DE60000233T2 - Verfahren zur Übertragung von optischen Signalen mit reduzierten nichtlinearen Verzerrungen - Google Patents

Description

Erfindungsgebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft optische Kommunikationssysteme, deren Leistung für eine Verschlechterung durch nichtlineare optische Effekte anfällig ist. Insbesondere betrifft die Erfindung Systeme, bei denen außerdem ein Wellenlängenmultiplexieren (WDM = Wavelength-Division Multiplexing) zum Einsatz kommt.
Allgemeiner Stand der Technik
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält ein typisches faseroptisches Kommunikationssystem eine Quelle 10 informationsführender optischer Signale und eine faseroptische Übertragungsleitung 15 zum Transportieren der Signale zu mindestens einem optischen Empfänger 20. Wenn Langstreckenentfernungen in Betracht gezogen werden, z. B. Übertragungen über Entfernungen in der Größenordnung von einhundert Kilometern oder mehr, werden zur Signalregenerierung und -Verstärkung Repeater 25 aufgenommen. Eine Faserstrecke 30 erstreckt sich zwischen jedem benachbarten Paar von Repeatern und in der Regel auch von der Quelle zu dem ersten Repeater. Es ist gängige Praxis, daß jede Faserstrecke in einem Repeater durch einen optischen Verstärker 35, 40 abgeschlossen wird. Ein derartiger optischer Verstärker ist in der Regel ein diskreter oder lokal gepumpter Verstärker in dem Sinne, daß die Quelle der Pumpstrahlung an der gleichen Stelle mit dem Gewinnmedium angeordnet ist. Ein typischer derartiger diskreter Verstärker 35 besteht aus einem Abschnitt erbiumdotierten Lichtwellenleiters, die an einen Halbleiterlaser als Quelle der Pumpstrahlung gekoppelt ist.
• Es sei angemerkt, daß der letzte diskrete Verstärker vor dem Empfänger 20 (in der Figur als Verstärker 40 dargestellt) oftmals besser als "Vorverstärker" denn als "Repeaterverstärker" gekennzeichnet wird, da seine primäre Funktion oftmals darin besteht, das ankommende Signal zum Empfang zu verarbeiten, anstatt es auf eine weitere Strecke zu schicken.
• Um durch Erhöhen der Entfernung zwischen benachbarten Repeatern die Wirtschaftlichkeit zu verbessern, gibt es ein zunehmendes Interesse an der Verwendung verteilter Verstärkung zusätzlich zu der diskreten Verstärkung. Verstärkung wird als "verteilt" bezeichnet, wenn sie über eine größere Entfernung hinweg stattfindet, und der resultierende Gewinn beispielsweise gerade ausreicht, um den Faserverlust über eine derartige Entfernung zu kompensieren, oder ist in jedem Fall in einer Größenordnung von höchstens 0,1 dB pro Meter.
• Ein verteilter Verstärker ist in der Regel abgesetzt gepumpt in dem Sinne, daß die Quelle der Pumpstrahlung nicht an der gleichen Stelle mit dem Gewinnmedium angeordnet ist. So ist beispielsweise das Gewinnmedium für einen Raman-Verstärker oftmals der Kern des Lichtwellenleiters, der eine Strecke 30 bildet. (Um den Kern zu diesem Zweck zu einem effektiven Gewinnmedium zu machen, ist keine Dotierung mit optisch aktiven Spezies notwendig.) Pumpstrahlung von einer abgesetzt angeordneten Quelle 50 wird von einem Fasersegment 55 in eine Strecke 30 eingekoppelt. Es ist oft zweckmäßig, obwohl nicht unbedingt erforderlich, die Quelle 50 in dem Repeater unmittelbar hinter der zu pumpenden Strecke unterzubringen, wie in Fig. 1 gezeigt. Raman- Pumpquellen sind in der Regel Halbleiterlaser.
• Die Raman-Verstärkung wird beispielsweise in US-A-5,959,750 beschrieben.
• Aus Aida et al., "Design and performance of a long-span IM/DD optical transmission System using remotely pumped optical amplifiers", IEE Proceedings 137, Pt. J (August 1990) 225-229, ist ein optisches Übertragungssystem bekannt, bei dem abgesetzt gepumpte Raman-Verstärker zur Erhöhung von Repeaterentfernungen mit erbiumdotierten Faserverstärkern kaskadiert werden.
• Als Alternative zur Raman-Verstärkung sind auch andere Formen abgesetzt gepumpter, verteilter Verstärkung vorgeschlagen worden. So können beispielsweise die Kerne der Lichtwellenleiter, die Faserstrecken bilden, mit niedrigen Erbiumkonzentrationen dotiert werden, und das Pumpen kann von abgesetzten Stellen, wie etwa den Repeatern, bereitgestellt werden. Eine derartige Technik wird beispielsweise in J. R. Simpson et al., "A Distributed Erbium Doped Fiber Amplifier", Referat PD-19, Proc. OFC 1990, auf den Seiten PD19-1 bis PD19-4 beschrieben. Verteilte erbiumdotierte Verstärker werden auch in E. Desurvire, Erbium-doped fllter amplifiers: principles and applications [Erbiumdotierte Filterverstärker: Grundlagen und Anwendungen] (Wiley, 1994), Abschnitt 2.6, auf den Seiten 121-136 beschrieben.
• Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß abgesetzt gepumpte Verstärkung nicht notwendigerweise "verteilt" ist, sondern statt dessen eine konzentrierte Verstärkung sein kann. Eine Verstärkung dieser Art kann beispielsweise durch abgesetztes Pumpen eines Abschnitts erbiumdotierter Faser mit einer mäßigen oder hohen Dotierstoffkonzentration implementiert werden.
• Als Antwort auf den gestiegenen Bedarf nach Informationsverarbeitungskapazität in faseroptischen Kommunikationssystemen sind verschiedene Multiplexiertechniken eingeführt worden. Bei der als Wellenlängenmultiplexieren (WDM = Wavelength-Division Multiplexing) bezeichneten Technik, werden in einem einzelnen Lichtwellenleiter mehrere Wellenlängenkanäle kombiniert. In der Regel wird für jeden Wellenlängenkanal eine jeweilige optische Quelle, wie etwa ein diodengepumpter Laser, bereitgestellt. Zur Strukturierung des optischen Ausgangskanals jeder derartigen Quelle wird eine Modulationseinrichtung bereitgestellt. (Alternativ werden die Quellen direkt durch modulierte Signale angesteuert). Jeder Wellenkanal enthält potentiell eine optische Trägerfrequenz, die moduliert worden ist, um Informationen zu codieren. Modulation bedeutet jedes beliebige Verfahren zum Überlagern von Daten auf dem optischen Träger, wozu beispielsweise die Amplitudenmodulation, die Frequenzmodulation und das Phasenumtasten zählen. Ein Wellenlängenkanal weist eine endliche Frequenzbreite auf, die in der Regel im Bereich von einigen hundert MHz bis einigen zehn GHz liegt.
• Die verschiedenen Wellenlängenkanäle sind im allgemeinen um eine zentrale Kommunikationswellenlänge wie etwa 1550 nm herum kopiert. So hat beispielsweise die International Telecommunications Union (ITU) ein Standardgitter von Wellenlängenkanälen vorgeschlagen, die mit 100 GHz beabstandet sind und die Wellenlänge enthalten, die einer Frequenz von 193,1 THz entspricht. (Ein frequenzmäßiger Kanalabstand von 100 GHz entspricht einem Wellenlängenabstand von etwa 0,8 nm).
• Bei der optischen Kommunikation kommt es wegen sogenannter nichtlinearer Effekte, die durch Wechselwirkungen zwischen Lichtwellen relativ hoher Leistung und dem Übertragungsmedium auftreten, zu gewissen Schwierigkeiten. Diese Effekte sind unerwünscht, da sie die Leistung des Systems herabsetzen können. Obwohl diese Effekte allgemein in optischen Kommunikationssystemen auftreten, herrschen sie am meisten in WDM- Systemen vor. Bei WDM-Systemen treten diese Effekte am meisten bei denjenigen Systemen hervor, bei denen mindestens zehn Wellenlängenkanäle existieren und der Kanalabstand höchstens das zwanzigfache der Datenrate beträgt.
• Ein derartiger nichtlinearer Effekt ist als das Vierwellenmischen bekannt. Dieser Effekt tritt im allgemeinen zwischen benachbarten Kanälen und insbesondere in Lichtwellenleitern mit geringer Dispersion im Signalband auf, d. h. im Bereich der Signalwellenlängen. Ein weiterer derartiger Effekt ist die Kreuzphasenmodulation. Auch dieser Effekt tritt als Ergebnis von Wechselwirkungen zwischen verschiedenen (aber nicht notwendigerweise benachbarten) Kanälen auf. Die Kreuzphasenmodulation stellt jedoch insbesondere bei Fasern mit relativ hoher Dispersion im Signalband ein Problem dar. Noch ein weiterer nichtlinearer Effekt ist die Selbstphasenmodulation. Dieser Effekt bewirkt im allgemeinen eine Signalverzerrung innerhalb einzelner Wellenlängenkanäle. Noch ein weiterer nichtlinearer Effekt ist die stimulierte Brillouin- Streuung (SBS). SBS, die innerhalb einzelner Wellenlängenkanäle eine Rückstreuung bewirkt, stellt insbesondere in analogen Systemen, wo sie bei der Begrenzung der Systemleistung einen wesentlichen Faktor darstellen kann, ein Problem dar.
• Zur Reduzierung oder Vermeidung der mit nichtlinearen Effekten verbundenen Verschlechterung ist eine Vielzahl von Techniken eingesetzt worden. So werden beispielsweise zum Reduzieren der Folgen des Vierwellenmischens in die Faser Dispersionen in der Regel im Bereich von 1,5 bis 8 ps/km/nm eingeführt.
• Es besteht jedoch weiterhin ein Bedarf an faseroptischen Übertragungssystemen, die bei gleichzeitiger Reduzierung der abträglichen Folgen nichtlinearer Effekte Kommunikation mit hoher Kapazität verarbeiten können.
Kurze Darstellung der Erfindung
• Bei optischen Hochleistungskommunikationssystemen sind nichtlineare Effekte weiterhin ein schwerwiegendes Problem. So steigen beispielsweise mit den Bitraten auch die mittleren optischen Leistungspegel an. Da die nichtlinearen Effekte mit den Leistungspegeln schnell anwachsen, können diese Effekte die durch Systeme mit hoher Bitrate erzielbare Leistung begrenzen. Außerdem kann das Vierwellenmischen der Kanaldichte selbst dann Begrenzungen auferlegen, wenn ein Lichtwellenleiter mit ausgewählten Dispersionscharakteristiken verwendet wird. In solchen Fällen, bei denen es notwendig ist, eine bereits installierte Faser mit geringer Dispersion weiterhin zu verwenden, kann das Vierwellenmischen zu noch größeren Schwierigkeiten führen.
• Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Kommunikationssystems wie in den Ansprüchen 1-17 definiert. Es hat sich herausgestellt, daß wenn in jede von ein oder mehreren faseroptischen Strecken ein reduzierter Leistungspegel eingekoppelt wird, unerwünschte nichtlineare Effekte unterdrückt werden können und die Systemleistung verbessert werden kann. Die definierte Reduzierung wird durch abgesetzt gepumpte Verstärkung in der betroffenen Strecke oder in den betroffenen Strecken ermöglicht. Eine abgesetzt gepumpte Verstärkung erleichtert somit eine Reduzierung der Streckeneinkoppelleistung und führt infolgedessen zu einer Reduktion von Einbußen von Fasernichtlinearitäten.
• Bei spezifischen Ausführungsformen erhöht die vorliegende Erfindung wesentlich die Anzahl der Kanäle, die in einem optischen Kommunikationssystem eingesetzt werden können, indem spezifische Verstärkungseigenschaften verwendet werden. So hat sich insbesondere herausgestellt, daß nichtlineare Wechselwirkungen, die die Systemleistung herabsetzen und somit die Anzahl der Kanäle begrenzen, durch den Einsatz spezifischer, abgesetzt gepumpter Verstärkungsverfahren, die innerhalb eines spezifischen Parameterregims konfiguriert sind, gemildert werden. Diesen Verfahren ist das breite Merkmal gemein, daß sie den Leistungspegel des Signals bei seiner Ausbreitung durch das optische Kommunikationssystem derart steuern, daß die akkumulierten nichtlinearen Effekte nicht dazu ausreichen, das austretende Signal wesentlich zu verschlechtern.
• Unter einem Aspekt beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verstärken eines wellenlängengemultiplexten Signals, das ein oder mehrere Wellenlängenkanäle einnimmt, wobei das Verfahren mit einem Kommunikationssystem auszuführen ist, das aus einer oder mehreren Lichtwellenleiterstrecken besteht. Das Signal wird in mindestens einer der Strecken einer abgesetzt gepumpten Verstärkung unterzogen.
• Das Signal tritt in jede abgesetzt gepumpte (RP = remotely pumped) Strecke mit einem jeweiligen logarithmischen Eintrittsleistungspegel Pi ein. Die abgesetzt gepumpte Verstärkung wird in jeder RP-Strecke so durchgeführt, daß das Signal am Ende dieser Strecke mindestens ein angestrebtes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR = Signal to Noise Ratio) erhalten hat, und um diesen Zielwert zu produzieren, ist die (in einer gegebenen Strecke) abgesetzt gepumpte Verstärkung gleich der Erhöhung des logarithmischen Eintrittsleistungspegels Pi durch ein jeweiliges Inkrement ΔP ohne Hinzufügen von Rauschen. Unter "Zielpegel" wird einfach ein bestimmter Pegel im Arbeitsbereich des Systems verstanden.
• Zum Beispiel kann das Inkrement ΔP gemessen werden, indem die abgesetzt gepumpte Verstärkung ausgeschaltet wird und Pi bis zum Erreichen des originalen SNR (wenn überhaupt) erhöht wird. Der Betrag, um den Pi erhöht wurde, ist ΔP. Das SNR, auf das hier Bezug genommen wird, kann auf verschiedene Weisen gemessen werden.
• Um das Signal, wie es von dem Kommunikationskabel ausgegeben wird, zu beschreiben, kann eine Gütezahl zugewiesen werden. Diese Gütezahl ist beispielhaft ein jeweiliger Qualitätsfaktor Q für jeden der Wellenlängenkanäle. Der wohlbekannte Parameter Q, der die Signalinterpretation zu der Signalstatistik in Beziehung setzt, wird in dem obenangeführten Buch von E. Desurvire auf Seite 178 beschrieben.
• Zu Beschreibungszwecken wird hier eine bestimmte Terminologie eingeführt. Gemäß der vorliegenden Terminologie wird die Ausgabequalität als verschlechtert bezeichnet, wenn Q in einem beliebigen Wellenlängenkanal um mehr als 2 dB oder äquivalent um mehr als 37% abnimmt. Weiter gemäß der vorliegenden Terminologie wird eine RP-Strecke als leistungskompensiert bezeichnet, wenn die abgesetzt gepumpte Verstärkung in dieser Strecke ausgeschaltet ist oder statt dessen der logarithmische Eintrittsleistungspegel dieser Strecke in einem oder mehreren Wellenlängenkanälen auf Pi + ΔP angehoben ist.
• Ein unterscheidendes Merkmal des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß das abgesetzte Pumpen so durchgeführt wird, daß nichtlineare Effekte relativ zu anderen Verfahren, die versuchen, ausreichende optische Ausgangsleistungspegel aufrechtzuerhalten, im wesentlichen unterdrückt werden. Folglich bewirkt die Leistungskompensierung einer beliebigen Sequenz aus einer oder mehreren RP-Strecken, beginnend mit der letzten RP-Strecke und in umgekehrter Reihenfolge vorgehend, daß die Ausgabequalität sich verschlechtert oder daß sie am Ende mindestens einer Strecke den angestrebten Leistungspegel nicht wieder herstellt.
Ausführliche Beschreibung
• In der gegenwärtigen Praxis enthalten optische Übertragungssysteme mit hoher Kapazität, die DWDM-Signale (DWDM = Dense Wavelength-Division Multiplexed) verwenden, allgemein einen Lichtwellenleiter mit einem bestimmten Ausmaß an Dispersion, das zum Unterdrücken nichtlinearer Effekte, wie etwa Vierwellenmischen, ausreicht. (Ein WDM-System wird als "dicht" bezeichnet, wenn der Frequenzabstand zwischen zwei benachbarten Kanälen höchstens das 200fache der Datenrate dieser Kanäle beträgt.) Dementsprechend verwenden diese Systeme häufig sogenannte NZDSF-Fasern (NZDSF = Non- Zero Dispersion Shifted Fibers), bei denen die Nulldispersionswellenlänge außerhalb des Signalwellenlängenbandes liegt. Es ist jedoch bereits eine wesentliche Menge an ZDSF-Fasern (ZDSF = Zero- Dispersion Shifted Fiber) installiert worden. Für die Übertragung von DWDM-Signalen auf diesen installierten Fasern gibt es starke wirtschaftliche Anreize, obwohl das Signalband überlappt oder in die Nähe der Nulldispersionswellenlänge fällt.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere in Verbindung mit Faserinstallationen dieser Art. Gemäß einer derartigen Ausführungsform enthält ein faseroptisches Übertragungssystem eine Quelle optischer DWDM-Signale, einen Empfänger und eine Reihe von Lichtwellenleiterstrecken, um die optischen Signale zu dem Empfänger zu führen. Gemäß bekannter Designgrundlagen bewirkt die Quelle, daß optische Strahlung in jedem von mehreren Wellenlängenkanälen erzeugt wird, beispielsweise den Kanälen der obenbeschriebenen ITU-Wellenlängengitter, die Strahlung in jedem Kanal moduliert und die modulierte Strahlung in allen Kanälen auf einen einzelnen Lichtwellenleiter multiplexiert wird. Die Modulation erfolgt zu diesem Zweck beispielhaft durch einen Mach-Zehnder-Modulator für jeden Kanal. Die Strahlungsquellen können aber auch direkt durch ein moduliertes Signal angesteuert werden.
• Jede der Lichtwellenleiterstrecken umfaßt eine Länge dispersionsverschobener Faser. Es ist annehmbar, wenn die Nulldispersionswellenlänge in einigen und sogar in allen der Strecken innerhalb des Signalbands oder sehr nahe bei diesem liegt. Die Länge einer typischen Strecke beträgt 80-100 km. Es wird angenommen, daß die Grundlagen der Erfindung, wie sie hier beschrieben sind, selbst bei Strecken mit einer Länge von einhundert Kilometern oder mehr funktionieren und in der Praxis nützlich sind. Die gleichen Grundlagen gelten auch für Strecken, die wesentlich kürzer sind als 80 km, obwohl es für die Verwendung von so kurzen Strecken weniger wirtschaftlichen Anreiz gibt. Eine typische Anzahl derartiger Strecken für Entfernungen zwischen Regionen beträgt 4-10 und für Übersee- Entfernungen 200-300. Aus unten zu erörternden Gründen ist es vorteilhaft, eine Faser mit einem relativ hohen Raman-Wirkungsgrad zu verwenden. Man sagt, daß eine Faser einen relativ hohen Raman-Wirkungsgrad aufweist, wenn sie bei der relevanten Wellenlänge eine effektive Fläche von unter 70 Quadratmikrometern aufweist.
• In einer Ausführungsform, unter Bezugnahme auf Fig. 2, tritt das optische Signal von der Quelle 100 in den Vorverstärker 105 ein, der in der Regel ein diskreter, erbiumdotierter Faserverstärker ist, und tritt dann in die erste Faserstrecke 110 ein. Die Faserstrecke 110 endet bei einem Repeater 135. Im Repeater 135 ist eine Raman-Pumpquelle 120 untergebracht, die abgesetztes Pumpen des Faserkerns in der unmittelbar vorausgegangenen Faserstrecke 110 bereitstellt. Eine typische Mittenwellenlänge der Raman-Pumpe beträgt 1454 nm. (Der Fachmann erkennt, daß die Raman- Pumpenwellenlänge unterhalb einer als Anti-Stokes- Verschiebung bezeichneten effektiven Größe unter dem zu verstärkenden Wellenlängenband liegen sollte.)
• Die Raman-Verstärkung in optischen Kommunikationssystemen ist z. B. in US-A-6,163,636 (= EP-A-1 022 870) und US-A-5,959,750 beschrieben.
• In dem Repeater 135 ist außerdem ein erbiumdotierter Faserverstärker 125 untergebracht, der, wie bekannte Designprinzipien vorschreiben, beispielsweise aus drei diskreten Verstärkerstufen 125.1-125.3 besteht. Ein beispielhafter Höchstwert für die insgesamt ausgegebene Leistung von den kaskadierten Raman- und Erbiumverstärkern beträgt 22,5 dBm. Es sei angemerkt, daß dies ein relativ hoher Wert ist, und daß wesentlich geringere Werte ebenfalls effektiv wären.
• Gemäß bekannten Designprinzipien ist vorteilhafterweise eine Gewinnabflachung des zusammengesetzten Gewinnspektrums der kaskadierten Verstärker bereitgestellt. Es hat sich sogar herausgestellt, daß die Gewinnschwankung über das ganze Signalband hinweg und sogar über den ganzen Bereich von 1532 nm bis 1565 nm hinweg auf höchstens 1,0 dB gehalten werden kann.
• Jede nachfolgende Faserstrecke 130 endet bei einem Repeater, der dem Repeater 135 ähnlich ist.
• Versuchstests (unten beschrieben) eines Laborprototyps eines Systems der obenbeschriebenen Art wurden durchgeführt. Bei einem ersten Versuch wies der Prototyp eine effektive Gesamtlänge von 670,4 km auf, die auf acht Strecken mit jeweils einem Verlust von 17,5 dB bei einer Wellenlänge von 1550 nm aufgeteilt war. Bei dem ersten Versuch wurden Signale in 25 Kanälen im Wellenlängenbereich 1541,75 nm-1561,01 nm mit einem Astand von 100 GHz übertragen, wobei in jeder Strecke ein Raman-Pumpen von 440 mW durchgeführt wurde.
• Bei einem zweiten Versuch wies der Prototyp eine effektive Länge von 335,2 km auf, die auf vier Strecken aufgeteilt waren. Bei dem zweiten Versuch wurden im gleichen Wellenlängenbereich Signale in 49 Kanälen mit einem Abstand von 50 GHz übertragen, wobei in jeder Strecke ein Raman-Pumpen mit 440 mW erfolgte.
• Bei dem ersten Versuch stellte sich heraus, daß bei den 25 Kanälen das kleinste optische Signal-Rauschver hältnis (OSNR) 22,1 dB betrug und alle Kanäle einen Q-Wert über 16,3 dB aufwiesen. Dieser Q-Wert entspricht einer Bitfehlerrate von 3 · 10&supmin;¹¹.
• Bei dem zweiten Versuch stellte sich heraus, daß bei den 49 Kanälen das kleinste OSNR größer als 20,7 dB war und daß alle Kanäle einen Q-Wert von mindestens 16,3 dB aufwiesen. Diese Q-Werte entsprechen wie oben Bitfehlerraten von höchstens 3 · 10&supmin;¹¹.
• Unter Verwendung des abgesetzten Pumpens, in diesem Fall zur verteilten Raman-Verstärkung, ermöglichte es signifikanterweise, die Gesamteinkoppelleistung in das System bei beiden Versuchen auf nur 4,1 dBm zu reduzieren. Diese geringe Einkoppelleistung führte wiederum zu einer wesentlichen Unterdrückung nichtlinearer Effekte, insbesondere des Vierwellenmischens. (Es sei angemerkt, daß bei bestimmten Systemen ein nichtlinearer Effekt möglicherweise dominiert, während in anderen Systemen eine Kombination nichtlinearer Effekte signifikant sein kann.) Tatsächlich lag die Gesamtleistung aller Vierwellenmischprodukte, die mit einem beispielhaften Kanal zusammenspielen, um 19,7 dB unter der Signalleistung im ersten Versuch (bei dem die Kanäle linear-parallel polarisiert waren, was ein Zustand ist, der das Vierwellenmischen im allgemeinen verschlimmert), und um 21,9 dB unter dem Signalleistungspegel in dem zweiten Versuch (bei dem die Kanäle kürzer voneinander beabstandet waren, aber willkürliche relative Polarisationszustände aufwiesen).
• Effektiv ist in die erste Stufe jedes Repeaters eine abgesetzt gepumpte Verstärkung eingeführt worden. Es hat sich herausgestellt, daß sich dadurch eine wesentliche Verbesserung bei der Rauschleistung des Systems ergibt. Aufgrund dieser Verbesserung war es möglich, die Einkoppelleistung des Signals in jede Strecke soweit zu reduzieren, daß das Vierwellenmischen und andere nichtlineare Effekte wesentlich unterdrückt wurden.
• Es wird hingegen angenommen, daß ein gleichwertiges System ohne abgesetzt gepumpte Verstärkung in Folge nichtlinearer Effekte eine erhebliche Leistungsverschlechterung erleiden würde. Eine derartige Verschlechterung würde sich beispielsweise in einem niedrigen Q-Wert für das von dem System empfangene Signal manifestieren.
• Es wird angenommen, daß durch die vorliegende Verwendung einer abgesetzt gepumpten Verstärkung der Q-Wert des gesamten Systems um mindestens 2 dB oder äquivalent um mindestens 37% verbessert wird. Das heißt, es wird angenommen, daß die Leistungskompensation aller Strecken eines gemäß der vorliegenden Lehren hergestellten Systems zu nichtlinearen Effekten führen würde, die so schwerwiegend wären, daß sie den Q-Wert um mindestens 2 dB herabsetzen. Tatsächlich wird angenommen, daß eine derartige Verschlechterung oftmals ohne Leistungskompensation aller Strecken eines Mehrstreckensystems eintreten würde. Um eine derartige Verschlechterung herbeizuführen, würde statt dessen oftmals eine Leistungskompensation irgendeiner Sequenz von weniger als allen der abgesetzt gepumpten Strecken, beginnend mit der letzten und in umgekehrter Reihenfolge fortschreitend, ausreichen.
• Wie erwähnt ist das Vierwellenmischen ein besonders ausgeprägter nichtlinearer Effekt, wenn die Faser in dem Signalband eine geringe Dispersion aufweist. Bei Einsatz einer derartigen Faser erhält man ein alternatives Maß der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Vorteile durch das Auswerten der Effekte des Vierwellenmischens in jeder abgesetzt gepumpten Strecke. Bei jedem Wellenlängenkanal wird die Leistung des unerwünschten Produkts des Vierwellenmischens am Ende jeder abgesetzt gepumpten Strecke durch die Signalleistung dividiert, um ein Verhältnis zu bilden. Die Leistungskompensation einer Strecke bewirkt einen Anstieg dieses Verhältnisses für jeden Kanal. Diese Verhältnisse können zusammenaddiert werden, um über diejenigen Strecken hinweg eine Summe zu bilden, deren Leistung kompensiert ist. Bei mindestens einigen dieser gemäß der vorliegenden Lehren hergestellten Systeme liegt diese Summe über alle abgesetzt gepumpten Strecken für jeden einzelnen Kanal unter -15 dB. Wenn jedoch die Leistungskompensation auf eine beliebige Sequenz aus mindestens einer dieser Strecken beginnend bei der letzten angewendet wird, gibt es mindestens einen Kanal, bei dem diese Summe -15 dB übersteigt.
• Es ist wohlbekannt, daß das Vierwellenmischen verstärkt wird, wenn Kanäle eng beieinander liegen, z. B. um weniger als 200 GHz voneinander entfernt, und insbesondere dann, wenn die Kanäle von ihrer Frequenz her gleichmäßig beabstandet sind. Es ist somit signifikant, daß unter genau diesen Bedingungen eine hohe Systemleistung erhalten worden ist, da insbesondere die lokale Dispersion mindestens einige Wellenlängenkanäle unter 3 ps/nm-km und bei mindestens einigen Wellenlängenkanälen unter 1,5 ps/nm-km lag.
• Es ist das abgesetzte Pumpen eines Raman-Mediums beschrieben worden. Es sei angemerkt, daß andere Medien, die ebenfalls in diesem Kontext verwendet werden, abgesetzt gepumpt werden können. Somit kann beispielsweise eine abgesetzte Verstärkung in verteilten Erbium-(oder anderen seltenerddotierten)Fasern bereitgestellt werden. Bei derartigen Fasern enthalten relativ lange Faserstrecken, d. h. Strecken von bis zu einem Kilometer oder mehr, relativ geringe Konzentrationen an Seltenerddotierungssubstanzen. Eine abgesetzte Verstärkung kann auch in kürzeren Segmenten einer intensiver dotierten Faser bereitgestellt werden. So kann beispielsweise ein Abschnitt erbiumdotierter Faser in die Faserstrecke eingefügt und über die Übertragungsfaser mit einem sich entgegen dem Signal ausbreitenden Pumpstrahl gepumpt werden. Eine derartige Anordnung kann sogar einen gleichzeitigen Gewinn in dem erbiumdotierten Segment zusammen mit dem Raman-Gewinn in dem von der Pumpquelle zu dem erbiumdotierten Segment verlaufenden Abschnitt der Übertragungsfaser bereitstellen.
• Es sei angemerkt, daß sich die Grundlagen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf analoge wie auf digitale optische Kommunikationssysteme anwenden lassen. Wohingegen bei der Beschreibung digitaler Systeme das SNR und der Q-Faktor von Gütezahlen üblicherweise verwendet werden, werden zum Beschreiben der Leistung analoger Systeme oftmals andere Gütezahlen verwendet. Dazu zählen das Träger-Rausch-Verhältnis (CNR = Carrier-To-Noise-Ratio), der CSO-Wert (Composite Second-Order Distortion) und der CTB-Wert (Composite Triple Beat). Diese Gütezahlen sind in dem obenangeführten Buch von E. Desurvire auf den Seiten 196 und 202 definiert. Bei einem Maß für die durch die vorliegende Erfindung bei Anwendung auf ein analoges System bewirkte Systemverbesserung würde die Leistungskompensation der Strecken eines vergleichbaren analogen Systems beinhalten. Die Leistungskompensation würde im wesentlichen wie oben beschrieben durchgeführt werden, außer daß das Leistungsinkrement AP ein logarithmisches Verhältnis jeweiliger CNRs anstatt von SNRs sein würde. Es wird angenommen, daß die Leistungskompensation einer beliebigen Sequenz der abgesetzt gepumpten Strecken eines analogen Systems unter Verwendung der vorliegenden erfinderischen Prinzipien, beginnend mit der letzten Strecke und in umgekehrter Reihenfolge vorgehend, bei mindestens einem der CNR-, CSO- oder CTB-Werte des Gesamtsystems zu einer Verschlechterung von mindestens 2 dB führen würde.
• SBS ist ein nichtlinearer Effekt, der unabhängig von den streuenden Eigenschaften der Faser auftreten kann. Es wird angenommen, daß sich mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung unter anderem SBS unterdrücken läßt. Es wird beispielsweise angenommen, daß bei Systemen, bei denen die Einkoppelleistung in eine Strecke in einem gegebenen Kanal mehr als 6 dBm beträgt, durch die Leistungskompensation einer derartigen Strecke die reflektierte optische Leistung aufgrund von SBS in diesem einen Kanal auf mindestens -15 dB erhöht wird.
• In Fig. 3 veranschaulicht ein beispielhaftes analoges optisches Kommunikationssystem, dessen Leistung durch Anwenden der Prinzipien der vorliegenden Erfindung zum Unterdrücken von SBS wesentlich verbessert wird. Die Signalquelle 200 koppelt ein analoges optisches Signal in eine einzelne Strecke 205 einer standardmäßigen Einmodenfaser ein, die das Signal dem Empfänger 210 zuführt.
• Als Beispiel enthält die Quelle 200 einen CATV- Halbleiterlasersender 215, der bei 1550 nm emittiert, gefolgt von einem Phasenmodulator 220 und einem Amplitudenmodulator 225. Vorteilhafterweise weitet der Phasenmodulator die Spektralbreite der Laserstrahlung auf 2,5 GHz auf, um SBS teilweise zu unterdrücken. (Durch ein weiteres Aufweiten kann die Systemleistung verschlechtert werden.) Der Amplitudenmodulator, der eine optische Modulationstiefe von z. B. 3,3% pro Kanal verwendet, codiert auf dem Laserstrahl den Informationsgehalt von z. B. 77 AM-VSB-Videokanälen 230. Die Quelle 200 erzeugt eine fasergekoppelte Leistung von 17 dBm mit einem CNR von 55 dB, einem CSO von -70 dBc und einem CTB von -70 dBc.
• Die Faserstrecke 205 weist beispielhaft eine Dispersion von +17 ps/nm-km, eine effektive Fläche von 70 Quadratmikrometern, eine Länge von 60 km und einen Streckenverlust von 18 dB auf.
• Signifikanterweise koppelt die Raman-Pumpquelle 235 z. B. 300 mW Pumpstrahlung bei 1455 nm in das Ausgangsende der Strecke 205 in der Ausbreitungsrichtung entgegengesetzt dem Signal ein.
• Wenn die Pumpquelle 235 abgeschaltet ist und statt dessen die Strecke 205 von der Leistung her kompensiert wird, um wie oben beschrieben das CNR anzuheben, gibt es einen Anstieg über den SBS-Schwellwert und es kommt zu mindestens -15 dB reflektierter optischer Leistung.
• Die Kreuzphasenmodulation (CPM) ist, wie bereits angemerkt, ein problematischer nichtlinearer Effekt. CPM ist bei hohen Datenraten besonders problematisch und bei allen Datenraten in Fasern mit relativ hoher Dispersion, wie etwa einer über 10 ps/nm-km liegenden lokalen Dispersion. (Genau gesprochen ist hier eine Gruppengeschwindigkeits-Dispersion gemeint.) Ganz kurz ausgedrückt induzieren Amplitudenschwankungen bei sich in WDM-Systemen ausbreitenden Signalen über einen als die Kerr-Nichtlinearität bezeichneten Effekt eine Phasenverzerrung auf sich gleich ausbreitenden Kanälen. Durch die Dispersion wird diese Phasenverzerrung in eine Amplitudenverzerrung umgewandelt, die im allgemeinen die Systemleistung beeinträchtigt. Da verschiedene Wellenlängenkanäle allgemein verschiedene Gruppengeschwindigkeiten aufweisen, wandern die Bit in sich gleich ausbreitenden Kanälen im allgemeinen während der Übertragung durcheinander. Während des vollen Ablaufs dieses Durchwanderns kann die CPM- Phasenverzerrung im Prinzip völlig oder teilweise aufgehoben werden. Wenn sich jedoch die jeweiligen Gruppengeschwindigkeiten nur sehr wenig voneinander unterscheiden, dann wird das Durchwandern verlängert und es kann in der Zwischenzeit zu einer wesentlichen Faserdämpfung kommen. In einem derartigen Fall gibt es möglicherweise keine effektive Aufhebung. Somit nimmt, wenn die Kanalabstände abnehmen, das Ausmaß des effektiven Aufhebens im allgemeinen ab, und das Ausmaß an weiter bestehender CPM nimmt im allgemeinen zu. Die Aufhebung der CPM-Phasenverschiebung ist außerdem unvollständig, wenn Impulse in benachbarten Kanälen sich am Beginn einer Strecke teilweise überlaufen.
• In Systemen mit mehreren Strecken ist ein Resonanzphänomen mit CPM beobachtet worden. Sehr kurz gesagt wird die zwischen Bit eines Paars gleich ausbreitender Signale bei Eintritt in eine Strecke induzierte Phasenverzerrung verstärkt, wenn das verzerrte Bit mit einem anderen Bit des störenden Kanals bei Eintritt in die nächste Strecke zusammentrifft. Resonanzspitzen bei der Bitfehlerrate des Systems werden bei bestimmten Positionen in einem Scan der Bitraten (bei konstantgehaltenem Kanalabstand) und bei bestimmten Positionen in einem Scan des Kanalabstands (bei konstantgehaltener Bitrate) vorhergesagt.
• Zum Reduzieren von CPM sind bestimmte Techniken vorgeschlagen worden. Dazu zählt die Verwendung veränderlicher Taktphasendifferenzen. Die Taktphasendifferenz ist die zeitliche Verzögerung zwischen Bitlaufzeiten eines Paars von Kanälen. Um CPM zu unterdrücken, wird die Taktphasendifferenz für ein Paar störender Kanäle an den Eingängen zu verschiedenen Strecken unterschiedlich eingestellt.
• Zu anderen Techniken zählen das Addieren verschiedener Längen dispersionskompensierender Faser zu verschiedenen Strecken, das Variieren von Modulationsbitraten oder der Taktphasenverzögerung von Kanal zu Kanal und die Verwendung verschiedener wellenlängenselektiver Phasenverzögerungen für jeden Kanal.
• Merkmale eines optischen Kommunikationssystems dieser Art sind in Fig. 4 dargestellt. Enthalten sind optische Quellen 300, die bei jeweiligen Wellenlängen λ1-λN strahlen und in einem jeweiligen Modulator 305 durch ein in einer jeweiligen Datensignalquelle 310 erzeugtes Datensignal moduliert werden. Vorteilhafter weise fügt eine jeweilige Verzögerungsschaltung 310 zu dem entsprechenden Datensignal eine Verzögerung oder Phasenverschiebung hinzu. Durch Variieren des Ausmaßes einer derartigen Verzögerung zwischen den Datensignalen kann die Akkumulation von CPM in dem System reduziert werden. Ein Multiplexer 320 verknüpft die Ausgangssignale der jeweiligen Modulatoren und bildet ein WDM-Signal zur Übertragung über eine oder mehrere Faserstrecken. Die erste Faserstrecke 325 und die letzte Faserstrecke 330 sind vollständig gezeigt. Jede Faserstrecke beginnt und, wie hier dargestellt, endet auch bei einem diskreten optischen Verstärker 335. Ein Demultiplexer 340 empfängt das WDM-Signal von der letzten Strecke und verteilt es über einen Wellenlängenkanal in jeweilige optische Empfänger 345. Vorteilhafterweise sorgt eine Wellenlängenverzögerungsschaltung 350 für eine jeweilige veränderliche Verzögerung in jeder Strecke. Obwohl eine derartige Schaltung an jedem beliebigen Punkt entlang der Strecke angeordnet werden kann, ist es besonders vorteilhaft, sie wie hier gezeigt zwischen Stufen des optischen Verstärkers am Beginn der betroffenen Strecke anzuordnen.
• Zusätzliche Vorzüge erhält man durch Anwenden der Grundlagen der vorliegenden Erfindung auf ein System wie etwa das von Fig. 4. Dementsprechend sind in der Figur auch z. B. Raman-Pumpquellen 355 gezeigt, die in den verschiedenen Faserstrecken eine abgesetzt gepumpte Verstärkung bereitstellen. Ein diskreter Verstärker 335 liefert am Beginn jeder Faserstrecke einen Signalgewinn, doch liefert jede Raman-(oder andere abgesetzte)Pumpe einen Signalgewinn in Faserteilen, die im wesentlichen hinter diesem diskreten Verstärker angeordnet sind. Wegen der abgesetzt gepumpten Verstärkung kann der Gewinn und somit die Signaleinkoppelleistung am Beginn jeder Strecke, wo die CPM im allgemeinem am problematischsten ist, reduziert werden.
• Es wird angenommen, daß zum Zweck der Unterdrückung von CPM die vorliegende Erfindung in Verbindung mit WDM- Systemen am wertvollsten ist, die mindestens zwei Faserstrecken aufweisen, in denen die lokale Dispersion über 10 ps/nm-km liegt, und die mit mindestens einem Paar von Wellenlängenkanälen arbeiten, die um weniger als 200 GHz beabstandet sind.
Beispiel
• Das obenbeschriebene erste und zweite Experiment wurden unter Verwendung des in Fig. 5 dargestellten Laborprototyps durchgeführt. In zwei Bänken 400, 405 waren neunundvierzig Laserquellen angeordnet, die den Wellenlängenbereich 1541,75 nm-1561,01 nm bei Intervallen von 50 GHz überspannten. Die Laser waren so versetzt, daß eine Bank nur ungeradzahlige Kanäle und die andere Bank nur geradzahlige Kanäle enthielt. Alle Laser in jeder Bank wurden durch einen jeweiligen Mach-Zehnder-Modulator 410, 415 moduliert. Mit diesen Modulatoren wurden Daten in der Form von 2³¹-1 Pseudozufallsbitfolgen mit einer Rate von 10 Gb/s codiert. Das kombinierte Ausgangssignal aus den Modulatoren 410 und 415 wurde in eine Faserschleife eingekoppelt, die einen Hybridverstärker 420 enthielt. Am Ausgang des Verstärkers 420 zweigte ein optischer 10%-Koppler 425 einen Teil des Signals zum Empfänger 430 und zum Optikspektrumanalysator 435 ab. Die Faserstrecke enthielt fünf Abschnitte 440.1-440.5 dispersionsverschobener Faser mit einer effektiven Querschnittsfläche von etwa 50 Quadratmikrometern. Folgendes waren die jeweilige Länge und Nulldispersionswellenlänge jedes Abschnitts: Abschnitt 440.1, 23,025 km und 1547,8 nm; Abschnitt 440.2, 10,468 km und 1549,9 nm; Abschnitt 440.3, 16,794 km und 1578,5 nm; Abschnitt 440.4, 15,712 km und 1549,7 nm; Abschnitt 440.5, 17,795 km und 1547,4 nm.
• Der Hybridverstärker 420 enthielt eine verteilte erste Stufe mit Raman-Gewinn in der Übertragungsfaser, gefolgt von drei erbiumdotierten Faserverstärkerstufen 445.1-445.3. (Die Raman-Quellenpumpe ist in der Figur mit der Bezugszahl 450 bezeichnet.)
• Bei dem obenerörterten ersten Versuch wurden 25 gleichermaßen mit 100 GHz beabstandete Kanäle durch acht Schleifen übertragen. Da alle Kanäle durch einen Modulator codiert wurden, wurde ein Abschnitt dispersionskompensierender Faser mit einer Dispersion von -82 ps/nm-km vor dem Einkoppeln in die Schleife eingefügt, um die Korrelation zwischen benachbarten Kanälen aufzuheben. Vor dem Empfang erfuhren alle Kanäle eine Dispersion von +160 ps/nm. Fig. 6 zeigt den gemessenen Q-Wert und die entsprechende Bitfehlerrate (BER) für die 25 Kanäle in diesem Versuch.
• Bei dem obenerörterten zweiten Versuch wurden alle 49 Kanäle durch vier Schleifen übertragen. Fig. 7 zeigt den gemessenen Q-Wert und die entsprechende Bitfehlerrate (BER) für die 49 Kanäle in diesem Versuch.

Claims (17)

1. Verfahren zum Betreiben eines DWDM-Kommunikationssystems, das mehrere durch Repeatereinheiten (25) getrennte Lichtwellenleiterstrecken (30) umfaßt, wobei: jede Repeatereinheit in die folgende Strecke ein optisches Signal mit mehreren Wellenlängenkanälen mit einem jeweiligen eingekoppelten Signalleistungspegel einkoppelt; das System eine Designanforderung aufweist, daß am Ende jeder Strecke ein angestrebtes Signal-Rausch-Verhältnis SNR (signal to noise ratio) erfüllt oder übertroffen sein muß; und das System nichtlinearen optischen Effekten unterworfen ist, die bei der Interpretation des empfangenen Signals zu Fehlern führen, die derart zu der Signalstatistik durch einen Gütefaktor Q in Beziehung stehen, daß ein höheres Q einer geringeren Bitfehlerrate BER (bit error rate) zugeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgendes umfaßt:

Einkoppeln des optischen Signals in mindestens eine Strecke mit einem eingekoppelten Leistungspegel, der um ein Defizit ΔP der Leistung zu niedrig liegt, die benötigt wird, um das angestrebte Signal-Rausch-Verhältnis am Ende dieser Strecke zu erreichen, wobei ΔP so ausgewählt ist, daß es Q in jedem Kanal um mindestens 2 dB anhebt; und

Kompensieren des Defizits durch Anlegen einer abgesetzt gepumpten, verteilten Verstärkung auf das optische Signal in der mindestens einen Strecke.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

es für das Senden von optischen Signalen eine Datenrate gibt;

optische Signale in mindestens zwei Kanälen gesendet werden; und

es mindestens ein Paar Kanäle gibt, die optische Signale führen, die von der Frequenz her um nicht mehr als das Zweihundertfache der Datenrate beabstandet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lichtwellenleiterstrecken des Kommunikationskabels aus einer dispersionsverschobenen Faser mit Nulldispersion bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die abgesetzt gepumpte, verteilte Verstärkung durch Raman- Verstärkung durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Signaleinkopplung das optische Signal in einem erbiumdotierten Faserverstärker verstärkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das durch mindestens eine Strecke übertragene optische Signal vor Erreichen des Endes der Strecke durch einen abgesetzt gepumpten Raman- Verstärker und dann nach Erreichen des Endes der Strecke durch einen erbiumdotierten Faserverstärker verstärkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

das optische Signal aus Daten besteht, die in mindestens 25 Wellenlängenkanälen gesendet werden;

der Frequenzabstand zwischen jedem benachbarten Paar der 25 Kanäle nicht über 100 GHz liegt;

der angestrebte Signal-Rausch-Verhältnispegel mindestens 20,7 dB beträgt; und

ΔP so ausgewählt ist, daß in jedem der 25 Kanäle ein Q von mindestens 16,3 dB erzielt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

das optische Signal aus Daten besteht, die in mindestens 25 Wellenlängenkanälen gesendet werden;

der Frequenzabstand zwischen jedem benachbarten Paar der 25 Kanäle nicht über 100 GHz liegt;

der angestrebte Signal-Rausch-Verhältnispegel mindestens 20,7 dB beträgt;

ΔP so ausgewählt ist, daß in jedem der 25 Kanäle ein Q von mindestens 16,3 dB erzielt wird; und

am Anfang jeder Strecke das Signal mit einem eingekoppelten Leistungspegel von nicht über 4,1 dBm in jeden Kanal eingekoppelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

zu den nichtlinearen Effekten das Vierwellenmischen FWM (four wave mixing) zählt;

das optische Signal am Ende jeder Strecke in jedem Wellenlängenkanal einen Leistungspegel aus dem FWM-Produkt enthält; und

ΔP so ausgewählt ist, daß in mindestens einem Wellenlängenkanal FWM mit dem Ergebnis reduziert wird, daß in jedem Kanal das über alle Strecken akkumulierte FWM-Produkt in diesem Kanal ein Verhältnis von weniger als -15 dB zu dem Gesamtsignalpegel aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das optische Signal aus auf mindestens 25 Wellenlängenkanälen gesendeten Daten besteht und die 25 Kanäle mit einem Frequenzabstand von nicht mehr als 200 GHz gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es mindestens ein Paar Kanäle gibt, die optische Signale führen, die von der Frequenz her um nicht mehr als 200 GHz voneinander beabstandet sind, und die lokale Dispersion in mindestens einem Wellenlängenkanal unter 3 ps/nm-km liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es mindestens ein Paar Kanäle gibt, die optische Signale führen, die von der Frequenz her um nicht mehr als 200 GHz voneinander beabstandet sind, und die lokale Dispersion in mindestens einem Wellenlängenkanal unter 1,5 ps/nm-km liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das optische Signal aus auf mindestens 25 Wellenlängenkanälen gesendeten Daten besteht und die 25 Kanäle mit einem Frequenzabstand von nicht mehr als 100 GHz gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das optische Signal aus auf mindestens 25 Wellenlängenkanälen gesendeten Daten besteht und die 25 Kanäle mit einem Frequenzabstand von nicht mehr als 50 GHz gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

das optische Signal aus Daten in mindestens 25 Wellenlängenkanälen besteht, die um höchstens 100 GHz voneinander beabstandet sind, und in jedem Kanal mit einer Rate von mindestens 10 GHz gesendet werden; und

ΔP weiterhin so ausgewählt ist, daß BER in jedem Wellenlängenkanal auf unter 3 · 10&supmin;¹¹ reduziert wird.

16. Verfahren zum Betreiben eines analogen optischen Kommunikationssystems, das mehrere durch Repeatereinheiten (25) getrennte Lichtwellenleiterstrecken (30) umfaßt, wobei: jede Repeatereinheit in die folgende Strecke ein optisches Signal mit mehreren Wellenlängenkanälen mit einem jeweiligen eingekoppelten Signalleistungspegel einkoppelt; das System eine Designanforderung aufweist, daß am Ende jeder Strecke ein angestrebtes Träger-Rausch- Verhältnis CNR (carrier to noise ratio) erfüllt oder übertroffen sein muß; und das System nichtlinearen optischen Effekten unterworfen ist, die allgemein die Signalausgabe der letzten Strecke wie beschrieben um zumindest eines der folgenden verschlechtern: ein Gesamtsystem-CNR SYSTEM-CNR, einen Gesamtsystem-Composite Second Order Distortion Value CSO und einen Gesamtsystem- Composite Triple Beat Value CTB für jeden Wellenlängenkanal; dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgendes umfaßt:

Einkoppeln des optischen Signals in mindestens eine Strecke mit einem eingekoppelten Leistungspegel, der um ein Defizit ΔP der Leistung zu niedrig liegt, die benötigt wird, um das angestrebte CNR am Ende dieser Strecke zu erreichen, wobei ΔP so ausgewählt ist, daß es zumindest SYSTEM-CNR, CSO oder CTB in jedem Kanal um mindestens 2 dB anhebt; und

Kompensieren des Defizits durch Anlegen einer abgesetzt gepumpten, verteilten Verstärkung auf das optische Signal in der mindestens einen Strecke.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei:

in mindestens einem Wellenlängenkanal die Summe aus ΔP plus dem Leistungspegel des eingekoppelten Signals über 6 dBm liegt; und

in dem Kanal stimulierte Brillouin-Streuung SBS zu weniger als -15 dB an reflektierter optischer Leistung führt.