DE10158743A1

DE10158743A1 - Optical amplifier using fiber amplifier has module for variable or fixed damping between amplifier modules with fiber and semiconducting amplifiers or three-stage system

Info

Publication number: DE10158743A1
Application number: DE2001158743
Authority: DE
Inventors: Thomas Langenfelder; Lutz Rapp
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-12

Abstract

Ein neuer optischer Verstärker weist mehrere Verstärkermodule auf, die mit einem oder mehreren nachgeschalteten Faserverstärkern und einem optischen Halbleiterverstärker sowie zwischengeschalteten Modulen zur variablen Dämpfung ausgeführt sind. Die Rauschzahl des optischen Verstärkers wird bei verschiedenen Gewinnwerten minimal gehalten. Der optische Verstärker kann durch die Integration des optischen Halbleiterverstärkers kompakt realisiert werden. Unterschiedliche Anordnungen mit mehreren optischen Halbleiterverstärkern sind beschrieben, die eine weitere wellenlängenabhängige Gewinneinstellung und/oder eine Add-Drop-Funktionalität ermöglichen.A new optical amplifier has a number of amplifier modules which are designed with one or more downstream fiber amplifiers and an optical semiconductor amplifier, as well as intermediate modules for variable attenuation. The noise figure of the optical amplifier is kept to a minimum at different gain values. The optical amplifier can be made compact by integrating the optical semiconductor amplifier. Different arrangements with several optical semiconductor amplifiers are described, which enable a further wavelength-dependent gain setting and / or an add-drop functionality.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Faserverstärker nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2. The invention relates to an optical fiber amplifier the preambles of claims 1 and 2.

Bei langen Übertragungsstrecken für optische Signale, z. B. Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signale, werden heutzutage im Abstand von ca. 50 bis 100 km regelmäßig aufeinander folgende Verstärkermodule eingesetzt, die die optischen Signale ohne vorherige Umwandlung in elektrische Signale direkt optisch verstärken. Diese Verstärkermodule sind üblicherweise als Erbium-dotierte Faserverstärker EDFA ausgeführt, die geringe Rauschzahlen aufweisen. Meistens werden Erbium-dotierte Faserverstärker EDFA mehrstufig in einigen oder in allen der Verstärkermodule angeordnet. Dadurch ist eine Variation des Gewinns sowie eine Dispersionskompensation möglich. Nachteilig ist bei Erbium-dotierten Faserverstärkern der große Raumbedarf aufgrund ihrer Komplexität und die hohen Kosten durch die verwendeten teueren Elemente, die außerdem im Betrieb einen hohen Energieverbrauch für die Pumplaser aufweisen und eine Regelung der Temperatur der Erbium- dotierten Faser benötigen. Zudem ist der Gewinn eines Erbium- dotierten Faserverstärkers bei breitbandiger Übertragung abhängig von der Signalwellenlänge und vom nominalen Gewinnwert. Deshalb ist hier zur Erzielung eines flachen Verlaufs des Gewinns ein entsprechendes Gewinnglättungsfilter erforderlich. With long transmission distances for optical signals, e.g. B. Wavelength division multiplex (-WDM) signals are used today in the Distance of approx. 50 to 100 km in regular succession Amplifier modules used, the optical signals without previous conversion into electrical signals directly optical strengthen. These amplifier modules are usually called Erbium-doped EDFA fiber amplifiers run the low Have noise figures. Most are erbium-doped Fiber amplifier EDFA multi-stage in some or all of the Amplifier modules arranged. This is a variation of the Profit and dispersion compensation possible. The disadvantage of erbium-doped fiber amplifiers is large space requirements due to their complexity and the high Costs due to the expensive items used, which also high energy consumption for the pump laser during operation and regulate the temperature of the erbium need doped fiber. In addition, winning an erbium doped fiber amplifier for broadband transmission depending on the signal wavelength and the nominal Gain value. So here's how to achieve a flat A corresponding profit smoothing filter required.

Aus DE 100 58 059 A ist ein optischer Faserverstärker mit einem umschaltbarem oder auswechselbarem Fasermodul zum Verändern der effektiven Länge einer Verstärkungsfaser bekannt. Dieser mehrstufige Faserverstärker mit Erbium-dotierten Fasern ermöglicht bei WDM-Systemen eine Anpassung an unterschiedliche Eingangspegel oder Gewinnwerte bei optimalen Rauschverhalten. Dieser Aufbau eines optischen Faserverstärkers gestattet eine Erweiterung des Verstärkungsbereiches, ohne daß das Signal nach dem Vorverstärker stark gedämpft werden muß. Dadurch werden die Rauschzahlen bei den unterschiedlichen Verstärkungswerten, insbesondere auch bei niedrigen Verstärkungen, klein bleiben. From DE 100 58 059 A is an optical fiber amplifier with a switchable or exchangeable fiber module for changing the effective length of a reinforcing fiber. This multi-stage fiber amplifier with erbium-doped fibers enables adaptation to WDM systems different input levels or profit values with optimal Noise performance. This build an optical Fiber amplifier allows an extension of the Gain range without the signal after the Preamplifier must be strongly damped. This will make the Noise figures for the different gain values, stay small, especially with low reinforcements.

Als kompakter, verlustärmer und weniger Leistung verbrauchender optischer Verstärker als der Erbium-dotierte Faserverstärker ist ein optischer Halbleiterverstärker geeignet. In "Understanding Fiber Optics", Jeff Hecht, 3^rd Edition, Seiten 243-247, 1998 sind die Eigenschaften und Einsätze von optischen Halbleiterverstärkern erläutert. Im Gegensatz zu Erbium-dotierten Faserverstärker weisen optische Halbleiterverstärker ebenfalls eine größere Verstärkungsbandbreite, aber keinen hohen Gewinn auf. Zur Erhöhung des Gewinns können mehrere kaskadierte optische Halbleiterverstärker hintereinander eingesetzt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausnutzung von optischen Halbleiterverstärkern ist die Parallelschaltung, bei der mittels einer Vorschaltung ein gewünschter Gewinnwert, aus mehreren verschiedene Gewinnwerte aufweisenden parallel geschalteten optischen Halbleiterverstärkern, gewählt werden kann. Mehrere seriell oder/und parallel angeordnete optische Halbleiterverstärker können auch auf einem integrierten Modul erstellt werden, so daß sich ein sehr kompaktes Verstärkermodul ergibt. An optical semiconductor amplifier is suitable as a compact, low-loss and less power-consuming optical amplifier than the erbium-doped fiber amplifier. In "Understanding Fiber Optics," Jeff Hecht explains ^3rd Edition, pages 243-247, 1998, the properties and operations of semiconductor optical amplifiers. In contrast to erbium-doped fiber amplifiers, semiconductor optical amplifiers also have a larger amplification bandwidth, but not a high gain. To increase the profit, several cascaded optical semiconductor amplifiers can be used in succession. A further advantageous use of optical semiconductor amplifiers is the parallel connection, in which a desired gain value can be selected from a plurality of parallel optical semiconductor amplifiers having different gain values by means of a series circuit. A plurality of optical semiconductor amplifiers arranged in series and / or in parallel can also be created on an integrated module, so that a very compact amplifier module results.

Für lange Übertragungsstrecken sind jedoch ausschließlich aus optischen Halbleiterverstärkern bestehende Verstärkermodule bei hohen erforderlichen Gewinnen wenig geeignet, da dafür eine sehr hohe Anzahl derartiger Module notwendig wäre. For long transmission distances, however, are exclusively off optical semiconductor amplifiers existing amplifier modules not very suitable for high required profits because of that a very large number of such modules would be necessary.

Aus "Single-Channel Amplification Using Semiconductor Optical Amplifiers", Ivan Andonovic et al., Firma Kamelian Ltd., Zeitschrift "Lightwave", Ausgabe Sept. 2001, Seite 154-162 sind unterschiedliche optische Empfänger mit einem Faserverstärker entweder mit einem nachgeschalteten Modul zur variablen Dämpfung oder mit einem optischen Halbleiterverstärker zur automatischen Gewinnregelung mit niedriger Rauschzahl beschrieben und werden verglichen. Eventuell wird der Faserverstärker nicht benötigt, falls der erforderliche Gewinn mit dem Halbleiterverstärker erzielt werden kann. Der Halbleiterverstärker und das Modul zur variablen Dämpfung sind nach oder vor dem Faserverstärker mittels eines Demultiplexers oder Multiplexers im parallel zur Leistungserhöhung bzw. -senkung für eine Pegelausgleichung der Kanäle geschaltet. In jedem parallelen Arm mit entweder einem Halbleiterverstärker oder einem Modul zur variablen Dämpfung werden die ausgehenden Signale einem opto-elektrischen Wandler zugeführt und die entsprechenden Bitfehlerrate werden verglichen. Für einen Gewinn von 25 dB weist der optische Empfänger mit seriell geschalteten Faserverstärker, Multiplexer und Halbleiterverstärker eine niedrigere Bitfehlerrate als der optische Empfänger mit seriell geschalteten Faserverstärker, Multiplexer und Modul zur variablen Dämpfung auf. Diese optischen Empfänger sind jedoch nur für ein einziges übertragenes Kanal untersucht. From "Single-Channel Amplification Using Semiconductor Optical Amplifiers ", Ivan Andonovic et al., Kamelian Ltd., "Lightwave" magazine, issue Sept. 2001, pages 154-162 are different optical receivers with one Fiber amplifier either with a downstream module for variable damping or with an optical Semiconductor amplifier for automatic profit regulation with low noise figure are described and compared. The fiber amplifier may not be required if the required profit achieved with the semiconductor amplifier can be. The semiconductor amplifier and the module for variable attenuation are after or before the fiber amplifier using a demultiplexer or multiplexer in parallel to increase or decrease performance for a Level equalization of the channels switched. In every parallel Arm with either a semiconductor amplifier or a module for variable damping, the outgoing signals are one opto-electrical converter supplied and the corresponding Bit error rates are compared. For a gain of 25 dB has the optical receiver connected in series Fiber amplifiers, multiplexers and semiconductor amplifiers lower bit error rate than the optical receiver with Series-connected fiber amplifier, multiplexer and module for variable damping. These are optical receivers however, only examined for a single transmitted channel.

Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung besteht nun darin, einen kompakten optischen Verstärker mit niedriger Rauschzahl bei unterschiedlichen Gewinnwerten anzugeben. Die optische Verstärkung sollte für alle Kanäle eines übertragenen Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals dementsprechend erfolgen. The task of the present application now consists in a compact optical amplifier with low noise figure to indicate in case of different profit values. The optical Gain should be transmitted for all channels of one Wavelength division multiplex (-WDM) signal accordingly respectively.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen optischen Verstärker, der durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gekennzeichnet ist, gelöst. According to the invention, this object is achieved by an optical Amplifier characterized by the features of claims 1 and 2 is marked, solved.

Zweckmäßige Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Appropriate further training are in the dependent Described claims.

Der erfindungsgemäße optische Verstärker ermöglicht eine Verstärkung mit niedrigen Rauschzahlen bei unterschiedlichen Gewinnwerten durch den Einsatz wenigstens eines Faserverstärkers mit wenigstens einem nachgeschalteten optischen Halbleiterverstärker, zwischen denen ein Modul zur variablen oder festen Dämpfung geschaltet ist. Dem/den optischen Halbleiterverstärker(n) kann ein weiterer Faserverstärker bei hohen erforderlichen Gewinnwerten nachgeschaltet werden. The optical amplifier according to the invention enables one Low Noise Gain at Different Profit values through the use of at least one Fiber amplifier with at least one downstream optical semiconductor amplifier, between which a module for variable or fixed damping is switched. The the optical semiconductor amplifier (s) can be another Fiber amplifier with high required profit values downstream.

Von Vorteil können dem ersten Faserverstärker auch mehrere seriell und/oder parallel angeordnete optische Halbleiterverstärker nachgeschaltet werden, die als günstige Eigenschaft einen flachen Gewinn aufweisen. Zur Einstellung des gesamten Gewinns oder eines optimierten Gewinnspektrums des optischen Verstärkers für breitbandige Signale wie WDM- Signale bei minimierter Rauschzahl des optischen Verstärkers weisen die optischen Halbleiterverstärker unterschiedliche wellenlängenabhängige interne Gewinnwerte auf. Dieses ermöglicht eine genaue Anpassung des Verlaufes des Gewinns für die Übertragung breitbandiger Signale. Der Aufwand von eingesetzten Filtern zur Glättung des Gewinnspektrums wird dadurch erheblich gesenkt. Several can also be advantageous for the first fiber amplifier serial and / or parallel arranged optical Semiconductor amplifiers are downstream, which are considered cheap Feature a flat profit. For setting of the entire profit or an optimized profit spectrum the optical amplifier for broadband signals such as WDM Signals with minimized noise figure of the optical amplifier the optical semiconductor amplifiers have different wavelength dependent internal gain values. This enables a precise adjustment of the course of the profit for the transmission of broadband signals. The effort of filters used to smooth the profit spectrum thereby significantly reduced.

Fern oder intern steuerbare optische Schalter führen bei parallel angeordneten optischen Halbleiterverstärkern das zu verstärkende Signal in einen optischen Halbleiterverstärker mit erforderlichem Gewinnswert ein. Deshalb ist eine Erweiterung des Verstärkungsbereichs einfach erreicht. Remote or internally controllable optical switches contribute that arranged in parallel optical semiconductor amplifiers amplifying signal in a semiconductor optical amplifier with the required profit value. So that's one Expansion of the reinforcement area easily achieved.

Eine weitere Funktionalität des erfindungsgemäßen optischen Verstärkers ist die mögliche Ausführung einiger parallel angeordneten optischen Halbleiterverstärker als Ein- und Ausspeise-Module, d. h. sogenannte Add/Drop-Module, für die Zusammenführung von Signalen oder Kanälen eines WDM-Signals nach einer Verstärkung in andere Wellenleiter. Another functionality of the optical according to the invention Amplifier is the possible execution of some in parallel arranged optical semiconductor amplifier as input and Exit modules, d. H. so-called add / drop modules for which Merging signals or channels of a WDM signal after reinforcement in other waveguides.

Der Einbau von optischen Halbleiterverstärkern sowie von notwendigen optischen Schaltern zur Zusammenführung der Signale läßt sich in integrierter Form, z. B. in PLC- Technologie, realisieren. Dadurch ergibt sich für den erfindungsgemäßen optischen Verstärker ein sehr kompakter Aufbau. The installation of optical semiconductor amplifiers as well as necessary optical switches for merging the Signals can be integrated, e.g. B. in PLC Technology. This results in the optical amplifier according to the invention a very compact Construction.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen: An embodiment of the invention is based on Drawings described in more detail. Show:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen 2-stufigen optischen Verstärker Fig. 1 shows a 2-stage optical amplifier according to the invention

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen 3-stufigen optischen Verstärker Fig. 2 shows a 3-stage optical amplifier according to the invention

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen 3-stufigen optischen Verstärker mit parallel angeordneten optischen Halbleiterverstärkern Fig. 3 is a 3-stage optical amplifier according to the invention with parallel semiconductor optical amplifiers

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen 3-stufigen optischen Verstärker mit seriell angeordneten optischen Halbleiterverstärkern Fig. 4 shows a 3-stage optical amplifier according to the invention with serially arranged optical semiconductor amplifiers

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen 2-stufigen optischen Verstärker, der als erstes Verstärkermodul V1 einen Erbium- dotierten Faserverstärker EDFA und als zweites Verstärkermodul V2 einen nachgeschalteten optischen Halbleiterverstärker SOA aufweist. Ein zu verstärkendes WDM- Signal S wird über einen Wellenleiter LWL mit den zwischengeschalteten ersten und zweiten Verstärkermodulen V1, V2 optisch übertragen, ohne eine elektrische Konvertierung zu erfahren. Den Verstärkern EDFA und SOA ist ein Modul VOA zur variablen oder festen Dämpfung der Signale zwischengeschaltet. Durch die Verwendung eines Erbium- dotierten Faserverstärkers wird die Rauschzahl des ersten Verstärkermoduls V1 klein bleiben. Der Gewinn des zweiten Verstärkermoduls V2 oder sogenannten Boosters ist durch den Gewinnwert des optischen Halbleiterverstärkers SOA begrenzt. Fig. 1 shows an inventive 2-stage optical amplifier, the first amplifier module V1 an erbium doped fiber amplifier EDFA, and second amplifier module V2 has a downstream semiconductor optical amplifier SOA. A WDM signal S to be amplified is optically transmitted via a waveguide LWL with the interposed first and second amplifier modules V1, V2 without undergoing electrical conversion. The amplifiers EDFA and SOA are interposed with a module VOA for variable or fixed attenuation of the signals. By using an erbium-doped fiber amplifier, the noise figure of the first amplifier module V1 will remain small. The gain of the second amplifier module V2 or so-called boosters is limited by the gain value of the optical semiconductor amplifier SOA.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer 3-stufigen optischer Verstärker dargestellt, der als erstes und zweites Verstärkermodul V1, V2 den Faserverstärker EDFA1 und den Halbleiterverstärker SOA von Fig. 1 und als drittes Verstärkermodul V3 einen zusätzlichen Erbium-dotierten Faserverstärker EDFA2 aufweist. Den Verstärkermodulen V1, V2 bzw. V2, V3 sind jeweils Module VOA1 bzw. VOA2 für variable Dämpfung zwischengeschaltet. Das dritte Verstärkermodul V3 als Booster ermöglicht hier hohe Gewinne. Niedrige Rauschzahlen sind durch den Einsatz der Erbium-dotierten Faserverstärker EDFA2 ebenfalls realisierbar. Unterschiedliche Erbium-dotierte Faserverstärker EDFA können bei Bedarf verwendet werden, sowie auch andere geeignete Typen von Faserverstärkern wie z. B. Thulium-dotierte Faserverstärker. FIG. 2 shows a 3-stage optical amplifier according to the invention, which has the fiber amplifier EDFA1 and the semiconductor amplifier SOA from FIG. 1 as the first and second amplifier modules V1, V2 and an additional erbium-doped fiber amplifier EDFA2 as the third amplifier module V3. The amplifier modules V1, V2 and V2, V3 are interposed with modules VOA1 and VOA2 for variable damping. The third amplifier module V3 as a booster enables high profits here. Low noise figures can also be achieved by using the EDFA2 erbium-doped fiber amplifier. Different erbium-doped fiber amplifiers EDFA can be used if necessary, as well as other suitable types of fiber amplifiers such as. B. Thulium-doped fiber amplifier.

Fig. 3 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen 3-stufigen optischen Verstärker V1, V2, V3 mit parallel angeordneten optischen Halbleiterverstärkern SOA1, SOA2, . . ., SOAn (n > 1) als zweites Verstärkermodul V2. Die Parallelschaltung der optischen Halbleiterverstärker SOA1, SOA2, . . ., SOAn kann in Planar-Lightwave-Circuit(-PLC)-Technologie als optisch integrierte Schaltung realisiert werden, wobei optische Schalter OS1, OS2 den optischen Halbleiterverstärkern SOA1, SOA2, . . ., SOAn vor- und nachgeschaltet sind. Somit ist das zweite Verstärkermodul V2 sehr kompakt gebaut. Die parallel geschalteten optischen Halbleiterverstärker SOA1, SOA2, . . ., SOAn weisen unterschiedliche interne Gewinnswerte G1, G2, . . ., Gn auf, so daß bessere Rauschzahlen durch Anpassung des Gewinns des erfindungsgemäßen optischen Verstärkers erzielt werden können. Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn eine enge Staffelung der internen Gewinnswerte G1, G2, . . ., Gn vorgesehen ist. Bei einem Aufbau mit diskreten Komponenten, wie dies bei einem oder mehreren Erbium-dotierten Faserverstärkern EDFA der Fall ist, nimmt die Anzahl der Komponenten mit zunehmender Anzahl der Schaltungen aber zu, so daß in der Praxis aus Platz- und Energieverbrauchsgründen nur zwei unterschiedliche Werte des internen Gewinns realisiert werden. Durch eine Integration von mehreren parallel geschalteten optischen Halbleiterverstärkern SOA1, SOA2, . . ., SOAn und auch von optischen Schaltern OS1, OS2 als eine einzige optisch integrierte Schaltung in PLC-Technologie wird in vorteilhafter Weise dieses Problem gelöst. Auch die Leistung eines Kühlungselements wie eines Peltier-Elements muß bei der parallelen Schaltung im Verstärkermodul V2 nicht erhöht werden, da nur ein optischer Halbleiterverstärker aktiv geschaltet wird. Die Umschaltung zwischen den internen Gewinnwerten G1, G2, . . ., Gn mittels der optischen Schalter OS1, OS2 kann intern, jedoch auch extern z. B. durch einen Überwachungskanal gesteuert werden. Anstelle von optischen Schaltern könnten auch zusätzliche Demultiplexer und Multiplexer z. B. für eine kanalselektive Verstärkung oder/und für eine Add-Drop-Funktionalität verwendet werden. Fig. 3 shows a further inventive 3-stage optical amplifier V1, V2, V3 with parallel semiconductor optical amplifiers SOA1, SOA2. , ., SOAn (n> 1) as a second amplifier module V2. The parallel connection of the optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn can be implemented in planar lightwave circuit (PLC) technology as an optically integrated circuit, optical switches OS1, OS2 being the optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn are connected upstream and downstream. Thus, the second amplifier module V2 is very compact. The optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn have different internal profit values G1, G2,. , ., Gn on, so that better noise figures can be achieved by adjusting the gain of the optical amplifier according to the invention. The best results are achieved if the internal profit values G1, G2,. , ., Gn is provided. In a construction with discrete components, as is the case with one or more erbium-doped fiber amplifiers EDFA, the number of components increases with increasing number of circuits, so that in practice only two different values of space and energy consumption internal profit can be realized. By integrating several optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn and also of optical switches OS1, OS2 as a single optically integrated circuit in PLC technology, this problem is solved in an advantageous manner. The performance of a cooling element such as a Peltier element does not have to be increased in the parallel connection in the amplifier module V2, since only one optical semiconductor amplifier is actively switched. Switching between the internal profit values G1, G2,. , ., Gn by means of the optical switches OS1, OS2 can be internal, but also external, for. B. can be controlled by a monitoring channel. Instead of optical switches, additional demultiplexers and multiplexers such. B. can be used for a channel-selective amplification and / or for an add-drop functionality.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen 3-stufigen optischen Verstärker, wie in Fig. 3, jedoch mit seriell angeordneten optischen Halbleiterverstärkern SOA1, SOA2, . . ., SOAn für das zweite Verstärkermodul V2. Ebenfalls kann das zweite Verstärkermodul V2 als optisch integrierte Schaltung in PLC- Technologie sehr kompakt realisiert werden. Optische Schalter OS1, OS2 sind hier nicht notwendig, es sei denn, daß zur Erhöhung der internen Gewinnwerte G1, G2, . . ., Gn diese serielle Anordnung mit der parallelen Anordnung nach Fig. 3 kombiniert wird, d. h. die parallele und serielle Anordnungen der optischen Halbleiterverstärker sind miteinander schaltbar. Bei rein serieller Schaltung multiplizieren sich alle internen Gewinnwerte Gi (i > 1), so daß der gesamte Gewinn G des optischen Verstärkers als Produkt aller internen Gewinnwerte Gi gebildet wird. Außerdem bietet sich die Möglichkeit einer Einstellung für den Gewinnverlauf des optischen Verstärkers, indem die seriell angeordneten optischen Halbleiterverstärker SOA1, SOA2, . . ., SOAn für eine Ausgleichung oder eine gewünschte Filterung des Leistungsspektrums des übertragenen verstärkten Signals genutzt werden. Da die optischen Halbleiterverstärker wellenlängenabhängige Gewinnwerte Gi(λ) aufweisen, wird eine gezielte Wellenlängenabhängigkeit einzelner SOAi-Segmente und deren individuell spektral angepassten internen Gewinnwert Gi(λ) ein optimiertes bzw. flaches Gewinnspektrum über der Bandbreite des verstärkten Signals eingestellt. Jeder der seriell angeordneten optischen Halbleiterverstärker SOA1, SOA2, . . ., SOAn kann z. B. für niedrige Gewinnwerte ausgeschaltet werden und wird in diesem Fall transparent geschaltet. Das Design eines eventuellen zusätzlichen Gewinnglättungsfilters wird dadurch überflüssig oder zumindest deutlich erleichtert. FIG. 4 shows a 3-stage optical amplifier according to the invention, as in FIG. 3, but with serially arranged optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn for the second amplifier module V2. The second amplifier module V2 can also be implemented in a very compact manner as an optically integrated circuit in PLC technology. Optical switches OS1, OS2 are not necessary here, unless that to increase the internal profit values G1, G2,. , ., Gn this serial arrangement is combined with the parallel arrangement according to FIG. 3, ie the parallel and serial arrangements of the optical semiconductor amplifiers can be switched together. In the case of a purely serial connection, all internal gain values Gi (i> 1) multiply, so that the entire gain G of the optical amplifier is formed as the product of all internal gain values Gi. In addition, there is the possibility of a setting for the gain curve of the optical amplifier by the serially arranged optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn can be used for an equalization or a desired filtering of the power spectrum of the transmitted amplified signal. Since the optical semiconductor amplifiers have wavelength-dependent gain values Gi (λ), a specific wavelength dependency of individual SOAi segments and their individually spectrally adapted internal gain value Gi (λ) are used to set an optimized or flat gain spectrum over the bandwidth of the amplified signal. Each of the serially arranged semiconductor optical amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn can e.g. B. be switched off for low profit values and is switched transparent in this case. The design of a possible additional profit smoothing filter is thereby unnecessary or at least made significantly easier.

Eine weitere sehr interessante Funktionalität bei der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu den vorteilhaften Verstärkungseigenschaften die Nutzung einiger der parallel geschalteten optischen Halbleiterverstärkern SOA1, SOA2, . . ., SOAn als Schalter oder Modulatoren wie z. B. für ein Add-Drop-Modul im Ausgangsbereich der optischen Halbleiterverstärker SOA1, SOA2, . . ., SOAn. Another very interesting functionality at the present invention is in addition to the advantageous ones Reinforcement properties use some of the parallel switched optical semiconductor amplifiers SOA1, SOA2,. , ., SOAn as switches or modulators such. B. for an add-drop module in the output area of the optical Semiconductor amplifier SOA1, SOA2,. , ., SOAn.

Die Integration von Monitordioden in PLC-Technologie, z. B. zur Kontrolle der Signalleistung für eine automatische Regelung der Gewinnwerte der optischen Halbleiterverstärker, ist ebenfalls an beliebigen Stellen über den mehrstufigen optischen Verstärker möglich. The integration of monitor diodes in PLC technology, e.g. B. to control the signal power for an automatic Regulation of the gain values of the optical semiconductor amplifiers, is also at any point above the multi-level optical amplifier possible.

Claims

1. Optical amplifier with two serially arranged amplifier modules (V1, V2), in which the first amplifier module (V1) has a fiber amplifier (EDFA) and the first amplifier module (V1) is followed by a module for variable or fixed attenuation (VOA), thereby characterized in that the second amplifier module (V2) has an optical semiconductor amplifier (SOA).

2. Optical amplifier with three serially arranged Amplifier modules (V1, V2, V3), in which the first and the third amplifier module (V1, V3) each have a fiber amplifier (EDFA1, EDFA2), and each of the amplifier modules (V1, V2) and (V2, V3) a module for variable damping (VOA1, VOA2) is interposed, characterized, that the second amplifier module (V2) has an optical Has semiconductor amplifier (SOA).

3. Optical amplifier according to claim 1 and 2, characterized, that the fiber amplifier (EDFA, EDFA1, EDFA2) as erbium doped fiber amplifiers are formed.

4. Optical amplifier according to claim 2 or 3, characterized, that further amplifier modules (V4,...) as fiber amplifiers or as an optical semiconductor amplifier to the amplifier modules (V1, V2, V3) can be connected.

5. Optical amplifier according to one of the preceding Expectations, characterized, that the second amplifier module (V2) several in parallel switched optical semiconductor amplifier (SOA1, SOA2,..., SOAn) (n> 1) with different wavelength-dependent internal profit values (G1, G2,..., Gn).

6. Optical amplifier according to one of the preceding Expectations, characterized, that optical switches (OS1, OS2) at the inputs and outputs the parallel connected semiconductor optical amplifier (SOA1, SOA2,..., SOAn) are arranged.

7. Optical amplifier according to one of the preceding Expectations, characterized, that parallel arranged semiconductor optical amplifiers (SOA1, SOA2,..., SOAn) are provided as add-drop modules.

8. Optical amplifier claims according to 1 to 4, characterized in
that the second amplifier module (V2) has a plurality of series-connected optical semiconductor amplifiers (SOA1, SOA2,...) and
that to set the gain curve of the optical amplifier over the bandwidth of a wavelength division multiplex (-WDM) signal, the optical semiconductor amplifiers (SOA1, SOA2,..., SOAn) have different wavelength-dependent internal gain values (G1, G2,..., Gn) exhibit.

9. Optical amplifier according to claim 8, characterized, that each of the serially arranged optical Semiconductor amplifier (SOA1, SOA2,..., SOAn) transparent are switchable.

10. Optical amplifier according to one of the preceding Expectations, characterized, that the semiconductor optical amplifier arranged in parallel (SOA1, SOA2,..., SOAn) with the optical switches (OS1, OS2) and / or the serially arranged Semiconductor amplifiers (SOA1, SOA2,..., SOAn) with each other are switchable and as an optically integrated circuit in the Amplifier module (V2) can be realized.