DE60125517T2 - Verfahren und vorrichtung zur verschachtelten optischen einseitenbandmodulation - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verschachtelten optischen einseitenbandmodulation Download PDF

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    • H04L27/02—Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Modulation breitbandiger optischer Signale. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine überlappende Einseitenbandmodulationstechnik.
  • Beschreibung des Standes der Technik und des allgemeinen Hintergrunds
  • Herkömmliche optische Faserübertragungssysteme, wie z. B. Optical Fiber Community Access Television (CATV) Übertragungssysteme können mehrere Kanäle auf einer einzigen optischen Faserkommunikationsverbindung tragen. Die Kanäle werden moduliert auf einem breitbandigen Signal übertragen, das aus einer Mehrzahl von Frequenz-gemultiplexten Trägern gebildet wird. Ein breitbandiger optischer Detektor oder Fotoempfänger empfängt das breitbandige Signal. Jeder individuelle Kanal kann durch einen Heterodyn-Empfänger zusammen mit einem passenden Mikrowellenfilter wiederhergestellt werden. Ein optisches Faserübertragungssystem, das diesen Typ von Modulationstechnik verwendet, kann analoge oder digitale Signale übertragen und ist als ein Subcarriergemultiplextes („SCM") optisches Übertragungssystem bekannt. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines typischen SCM-Systems, das im Detail in W. I. Way, Subcarrier Multiplexed Lightwave Systems for Subscriber Loop Applications, Journal of Lightwave Technology, 1988, S. 1806-1818, beschrieben ist.
  • Digitale Modems mit hoher spektraler Effizienz können verwendet werden, um die spektrale Effizienz von konventionellen SCM-Techniken stark zu erhöhen. Zum Beispiel kann ein optischer Sender mit einer 1-GHz-Bandbreite 166 Subcarrier 6 Mhz 64-QAM (quadrature amplitude modulation Kanäle) übertragen. Da jeder Kanal 30 Mb/s an Daten tragen kann, können 4,98 Gb/s an Daten übertragen werden, was eine spektrale Effizienz von ungefähr 5 bits/s/Hz ergibt. Im Vergleich kann der gleiche Sender nur 1,4 Gb/s an an-aus Schlüsseldaten für eine spektrale Effizienz von nur ungefähr 1,4 bits/s/Hz übertragen.
  • Es gibt zwei wichtige Probleme zu überwinden, wenn ein breitbandiger optischer Sender verwendet wird, um eine große Menge an digitalen Daten zu senden, wobei eine SCM-Technologie verwendet wird. Das erste ist, dass der Empfänger ein sehr breitbandiger Fotoempfänger sein muss, welcher dazu neigt, eine hohe spektrale Rauschdichte aufzuweisen und der einen komplizierten und teuren Heterodyn-Empfänger benötigt. Das zweite ist, dass das SCM eine optische Doppelseitenbandmo dulation (optical double-side band modulation, ODSB) Technik ist, wie in 2A gezeigt. Dies bedeutet, dass die Hälfte der Bandbreite verschwendet wird, weil jedes der oberen und unteren Seitenbänder die gleiche Information trägt. Eine Lösung für dieses Problem ist es, wie in Olshansky (US-Patent Nr. 5,301,058) beschrieben, das untere Seitenband auszulöschen, so dass ein optisches Einseitenbandsignal (optical single-side band signal; OSSB) wie in 2B gezeigt, erzeugt wird. Man kann dann viele OSSB-Modulatoren kombinieren, wobei Mehrfachträgersignale verwendet werden, so dass das verfügbare optische Faserübertragungsspektrum effizienter genutzt wird. Dies ist in 2C gezeigt. Dies ist als OSSB-DWDM oder dichtes optisches Einseitenband Wellenlängenmultiplexen bekannt. Wenn ein doppeltes (OSSB D-OSSB) verwendet wird, tragen die oberen und unteren Seitenbänder verschiedene Signale wie in 2D gezeigt. Daher beträgt die benötigte Anzahl an Trägern nur die Hälfte von der, die von der in 2C gezeigten OSSB-Modulation benötigt wird.
  • Wenn das übertragene Signal in einem herkömmlichen Multiplexverfahren verstärkt wird, wird das Trägersignal ebenfalls verstärkt. Eine Verstärkung des Trägersignals stellt eine Verschwendung an Verstärkerverstärkung dar, da eine Verstärkung verwendet wird, um ein Signal zu verstärken, das keine Information trägt. Darüber hinaus werden, wenn die Leistungsdichte in der Übertragungsphase erhöht wird, die Signalverluste aufgrund von nichtlinearen Effekten auch erhöht. Ein Unterdrücken des Trägersignals kann die Gesamtsignalleistung signifikant verringern, wodurch die Gesamtleistungsdichte und nichtlineare Effekte reduziert werden.
  • Ein Verfahren zum Unterdrücken des Trägersignals wurde von Jopson (US-Patent Nr. 5,745,273) offenbart. Jopson verwendet einen Zweiwegemodulator, der in einer optischen Schleife angeordnet ist. Das Licht wird durch einen Koppler geteilt, der einen Teil des Signals an eine optische Faser bereitstellt, die sich in jeder Richtung um die Schleife ausbreitet. Das Signal in einer Richtung ist moduliert, so dass ein Träger und Seitenbänder erzeugt werden, während das andere nur der Träger ist. Nach dem Rekombinieren der beiden optischen Signale in einem Kombinierer wird ein Signal erzeugt, in dem die beiden Trägersignale einander auslöschen und nur das modulierte Signal zurücklassen. Ein Nachteil der Jopson-Anordnung ist die Notwendigkeit extrem strenger Toleranzen in Bezug auf die Wegläng der Schleife, so dass die beiden Signale in dem Kombinierer ankommen, wobei die Trägersignale genau außer Phase sind. Diese Anforderung macht es schwierig, die Jopson-Vorrichtung in der Praxis zu implementieren.
  • Sogar diese Lösungen sind nicht perfekt. Die Verwendung eines Modulationsverfahrens mit OSSB unterdrückten Träger (OSSB-SC) stellt drei zusätzliche Probleme dar, wenn es auf optische Mehrkanal-Faserübertragungssysteme über lange Distanzen angewandt wird. Zunächst haben herkömmliche schmalbandige optische Filter einen langsamen roll off, der es wahrscheinlich macht, dass ein optisches Filter, das in dem Empfänger verwendet wird, es Teilen benachbarter Kanäle ermöglicht, in das gefilterte Fenster einzutringen, wodurch Rauschen in dem Signal erzeugt wird, wie in 3A und 3B gezeigt. Zweitens werden, wie in 3B dargestellt, verbleibende Bilder erzeugt aufgrund von Unzulänglichkeiten in der 90° Phasenverschiebung des hochfrequenten elektrischen Modulationssignals oder in der Phasenverschiebung des optischen Signals zwischen den Armen des Mach-Zehnder-Modulators. Drittens bewirkt Dispersion Selbst- und externe Phasenmodulationen, welche dazu führen, Verzerrungen in Signalen zu erzeugen, die über längere Distanzen bei 1.550 nm übertragen werden aufgrund von Schwebung zwischen den unterschiedlichen optischen Kanälen. Dieses letzte Problem kann durch die Verwendung von Dispersionsreduzierungstechniken reduziert werden, wie zum Beispiel die Verwendung eines gechirpten Fasergitters oder dispersionskompensierende Fasern.
  • Optische Seitenbandmodulation hat anderen Anwendungen. Sie wird zum Beispiel in einem Steuerungssystem für eine Phasenarrayantenne, die in US 5,333,000 beschrieben ist, verwendet. Ein eingehendes optisches Signal wird in ein Referenzsignal und in ein moduliertes Signal aufgespalten, wobei das modulierte Signal erhalten wird durch Leiten eines Teils des optischen Signals durch einen Mach-Zehnder-Modulator, so dass eine Frequenzverschiebung durch Seitenbandmodulation erreicht wird. Das Referenzsignal und das modulierte Signal werden jeweils in N Teile aufgespalten, wobei jeder Teil des Referenzsignals eine einzigartige Phasenverschiebung erfährt und die Teile werden dann in Referenzsignal-modulierten Signalpaaren entlang optischen Fasern an Empfänger mit N Elementen in einem Antennenarray weitergeleitet. Jedes Signalpaar wird dann heterodyn empfangen, so dass ein RF-Steuersignal erhalten wird, das verwendet wird, um das Antennenelement zu steuern. Die Frequenzverschiebung wird erreicht, wobei ein vierarmiger Mach-Zehnder-Modulator verwendet wird, in dem jeder der vier Arme ein Phasenverschiebungselektrodenelement zum Anlegen einer RF-Treiberspannung aufweist, um Licht zu modulieren, das sich längs den Armen ausbreitet. Ein Modulationssignal gleicher Frequenz, jedoch anderer Phase und Stärke, wird an jede Elektrode angelegt, um ein Trägersignal, das sich in dem Modulator ausbreitet, zu modulieren, durch Verwendung passender Phasen und Stärken und Steuern der optischen Phase in jedem Arm, wobei der Träger und alle bis auf das erste Seitenband in dem modulierten Signal unterdrückt und/oder ausgelöscht werden können, wenn Modulatorpfade wieder kombiniert werden, wodurch ein einziger Frequenzausgang erhalten wird, der gegenüber der Trägerfrequenz verschoben ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein überlappendes optisches Einseitenbandkommunikationssystem gerichtet mit mindestens einem optischen Sender, der aufweist: eine elektrische Modulationssteuereinheit, um ein erstes Modulationssteuersignal zu erzeugen, mit einer Mehrzahl von ersten Kanalsignalen bei verschiedenen Kanalfrequenzen und einem zweiten Modulationssteuersignal mit einer Mehrzahl von zweiten Kanalsignalen, die entsprechend bei den unterschiedlichen Kanalfrequenzen der ersten Kanalsignale liegen und die entsprechend die gleiche Kanalinformation wie die ersten Kanalsignale tragen, wobei zwei benachbarte Kanalsignale in jedem der ersten und der zweiten Modulationssteuersignale eine relative Phasenverschiebung von 90° aufweisen und wobei jedes Kanalsignal in dem ersten Modulationssteuersignal eine relative Phasenverschiebung von 90° in Bezug auf ein entsprechendes Kanalsignal bei der gleichen Kanalfrequenz in dem zweiten Modulationssteuersignal aufweist, und einen optischen Mach-Zehnder-Modulator mit einem Eingangsanschluss, um einen optischen Träger (λIN) bei einer optischen Trägerfrequenz zu empfangen, mit einem ersten optischen Pfad und einem zweiten optischen Pfad, welche einen ersten Teil des optischen Trägers als einen ersten optischen Träger (λ1) bzw. einen zweiten Teil des optischen Trägers als einen zweiten optischen Träger (λ2) aufnehmen und mit einem Ausgangsanschluss, um Licht von den ersten und zweiten optischen Pfaden zu kombinieren, um ein optisches Ausgangssignal (λOUT) zu erzeugen, welches Ausgangskanalsignale trägt, die die gleiche Kanalinformation der ersten und zweiten Kanalsignale aufweisen, wobei der erste optische Pfad das erste Modulationssteuersignal empfängt und so darauf reagiert, dass der erste optische Träger so moduliert wird, dass er die ersten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt und wobei der zweite optische Pfad das zweite Modulationssteuersignal empfängt und darauf reagiert, so dass der zweite optische Träger so moduliert wird, dass er die zweiten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägertrequenz trägt und so dass er eine Phasenverschiebung von 90° in Licht in dem zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad erzeugt, wobei wenn die modulierten optischen Träger an dem Ausgangsanschluss des optischen Mach-Zehnder-Modulators kombiniert werden, jedes zweite Kanalsignal des ersten und des zweiten modulierten optischen Trägers im Wesentlichen ausgelöscht wird, und wobei der optische Mach-Zehnder-Modulator eine erste Elektrode entlang des ersten optischen Pfades aufweist, um das erste Modulationssteuersignal zu empfangen, und eine zweite Elektrode entlang des zweiten optischen Pfades, um das zweite Modulationssteuersignal zu empfangen, und eine erste DC-Elektrode entlang des ersten optischen Pfades, um den ersten optischen Pfad vorzuspannen, und eine zweite DC-Elektrode entlang des zweiten optischen Pfades, um dem zweiten optischen Pfad vorzuspannen, so dass die Phasenverschiebung von 90° in Licht in den zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad erzeugt wird.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf ein Verfahren zum Modulieren einer Mehrzahl von Kanälen bei verschiedenen Kanalfrequenzen auf einem optischen Träger (λIN) bei einer optischen Trägerfrequenz durch überlappende optische Einseitenbandmodulation gerichtet, mit: elektronischem Erzeugen eines ersten Modulationssteuersignals, welches eine Mehrzahl von ersten Kanalsignalen bei verschiedenen Kanalfrequenzen aufweist, und eines zweiten Modulationssteuersignals, welches eine Mehrzahl von zweiten Kanalsignalen aufweist, die entsprechend bei den verschiedenen Kanalfrequenzen des ersten Kanalsignals liegen und entsprechend die gleiche Kanalinformation wie die ersten Kanalsignale tragen, wobei zwei benachbarte Kanalsignale in jedem der ersten und der zweiten Modulationssteuersignale eine relative Phasenverschiebung von 90° aufweisen und wobei jedes Kanalsignal in dem ersten Modulationssteuersignal eine relative Phasenverschiebung von 90° in Bezug auf ein entsprechendes Kanalsignal bei der gleichen Kanalfrequenz in dem zweiten Modulationssteuersignal aufweist, Anlegen des ersten Modulationssteuersignals an einen ersten optischen Pfad eines optischen Mach-Zahnder-Modulators, so dass ein erster Teil des optischen Trägers (λ1) in dem ersten optischen Pfad so moduliert wird, dass er die ersten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt, Anlegen des zweiten Modulationssteuersignals an einem zweiten optischen Pfad des optischen Mach-Zehnder-Modulators, so dass ein zweiter Teil des optischen Trägers (λ2) in dem zweiten optischen Pfad moduliert wird, so dass er die zweiten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt, Vorspannen einer relativen Phase zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Pfad, um eine Phasenverschiebung von 90° in Licht in dem zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad zu erzeugen, und Kombinieren von Licht aus den ersten und zweiten optischen Pfaden, so dass ein optisches Ausgangssignal (λOUT) erzeugt wird, das Ausgangskanalsignale trägt, die die gleiche Kanalinformation der ersten und zweiten Kanalsignale aufweisen, wobei wenn die modulierten optischen Träger an dem Ausgangsanschluss des optischen Mach-Zehnder-Modulators kombiniert werden, jedes zweite Kanalsignal des ersten und des zweiten modulierten optischen Trägers im Wesentlichen ausgelöscht wird.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung greift die oben identifizierten Erfordernisse auf durch Bereitstellen eines überlappenden optischen Einseitenbandkommunikationssystems einschließlich eines Modulators, der so konstruiert und eingerichtet ist, dass er einen eingehenden optischen Träger aufnimmt. Der Modulator weist einen Teiler auf, der das eingehende optische Signal in einen ersten optischen Träger und in einen zweiten optischen Träger aufspaltet. Der Modulator weist auch einen ersten AC-Phasenmodulator auf, um ein erstes elektrisches Signal anzulegen, dass eine Mehrzahl von ersten Kanälen trägt, um das erste optische Signal zu modulieren und einen zweiten AC-Phasenmodulator, um ein zweites elektrisches Signal anzulegen, dass eine Mehrzahl von zweiten Kanälen trägt, um das zweite optische Signal zu modulieren, wobei jeder erste Kanal einem der zweiten Kanäle entspricht und jeder erste Kanal um 90° relativ zu jedem entsprechenden zweiten Kanal phasenverschoben ist. Zusätzlich weist der Modulator einen ersten DC-Phasenmodulator auf, um das erste optische Signal zu modulieren und einen zweiten DC-Phasenmodulator, um das zweite optische Signal zu modulieren. Die ersten und zweiten DC-Phasenmodulatoren sind so konstruiert und eingerichtet, dass sie eine optische Trägerkomponente des ersten optischen Signals modulieren, so dass es um 90° relativ zu einer entsprechenden optischen Trägerkomponente des zweiten optischen Signals phasenverschoben ist. Der Modulator weist auch einen Kombinierer auf, der die modulierten ersten und zweiten optischen Signale so kombiniert, so dass ein kombiniertes optisches Signal gebildet wird, das eine optische Trägerkomponente aufweist, dass abwechselnde Kanäle des kombinierten optischen Signals im Wesentlichen ausgelöscht sind, um ein überlappendes optisches Einseitenbandsignal zu erzeugen, das sowohl Nachbarkanalinterferenz als auch Probleme mit verbleibenden Bildern wie oben in Bezug auf herkömmliche Techniken diskutiert, reduziert. Ein Beispiel eines Spektrums für eine I-OSSB-Übertragung ist in 3C dargestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die hierin eingefügt sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar und erklären zusammen mit der Beschreibung die Aufgaben, Vorzüge und Grundlagen der Erfindung.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Subcarrier-gemultiplexten Lichtwellensystems.
  • 2A bis 2D sind spektrale Diagramme, welche die spektrale Effizienz verschiedener Modulationstechniken vergleichen.
  • 3A ist ein spektrales Diagramm, das eine optische Doppelseitenbandübertragung zeigt.
  • 3B ist ein spektrales Diagramm, das eine optische Einseitenbandübertragung zeigt.
  • 3C ist ein spektrales Diagramm, das eine überlappende optische Einseitenbandübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4A ist ein schematisches Diagramm eines optischen Frequenz-gemultiplexten Lichtwellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4B ist ein schematisches Diagramm eines optischen Frequenz-gemultiplexten Lichtwellensystems, das ein Array von optischen Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
  • 4C ist ein schematisches Diagramm eines optischen Frequenz-gemultiplexten Lichtwellensystems einschließlich eines breitbandigen optischen Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5A ist ein schematisches Diagramm eines Mach-Zehnder-Modulators mit zwei Elektroden gemäß dem Stand der Technik.
  • 5B ist ein spektrales Diagramm, das den Eingang und Ausgang des in 5A gezeigten Modulators darstellt.
  • 5C ist ein schematisches Diagramm eines Mach-Zehnder-Modulators mit zwei Elektroden.
  • 5D ist ein spektrales Diagramm, das den Eingang und Ausgang des in 5C gezeigten Modulators darstellt.
  • 6A zeigt einen Vierkanal Mach-Zehnder-Modulator mit zwei Elektroden, wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 6B bis 6E zeigen spektrale Diagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen des in 6A gezeigten Modulators.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm, das einen optischen Sender mit einem überlappenden optischen Einseitenband mit unterdrücktem Träger gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm eines Senders gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm eines optischen Kommunikationssystems mit mehreren Lichtquellen gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der folgenden Beschreibung werden für Zwecke der Erklärung und nicht der Beschränkung bestimmte Details dargelegt, wie zum Beispiel bestimmte optische und elektrische Schaltkreise, Schaltkreiskomponenten, Techniken etc., um ein tiefes Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Jedoch kann die Erfindung in anderen Ausführungsformen, die von diesen bestimmten Details abweichen, ausgeführt werden. In einigen Fällen können detaillierte Beschreibungen bekannter Vorrichtungen und Schaltkreise weggelassen sein, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht mit überflüssigen Details zu verschleiern.
  • Gemäß 1 ist ein herkömmliches Subcarrier-multiplex Sender- und Empfängerpaar gezeigt. Eine Mehrzahl von Modulatoren 2, 4, 6, 8, die analog, digital oder eine Kombination davon sein können, erzeugen Signale entsprechend einer Mehrzahl von Kanälen. Jeder Kanal ist Frequenzgemultiplext durch die Verwendung eines Lokaloszillators 10, 12, 14, 16 mit verschiedenen Funkfrequenzen, die als Subcarrier bekannt sind. Das Signal für jeden Kanal wird durch ein Bandpassfilter (nicht gezeigt) verarbeitet, um Komponenten des Signals abzuschwächen, die außerhalb des Kanals liegen (z. B. harmonische). Die verschiedenen Kanäle werden durch einen Verstärker 26 verstärkt und kombiniert und das kombinierte Signal wird nochmals verstärkt und verwendet, um eine Licht sendende Vorrichtung zu treiben, die herkömmlich eine direkt oder extern modulierte Laserdiode ist, die als Teil eines optischen Senders 36 arbeitet. Vorzugsweise hat die Licht emittierende Vorrich tung eine schnelle Reaktionszeit und sie kann eine geringe Linienbreite mit guter Kohärenz erzeugen.
  • Das kombinierte Signal wird durch eine optische Faser 38 an einen breitbandigen optischen Empfänger 40 übertragen. Die optische Faser 38 ist vorzugsweise eine einmodige Faser, so dass Modendispersion und andere Modenrauschenprobleme reduziert werden. Sie kann alternativ eine herkömmliche Einmodenphase sein, die eine Nulldispersion bei 1310 nm aufweist oder irgendeine andere Einmodenfaser. Für Wellenlängenmultiplexanwendungen oder andere Breitbandanwendungen ist die Dispersionsneigung ebenfalls vorzugsweise klein. Das Signal kommt an einen Heterodyn-Empfänger, der typischerweise einen abstimmbaren Lokaloszillator 46 aufweist, der verwendet wird, um selektiv auf einen der Kanäle abzugleichen, der dann mit einem passenden analogen oder digitalen Demodulator demoduliert werden kann. Vorzugsweise kann ein Bandpassfilter (nicht gezeigt) in dem Empfänger vorgesehen sein, um den gewünschten Kanal besser auszuwählen und Rauschen von benachbarten Kanälen auszuschließen.
  • 4A zeigt ein Mehrkanalübertragungssystem in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Basisbandsignale werden durch eine Mehrzahl von Modulatoren 52, 54, 56 moduliert. Die Modulatoren können z. B. ein einfacher Modulator, wie z. B. ein amplitudenverschobener Verschlüsselungs- (amplitude shifted keying; ASK-Modulator), ein frequenzverschobener Verschlüsselungs- (frequency shifted keying; FSK-Modulator), ein differenzieller Phasenverschiebungsverschlüsselungs- (differential phase shift keying; DPSK-Modulator), ein differenzieller Quadraturphasenverschiebungsverschlüsselungs- (differential quadrature phase shift keying; DQPSK-Modulator) oder ein zweifach binärer Modulator sein.
  • Die modulierten Signale werden jeweils durch ein mittleres Frequenzbandpassfilter 58, 60, 62 geleitet, und dann moduliert, wobei eine Mehrzahl von Aufwärtswandlern, einschließlich Lokaloszillatoren 64, 66, 68, verwendet wird. Die Kanäle werden kombiniert, verstärkt und durch einen Verstärker 70 an einen optischen Sender 72 geleitet, der ein optischer Sender 36, sowie er oben gemäß 1 beschrieben ist, sein kann. Optional kann der Sender 72 einen Erbium dotierten Faserverstärker (EDFA, nicht gezeigt) aufweisen, um die Signalstärke zu erhöhen. Das kombinierte optische Signal durchläuft eine Strecke an optischer Faser 74, die vorzugsweise eine optische Einmodenfaser ist. Es wird optional mit einem optischen Verstärker 76 vorverstärkt, der vorzugsweise ein EDFA ist. Ein abstimmbares optisches Kanalfilter 78 hält einen bestimmten Kanal auf, der dann von einem optischen Basisbandempfänger 80 empfangen wird. Das optische Filter 78 hilft auch, spontanes Emissionsrauschen, das durch den EDFA-Vorverstärkungsprozess erzeugt wird, zu reduzieren. Der optische Basisbandempfänger 80 erzeugt ein elektrisches Signal, das durch einen Demodulator 82 demoduliert wird.
  • Eine zweite Ausführungsform eines Übertragungssystems ist in 4B gezeigt. Das in 4B gezeigte System ist dem System gemäß 4A ähnlich. Jedoch ist das einzige abstimmbare optische Filter 78 durch eine Mehrzahl von optischen Filtern 84, 86, 88 ersetzt, wovon jedes vorzugsweise ein festes Filter ist, obwohl jedes auch ein abstimmbares Filter sein kann, das so angepasst ist, dass es nur einen einzigen ausgewählten Kanal durchlässt. Jedes Kanalsignal kommt dann zu einem optischen Basisbandempfänger 90, 92, 94, der wiederum resultierende elektrische Signale an einen Demodulator 82 weiterleitet.
  • Wo abstimmbare Filter verwendet werden, schließen sie vorzugsweise einen Rückkoppelschaltkreis ein, um sicherzustellen, dass das Filterdurchlassband immer an die Mitte des gewünschten Kanals gekoppelt ist, trotz irgendeines Wellenlängendrifts der Laserdiode. Dies stellt einen Vorzug gegenüber herkömmlichen DWDM-Systemen bereit, in denen alle optischen Sender einen stringenten Wellenlängenkoppler erfordern.
  • Eine weitere alternative Anordnung des Übertragungssystems ist in 4C gezeigt. In dieser Ausführungsform trägt einer der Kanäle eine Mehrzahl von Kanälen mit niedriger Bitrate 96, 98, 100. Die Mehrzahl an subcarrier-Kanälen 96, 98, 100 mit niedriger Bitrate sind auf einem einzigen Band gemultiplext, das einen Bandbreite aufweist, die vorzugsweise die gleiche Größe wie jeder der Kanäle mit hoher Bitrate aufweist, obwohl dies nicht notwendig ist. Andere Komponenten der Vorrichtung sind denen in 4A und 4B gezeigten ähnlich mit Ausnahme der Empfänger. Für jeden Kanal, der Subcarrier-Kanäle mit niedriger Bitrate enthält, ist der optische Basisbandempfänger 90 durch einen breitbandigen optischen Empfänger 102 ersetzt. Dieser breitbandige optische Empfänger 102 stellt die Subkanalsignale an Demodulatoren (nicht gezeigt) bereit, die dann verwendet werden, um jeden der individuellen Subkanäle zu extrahieren.
  • Die Mehrzahl von Kanälen mit niedriger Bitrate, die in 4C gezeigt sind, kann vorzugsweise spektral wirksame Modems (96, 98, 100), wie zum Beispiel M-Ary quadraturamplitudenmodulierte (QAM-)Modems, quadraturphasenverschobene Verschlüsselungs-(QPSK-)Modems, Orthogonalfrequenz gemultiplexte (OFDM-)Modems oder M-Ary verkümmerte Seitenband-(vestigial sideband; VSB)Modems verwenden. Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass andere spektralwirksame Modems verwendet werden können.
  • Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, ist es hilfreich, OSSB- und D-OSSB-Übertragung zu diskutieren. In einem OSSB-System, das einen Kanal trägt, ist der Kanal auf das optische Trägersignal mit einem im Detail in 5A und 5B gezeigten Modulator aufmoduliert. Ein Mach-Zahnder-Modulator mit zwei Elektroden, im Allgemeinen mit 104 bezeichnet, bildet die Grundlage des Systems. Ein eingehendes Lichtsignal (λIN) wird in ein erstes optisches Signal (λ1) und ein zweites optisches Signal (λ2) aufgeteilt. Eine RF-Wechselstromelektrode 106 moduliert die beiden optischen Signale mit dem zu übertragenden Kanalsignal (d. h. f1), jedoch wird f1 so auf den Träger angewandt, dass das in dem oberen Arm des Modulators anliegende Signal um 90° in Bezug auf das in dem unteren Arm anliegende Signal phasenverschoben ist. Nachfolgend moduliert eine DC-Elektrode 108 die Träger weiter, so dass die beiden Arme auch um 90° in Bezug aufeinander phasenverschoben sind. Das heißt, die Träger der beiden Arme sind in Quadratur zueinander. Die zwei Signale werden dann kombiniert, so dass ein Ausgangssignal (λOUT) erzeugt wird, in dem nur der Träger und das untere Seitenband vorhanden sind. Dieser Prozess kann leicht modifiziert werden, so dass das untere Seitenband gelöscht und das obere Seitenband übertragen wird.
  • Gemäß 5B sind Spektren der Signale in verschiedenen Stufen gezeigt. Anfänglich weist λIN nur den Träger auf. Nachdem sowohl die AC- als auch die DC-Elektroden 106, 108 ein elektrisches Feld an das Trägersignal in dem oberen Arm angelegt haben, weist λ1 ein oberes und ein unteres Seitenband auf. Das obere Seitenband bei 90° und das untere Seitenband bei –90° zusammen mit dem Träger bei 0°. Ähnlich hat nach dem Durchlaufen durch beide elektrischen Felder das Signal λ2 des unteren Arms einen Träger bei –90°, ein oberes Seitenband bei –90° und ein unteres Seitenband bei –90°. Wenn die beiden Signale λ1 und λ2 kombiniert wurden, um λOUT zu bilden, löschen sich die beiden oberen Seitenbänder gegenseitig aus, wobei nur das untere Seitenband und der Träger zurück bleiben.
  • 5C und 5D stellen eine D-OSSB-Übertragung dar. Wie bei der OSSB wird ein Mach-Zehnder-Modulator 104 mit zwei Elektroden verwendet. Ein eingehendes Lichtsignal (λIN) wird in ein erstes optisches Signal (λ1) und ein zweites optisches Signal (λ2) aufgespalten. Eine RF-Wechselstromelektrode 106 wird verwendet, um die beiden optischen Signale mit einem ersten zu übertragenden Kanal m1 zu modulieren, jedoch wird das Signal auf den Träger in einer solchen Weise angewandt, dass die m1-Komponente der ersten und zweiten optischen Signale um 90° relativ zueinander phasenverschoben sind. Zur gleichen Zeit moduliert der RF-Wechselstrom die beiden optischen Signale mit einem zweiten Signal m2, wobei die m2-Komponente der ersten und zweiten optischen Signale relativ zueinander um 90° phasenverschoben sind. Darüber hinaus ist in jedem Arm des Modulators m1 um 90° relativ zu m2 phasenverschoben. Nachfolgend moduliert eine DC-Elektrode 209 die Träger weiter, so dass die beiden Arme auch um 90° relativ zueinander phasenverschoben sind, das heißt die Träger der beiden Arme sind in Quadratur zueinander. Die beiden Signale werden dann kombiniert, so dass ein Ausgangssignal (λOUT) erzeugt wird, das den Träger, m2 als das obere Seitenband und m1 als das untere Seitenband enthält.
  • Wie in 5D gezeigt, weist λIN nur den Träger auf. Nachdem sowohl die AC- als auch die DC-Elektroden ein elektrisches Feld an das Trägersignal in dem oberen Arm angelegt haben, kann λ1 durch die Summe der beiden gezeigten Spektren dargestellt werden. Ein erstes Spektrum von λ1 hat ein oberes und ein unteres Seitenband, welche jeweils m1 tragen, das obere Seitenband bei 90° und das untere Seitenband bei –90° zusammen mit dem Träger bei 0°. Ein zweites, das m2 trägt, hat ein oberes Seitenband bei 0° und ein unteres Seitenband, ebenfalls bei 0°. Genauso kann nach dem Passieren durch beide elektrischen Felder das Signal λ2 des unteren Arms durch die Summe der beiden Spektren dargestellt werden. Ein erstes Spektrum λ2, das m1 trägt, weist einen Träger bei –90°, ein oberes Seitenband bei –90° und ein unteres Seitenband bei –90° auf. Ein zweites, das m2 trägt, hat einen Träger bei –90°, ein oberes Seitenband bei 0° und ein unteres Seitenband bei –180°. Wenn die beiden Signale λ1 und λ2 kombiniert werden, so dass sie λOUT bilden, löschen die beiden oberen Seitenbänder von m1 einander aus, wobei nur das untere Seitenband und der Träger zurückbleiben. Genauso löschen sich die beiden unteren m2-Seitenbänder aus, wobei nur das obere Seitenband und der Träger zurück bleiben. Daher enthält λOUT den Träger und die zwei Seitenbänder, das untere, das m1 trägt und das obere, das m2 trägt. Das System kann leicht modifiziertwerden, um die Ordnung so umzukehren, dass das untere Seitenband m2 trägt und das obere Seitenband m1 trägt.
  • Wie oben diskutiert hat die ODSB-Übertragung den Nachteil, dass ein optisches Filter ein Spektrum 109 aufweist, das dazu neigt, mehrere Kanäle zu überdecken, wodurch, wie in 3A gezeigt, Rauschen in das decodierte Signal eingeführt wird. Darüber hinaus erfordert ODSB ein Zuordnen einer Hälfte der Bandbreite zu Bildern der primären Information, da jedes Seitenband die gleiche Information trägt. Wie in 3D gezeigt, gelingt es der in 5A bis 5D gezeigten OSSB-Technik nicht, diese Probleme vollständig zu lösen. Obwohl das untere Seitenband für zusätzliche Kanäle wie in der D-OSSB verfügbar ist, bleibt das Problem mit dem Filterüberlapp und ein zweites Problem wird eingeführt. Da es schwierig ist, eine perfekte Quadratur in dem Multiplexer zu erzeugen, ist die Auslöschung des nicht erwünschten Seitenbandes oft unvollständig, was zu verbleibenden Bildern 110 führt. Diese verbleibenden Bilder 110 erzeugen zusätzliches Rauschen, das, wenn es zu dem Rauschen addiert wird, das von dem langsamen roll-off des Filters herrührt, den Empfang der übertragenen Daten schwerwiegend beeinträchtigen kann.
  • Wie in 3C gezeigt kann durch überlappende Kanäle mit leeren Kanälen das Problem des langsamen Bandpassfilter roll-offs eliminiert werden und das Problem der verbleibenden Bilder kann wesentlich reduziert werden. Da kein Kanal direkt neben einem anderen liegt, kann das Filter einen einzigen Kanal richtig erfassen, ohne auch Teile der benachbarten Kanäle aufzunehmen. Da es nur zwei verbleibende Bilder 110 auf jedem Seitenband gibt (wobei in diesem Beispiel vier Kanäle verwendet werden) nimmt das Filter eine geringere Menge an Rauschen von den Bildern auf. Es ist zu beachten, wie in 3C, dass nur Ausläufer jedes verbleibenden Bildes innerhalb des Filterbereichs 109 liegen. Im Gegensatz dazu liegen in 3B fast zwei vollständige verbleibende Bilder innerhalb des Filterbereichs 109.
  • Ein Modulator in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für überlappende Kanäle, um eine I-OSSB-Modulation zu erzeugen, ist in 6A bis E dargestellt. Ein optisches Eingangssignal λIN umfasst nur den in 6B gezeigten Träger. Die AC-Elektrode 106 eines Mach-Zehnder- Multiplexers 104 legt ein elektrisches Feld an das Trägersignal in dem oberen Arm an, wobei λ1 die zu übertragenden Kanäle enthält. Mit dem weiteren Anlegen eines DC-Feldes durch die DC-Elektrode 108 kann der Ausgang durch das in 6C gezeigte Spektrum dargestellt werden. Vier separate Signale f1, f2, f3 und f4 werden auf den Träger gemultiplext, wobei jedes sowohl ein oberes Seitenband als auch ein unteres Seitenband erzeugt. Benachbarte Kanäle liegen 90° außer Phase zuieinander.
  • Ähnlich weist der untere Arm vier getrennte Signale f1, f2, f3 und f4 auf, die wie in 6D auf den Träger gemultiplext sind. Jedes der Signale f1, f2, f3 und f4 wird an den unteren Arm in Quadratur mit dem entsprechenden Signal f1, f2, f3 und f4 in dem oberen Arm angelegt und jedes ist 90° außer Phase zu seinem benachbarten Kanal. Jeder Arm wird dann durch die DC-Elektrode 108 in Quadratur zu dem anderen angeordnet.
  • Wenn die beiden Signale λ1 und λ2 kombiniert werden, um λOUT zu bilden, werden die f1- und f3-Signale in dem oberen Seitenband ausgelöscht, wobei nur f2 und f4 zurückbleiben. Ähnlich werden in dem unteren Seitenband f2- und f4-Signale ausgelöscht, wobei nur f1 und f3 zurückbleiben. Daher enthält λOUT den Träger und die beiden Seitenbänder, das untere Seitenband, das f1 und f3 trägt und das obere Seitenband, das f2 und f4 trägt. Das System kann leicht modifiziert werden, um die Reihenfolge so umzudrehen, dass das untere Seitenband f1 und f4 trägt und das obere f1 und f3 trägt. Wie aus dem in 6E gezeigten Spektrum offensichtlich ist, entspricht dieses Ergebnis dem in 3C gezeigten Spektrum und kein Kanal hat direkt benachbarten Kanäle, das heißt jeder andere Kanal wurde ausgelöscht.
  • Der I-OSSB-Modulator aus 6A bis 6E kann in einem Übertragungssystem wie in 7 dargestellt verwendet werden. Eine Dauerstrich-Lichtquelle 112, wie z. B. eine Laserdiode, erzeugt ein Lichtsignal. Das Lichtsignal läuft durch eine Polarisationssteuerung 114 und durch eine polarisationserhaltende optische Faser 115, die eine bestimmte Polarisation des Lichts erhält. Das Lichtsignal wird durch einen optischen I-OSSB-Modulator 116 wie oben beschrieben verarbeitet, wodurch in dem gezeigten Beispiel vier gemultiplexte Kanäle erzeugt werden. Ein Notch-Filter 118 ist stromabwärts von dem Modulator 116 angeordnet. Das Notch-Filter 118 ist ein Bandunterdrückungsfilter, das so gewählt ist, dass es den Träger unterdrückt, ohne die Signale der Kanäle zu beeinträchtigen. Optional kann dem Notch-Filter 118 ein EDFA-Verstärker 120 folgen, um die Signalstärke zu verstärken. Vorzugsweise umfasst das System eine dispersionskompensierende Vorrichtung 120, die hilft, den Signalverlust aufgrund von Dispersion und Zwischenmodulation (d. h. Vierwellenmischen) zu verhindern. Diese dispersionskompensierende Vorrichtung 122 kann z. B. ein gechirptes Faser Bragg Gitter (chirped fiber Bragg grating; CFBG) wie in 7 gezeigt, sein, in dem sich die Periode des Gitters linear mit dem Ort ändert. Als ein Ergebnis reflektiert das Gitter verschiedene Wellenlängen an verschiedenen Punkten entlang seiner Länge, was eine wellenlängenabhängige Verzögerung in dem Signal erzeugt. In einer breitbandigen Anwendung kann es notwendig sein, mehrere CFBGs zu verwenden, um eine ausreichende Verzögerung über einen breiten Frequenzbereich zu erzeugen. Alternativ kann eine dispersionskompensierende Faser verwendet werden, jedoch haben dispersionskompensierende Fasern im Allgemeinen den Nachteil, dass die Dämpfung sehr hoch ist. Nach dem Durchlaufen durch die dispersionskompensierende Komponente 122 kann das Signal wieder durch einen Verstärker 120 verstärkt werden, dann wird es durch die optische Faser 123 übertragen, die vorzugsweise eine Einmodenfaser ist.
  • 8 zeigt ein zusätzliches Detail des elektrischen Teils eines Senders gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Mehrzahl von Modulatoren (für Zwecke der Darstellung vier) 124, 126, 128, 130 erzeugen ein Signal für jeden aus einer Mehrzahl von Kanälen. Jedes Kanalsignal wird vorzugsweise mit einem Tiefpassfilter 132, 134, 136, 138 vor einer Aufwärtswandlung durch einen Lokaloszillator 140, 142, 144, 146. gefiltert Als nächstes werden die Signale vorzugsweise wieder mit einem Bandpassfilter 148, 150, 152, 154 gefiltert vor einer (optionalen) Verstärkung durch einen Verstärker 156. Ein Hybridkoppler 164 wird verwendet, um jeden Kanal in zwei Signale mit 90° zueinander aufzuspalten. Zwei der 90° Signale werden an einen ersten Summierer 166 und zwei an einen zweiten Summierer 168 geleitet. Ähnlich werden zwei der 0° Signale an jeden Summierer 166 und 168 geleitet. In Form eines Beispiels werden die 90° der Kanäle 1 und 3 zusammen mit dem 0° der Kanäle 2 und 4 an den ersten Summierer 166 geleitet, während die 90° der Kanäle 2 und 4 zusammen mit den 0° der Kanäle 1 und 3 an den zweiten Summierer 168 geleitet werden. Die summierten Signale können dann verwendet werden, um ein Lichtsignal von einer Licht emittierenden Vorrichtung 168 mit der Trägerfrequenz in einem zweiarmigen Mach-Zehnder-Modulator 170, wie in 6A bis 6E gezeigt, zu modulieren. Die Summierer können auch durch breitbandige direktionale Mikrowellen-/Millimeterwellenkoppler ersetzt werden, um die Anzahl von kombinierten Kanälen zu erhöhen.
  • Es kann in der Praxis nützlich sein, ein System gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, das den I-OSSB-Modulator mit einem dichten Wellenlängenmultiplexen kombiniert, um Übertragungen mit extrem hoher Bandbreite, wie in 9 gezeigt, bereitzustellen. Eine Mehrzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen 172, 174, 176, 178 stellen Trägersignale für eine Mehrzahl von I-OSSB-Modulatoren 180, 182, 184, 186 bereit, wobei jeder mehrere Kanäle überträgt. Die gemultiplexten Signale werden vorzugsweise durch eine dispersionskompensierende Vorrichtung 188 geleitet, bevor oder vorzugsweise nach dem Eintreten in einen Multiplexer 190, der eine herkömmliche Konstruktion aufweisen kann. Der Multiplexer 190 kann auch durch einen breitbandigen optischen Koppler ersetzt werden, wann immer dies möglich ist. Das gemultiplexte Signal wird über eine Einmodenfaser 192 übertragen und, falls passend, mit einem Verstärker 194, wie zum Beispiel einem EDFA, bearbeitet. Ein Demultiplexer 196, der eine herkömmliche Konstruktion aufweisen kann, trennt die Trägersignale, die dann durch ein optisches Filter 198 gefiltert werden und mit einem Empfänger 200 gemäß der vorliegenden Erfindung empfangen werden, so wie es in 4B oder 4C gezeigt ist. Anstelle eines herkömmlichen Demultiplexers 196 kann der Demultiplexer 196 speziell konstruiert sein, um verschiedene Wellenlängenfenster aufzunehmen.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was derzeit als die praktischste und bevorzugteste Ausführungsform betrachtet wird, ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern dass es im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die vom Schutzbereich der Ansprüche, die folgen, umfasst sind, abzudecken.

Claims (10)

  1. Überlappendes optisches Einseitenband-Kommunikationssystem mit mindestens einem optischen Sender (116, 180, 182, 184, 186), der aufweist: eine elektrische Modulationssteuerungseinheit, um ein erstes Modulationssteuersignal zu erzeugen, das eine Mehrzahl von ersten Kanalsignalen (f1, f2, f3, f4) bei verschiedenen Kanalfrequenzen aufweist, und ein zweites Modulationssteuersignal, das eine Mehrzahl von zweiten Kanalsignalen (f1, f2, f3, f4) aufweist, die entsprechend bei den unterschiedlichen Kanalfrequenzen der ersten Kanalsignale liegen und die entsprechend die gleiche Kanalinformation wie die ersten Kanalsignale tragen, wobei zwei benachbarte Kanalsignale in jedem der ersten und der zweiten Modulationssteuersignale eine relative Phasenverschiebung von 90° aufweisen und wobei jedes Kanalsignal in dem ersten Modulationssteuersignal eine relative Phasenverschiebung von 90° in Bezug auf ein entsprechendes Kanalsignal bei der gleichen Kanalfrequenz in dem zweiten Modulationssteuersignal aufweist, und einen optischen Mach-Zehnder-Modulator (104, 170) mit einem Eingangsanschluß, um einen optischen Träger (λIN) bei einer optischen Trägerfrequenz zu empfangen, mit einem ersten optischen Pfad und einem zweiten optischen Pfad, welche einen ersten Teil des optischen Trägers als einen ersten optischen Träger (λ1) bzw. einen zweiten Teil des optischen Trägers als einen zweiten optischen Träger (λ2) aufnehmen und mit einem Ausgangsanschluß, um Licht von den ersten und zweiten optischen Pfaden zu kombinieren, um ein optisches Ausgangssignal (λOUT) zu erzeugen, welches Ausgangskanalsignale trägt, die die gleiche Kanalinformation der ersten und zweiten Kanalsignale aufweisen, wobei der erste optische Pfad das erste Modulationssteuersignal empfängt und darauf reagiert, so daß der erste optische Träger so moduliert wird, daß er die ersten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt und wobei der zweite optische Pfad das zweite Modulationssteuersignal empfängt und darauf reagiert, so daß der zweite optische Träger so moduliert wird, daß er die zweiten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt und so daß er eine Phasenverschiebung von 90° in Licht in dem zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad erzeugt und wobei der optische Mach-Zehnder-Modulator eine erste Elektrode (106) entlang des ersten optischen Pfades aufweist, um das erste Modulationssteuersignal zu empfangen, und eine zweite Elektrode (106) entlang des zweiten optischen Pfades, um das zweite Modulationssteuersignal zu empfangen, und eine erste DC-Elektrode (108) entlang des ersten optischen Pfades, um den ersten optischen Pfad vorzuspannen, und eine zweite DC-Elektrode (108) entlang des zweiten optischen Pfa des, um den zweiten optischen Pfad vorzuspannen, so daß die Phasenverschiebung von 90° in Licht in dem zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad erzeugt wird.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von ersten Kanalsignalen bei gleich voneinander beabstandeten Kanalfrequenzen liegt und die Ausgangskanalsignale einen Frequenzabstand zwischen zwei benachbarten Ausgangskanalsignalen aufweisen, der das Doppelte des Frequenzabstands zwischen zwei benachbarten Kanalsignalen in den ersten und zweiten Modulationssteuersignalen beträgt.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Modulationssteuereinheit in dem optischen Sender aufweist: eine Mehrzahl von elektrischen Signalpfaden entsprechend einer Anzahl von Kanalsignalen in jedem der ersten und zweiten Kanalsignale, so daß eine Mehrzahl von Signalkanälen bei den entsprechenden unterschiedlichen Kanalfrequenzen erzeugt wird, wobei jeder elektrische Signalpfad einen Signalmischer aufweist, so daß ein Datenkanal mit einem Lokaloszillator- (140, 142, 144, 146) Signal bei einer der verschiedenen Kanalfrequenzen gemischt wird, um ein Kanalsignal zu erzeugen, und Mittel (164) zum Teilen des Kanalsignals in ein erstes Kanalsignal und ein zweites Kanalsignal, das um 90° relativ zu dem ersten Kanalsignal phasenverschoben ist, erste Summationsmittel (166) zum Kombinieren erster Kanalsignale aus der Mehrzahl von elektrischen Signalpfaden, um das erste Modulationssteuersignal zu erzeugen, und zweite Summationsmittel (168) zum Kombinieren der zweiten Kanalsignale aus der Mehrzahl von elektrischen Signalpfaden, um das zweite Modulationssteuersignal zu erzeugen.
  4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrische Signalpfad ein Tiefpaßsignalfilter (132, 134, 136, 138) aufweist, um den Datenkanal vor dem Eintritt in den Signalmischer zu filtern, und einen Bandpaßfilter (148, 150, 152, 154), der zwischen den Mischer und die Teilermittel geschaltet ist, um das Kanalsignal zu filtern.
  5. System nach Anspruch 1 oder 2, darüber hinaus mit: einem zweiten optischen Sender, welcher gleich wie der optische Sender konstruiert ist und der so eingerichtet ist, daß er ein zweites optisches Ausgangssignal erzeugt, welches eine Mehrzahl von Kanalsignalen auf einem zweiten optischen Träger bei einer zweiten optischen Trägerfrequenz erzeugt, die von der optischen Trägerfrequenz verschieden ist, und einer optischen Einrichtung (190), um das optische Ausgangssignal von dem optischen Sender und das zweite optische Ausgangssignal von dem zweiten optischen Sender zu empfangen und zu einem optischen Wellenlängen-gemultiplexten Signal zu kombinieren.
  6. System nach Anspruch 5, darüber hinaus mit: einer ersten dispersionskompensierenden Einrichtung (188), die zwischen den optischen Sender und die optische Einrichtung geschaltet ist, und einer zweiten dispersionskompensierenden Einrichtung (188), die zwischen den zweiten optischen Sender und die optische Einrichtung geschaltet ist.
  7. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sender darüber hinaus eine Laserdiode (112, 172, 174, 176, 178) aufweist, so daß der optische Träger bei der optischen Trägerfrequenz erzeugt wird, die von dem Eingangsanschluß des optischen Mach-Zehnder-Modulators empfangen wird.
  8. Verfahren zum Modulieren einer Mehrzahl von Kanälen bei verschiedenen Kanalfrequenzen auf einem optischen Träger (λIN) bei einer optischen Trägerfrequenz durch überlappende optische Einseitenbandmodulation mit: elektronischem Erzeugen eines ersten Modulationssteuersignals, welches eine Mehrzahl von ersten Kanalsignalen (f1, f2, f3, f4) bei verschiedenen Kanalfrequenzen aufweist, und eines zweiten Modulationssteuersignals, welches eine Mehrzahl von zweiten Kanalsignalen (f1, f2, f3, f4) aufweist, die entsprechend bei den verschiedenen Kanalfrequenzen des ersten Kanalsignals liegen und entsprechend die gleiche Kanalinformation wie die ersten Kanalsignale tragen, wobei zwei benachbarte Kanalsignale in jedem der ersten und der zweiten Modulationssteuersignale eine relative Phasenverschiebung von 90° aufweisen und wobei jedes Kanalsignal in dem ersten Modulationssteuersignal eine relative Phasenverschiebung von 90° in Bezug auf ein entsprechendes Kanalsignal bei der gleichen Kanalfrequenz in dem zweiten Modulationssteuersignal aufweist, Anlegen des ersten Modulationssteuersignals an einen ersten optischen Pfad eines optischen Mach-Zehnder-Modulators (104, 170), so daß ein erster Teil des optischen Trägers (λ1) in dem ersten optischen Pfad moduliert wird, so daß er die ersten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt, Anlegen des zweiten Modulationssteuersignals an einen zweiten optischen Pfad des optischen Mach-Zehnder-Modulators, so daß ein zweiter Teil des optischen Trägers (λ2) in dem zweiten optischen Pfad moduliert wird, so daß er die zweiten Kanalsignale auf beiden Seiten der optischen Trägerfrequenz trägt, Vorspannen einer relativen Phase zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Pfad, um eine Phasenverschiebung von 90° in Licht in dem zweiten optischen Pfad relativ zu Licht in dem ersten optischen Pfad zu erzeugen, und Kombinieren von Licht aus den ersten und zweiten optischen Pfaden, so daß ein optisches Ausgangssignal (λOUT) erzeugt wird, das Ausgangskanalsignale trägt, die die gleiche Kanalinformation der ersten und zweiten Kanalsignale aufweisen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der ersten Kanalsignale bei gleich beabstandeten Kanalfrequenzen liegen und die Ausgangskanalsignale einen Fre quenzabstand zwischen zwei benachbarten Ausgangskanalsignalen aufweisen, welcher das Doppelte eines Frequenzabstands zwischen zwei benachbarten Kanalsignalen in den ersten und zweiten Modulationssteuersignalen beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Erzeugen aufweist: Mischen eines Datenkanals mit einem Lokaloszillator- (140, 142, 144, 146) Signal, so daß ein Kanalsignal für jeden Kanal erzeugt wird, Teilen des Kanalsignals in das erste Kanalsignal und in das zweite Kanalsignal, das um 90° relativ zu dem ersten Kanalsignal phasenverschoben ist, Kombinieren der ersten Kanalsignale, so daß das erste Modulationssteuersignal erzeugt wird, und Kombinieren der zweiten Kanalsignale, so daß das zweite Modulationssteuersignal erzeugt wird.
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