1) US5210633A (de)
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