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DE69702731T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung von aus Wellenlängenmultiplex aufbereiteten Kanälen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung von aus Wellenlängenmultiplex aufbereiteten Kanälen

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Publication number
DE69702731T2
DE69702731T2 DE69702731T DE69702731T DE69702731T2 DE 69702731 T2 DE69702731 T2 DE 69702731T2 DE 69702731 T DE69702731 T DE 69702731T DE 69702731 T DE69702731 T DE 69702731T DE 69702731 T2 DE69702731 T2 DE 69702731T2
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DE
Germany
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wave
output
input
amplifier
optical
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Application number
DE69702731T
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English (en)
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Inventor
Bertrand Desthieux
Amaury Jourdan
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel SA
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Publication date
Application filed by Alcatel SA filed Critical Alcatel SA
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0221Power control, e.g. to keep the total optical power constant
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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    • H04B2210/00Indexing scheme relating to optical transmission systems
    • H04B2210/003Devices including multiple stages, e.g., multi-stage optical amplifiers or dispersion compensators

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Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Kommunikation unter Verwendung von Wellenlängenmultiplex oder WDM (von englisch "Wavelength Division Multiplex").
  • Bei dieser Art von Kommunikation werden mehrere von unterschiedlichen Wellenlängen getragene Informationskanäle gleichzeitig auf optischen Verbindungen befördert. Die Erfindung betrifft insbesondere den Empfang und die Extraktion von einem oder mehreren Kanälen aus einem solchen Multiplex.
  • Die Extraktion von Kanälen erfolgt insbesondere in den Routingknoten eines optischen Netzes. Um einen der Kanäle des von dem Knoten empfangenen Multiplex zu einer bestimmten optischen Verbindung weiterzuleiten, extrahiert man den Kanal durch Filterung, z. B. mit Hilfe eines Demultiplexers oder eines auf die Wellenlänge dieses Kanals abgestimmten abstimmbaren Filters und modifiziert dann mit Hilfe eines Wellenlängenumsetzers die Wellenlänge des Trägers, um ihr einen der gewünschten Verbindung zugeordneten Wert zu verleihen.
  • Jede optische Filterung führt jedoch zu Leistungsverlusten, die auf das eigentliche Filter sowie die Eingangs- und Ausgangskoppelmittel des Filters zurückgehen. So erzeugt eine Filtervorrichtung einen Dämpfungseffekt, der im allgemeinen durch eine Verstärkung kompensiert werden sollte. Es wird z. B. ein optischer Verstärker verwendet, der eine Verstärkung wenigstens gleich dem Dämpfungskoeffizienten des Filters hat, wobei der Dämpfungskoeffizient definiert ist als das Verhältnis der optischen Eingangsleistung zur optischen Ausgangsleistung des Filters, das größer ist als 1.
  • Der Nachteil einer solchen Verstärkung ist, daß sie immer mit einer Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses des erhaltenen optischen Signals einhergeht. Die Verschlechterung geht darauf zurück, daß ein optischer Verstärker ein im wesentlichen zu seiner Verstärkung proportionales Rauschen erzeugt, das als "verstärkte spontane Emission" oder "ASE" bezeichnet wird. Um die Dämpfung einer optischen Vorrichtung zu kompensieren und dabei das Signal-Rausch-Verhältnis so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, ist es zweckmäßig, den Verstärker vor der dämpfenden Vorrichtung anzubringen. In diesem Fall wird das Signal-Rausch-Verhältnis durch die Dämpfung nicht beeinträchtigt, was nicht der Fall ist, wenn der Verstärker danach angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung ist gezeigt in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-695050, die in Fig. 11 einen Vorverstärker beschreibt, der einen Wellenlängenmultiplex empfängt und vor einem Demultiplexer angeordnet ist, auf den Filter folgen.
  • Im Fall einer Filterung ist die Lösung, die das beste Signal-Rausch-Verhältnis gewährleistet, aber nicht optimal unter dem Gesichtspunkt der Ausnutzung der Verstärkungsmittel. Eine Filterung, die darauf abzielt, z. B. einen Teil der Kanäle eines Multiplex zu extrahieren, besteht per definitionem darin, die anderen Kanäle zu beseitigen. Daraus resultiert, daß die von dem Verstärker bewirkte Erhöhung der Leistung bei den anschließend durch Filterung beseitigten Kanälen nutzlos ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist auch, eine Lösung vorzuschlagen, die die Verstärkungsmittel optimiert. Hierzu wird die Tatsache berücksichtigt, daß es nicht immer notwendig ist, daß das Signal-Rausch-Verhältnis des verstärkten und gefilterten Signals so gut wie möglich ist. In der Praxis kann man sich auf einen Grenzwert des Signal-Rausch- Verhältnisses festlegen, der für die späteren Verarbeitungen des Signals ausreichend ist. Genauso kann man die für diese Verarbeitungen erforderliche optische Leistung abschätzen.
  • Genauer gesagt ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren und Verstärken wenigstens eines Kanals aus einem Wellenlängenmultiplex, um aus einer optischen Eingangswelle, die den Multiplex verkörpert, wenigstens eine optische Ausgangswelle zu liefern, die einen Teil der Spektralkomponenten des Multiplex umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt:
  • - einen ersten Verstärkungsschritt, der eine erste Verstärkung auf die Eingangswelle anwendet, um eine vorverstärkte Welle zu liefern,
  • - einen Schritt des Auswählens von Wellenlänge(n), der auf die vorverstärkte Welle angewendet wird, um wenigstens eine gefilterte Welle zu liefern,
  • wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es, um den spektralen Komponenten jeder Ausgangswelle ein Signal- Rausch-Verhältnis, das wenigstens gleich einem festgelegten Grenzwert ist, und eine vorgegebene optische Leistung zu geben, einen zweiten Verstärkungsschritt umfaßt, der eine zweite Verstärkung auf jede gefilterte Welle anwendet, um eine entsprechende Ausgangswelle zu liefern, und daß der Wert der ersten Verstärkung unzureichend ist, um diese vorgegebene Leistung zu erreichen, aber ausreichend ist, damit jedes Signal-Rausch-Verhältnis wenigstens gleich dem Grenzwert ist, und daß jede zweite Verstärkung einen Wert hat, der für die spektralen Komponenten die vorgegebene Leistung gewährleistet.
  • Vorteilhafterweise findet der zweite Verstärkungsschritt im Verstärkungssättigungsmodus statt. Es ist nämlich wünschenswert, daß die Leistung der spektralen Komponenten der Ausgangswelle wenig von ihren Wellenlängen abhängt.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Die Vorrichtung umfaßt:
  • - einen optischen Eingangsverstärker, der in der Lage ist, die Eingangswelle zu empfangen und eine vorverstärkte Welle zu liefern,
  • - Auswahlmittel für die Wellenlänge(n), die an den Eingangsverstärker gekoppelt sind, um die vorverstärkte Welle zu empfangen, und die in der Lage sind, wenigstens eine gefilterte Welle zu liefern.
  • Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß, um den spektralen Komponenten jeder Ausgangswelle ein Signal- Rausch-Verhältnis, das wenigstens gleich einem festgelegten Grenzwert ist, und eine vorgegebene optische Leistung zu verleihen, die Vorrichtung wenigstens einen Ausgangsverstärker umfaßt, der an die Auswahlmittel gekoppelt ist, um eine gefilterte Welle zu empfangen, und der eine entsprechende Ausgangswelle liefert und daß die Verstärkung des Eingangsverstärkers unzureichend ist, um die vorgegebene Leistung zu erreichen, aber ausreichend ist, damit jedes Signal-Rausch-Verhältnis wenigstens gleich dem Grenzwert ist, und daß die Verstärkung jedes Ausgangsverstärkers einen Wert hat, der für die spektralen Komponenten die vorgegebene Leistung gewährleistet.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden Verstärker verwendet, deren Verstärkungen wenig von den zu verstärkenden Wellenlängen abhängen. Diese Eigenschaft kann leicht mit Faserverstärkern, etwa mit fluorierten oder aluminiumdotierten Fasern erreicht werden.
  • Gemäß einer leistungsfähigen und unter dem Gesichtspunkt der Herstellungskosten vorteilhaften Ausgestaltung sind die Faserverstärker gemeinsamen optischen Pumpmitteln zugeordnet.
  • Um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und gemäß einer Ausführungsvariante ist die Vorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkende Faser des Ausgangsverstärkers an die Auswahlmittel gekoppelt ist, daß Eingangskoppelmittel vorgesehen sind, um eine erste Pumpwelle in die verstärkende Faser des Eingangsverstärkers einzuspeisen und die vorverstärkte Welle an die Auswahlmittel anzulegen, und daß Ausgangskoppelmittel vorgesehen sind, um eine zweite Pumpwelle in die verstärkende Faser jedes Ausgangsverstärkers einzuspeisen und daraus die entsprechende Ausgangswelle zu extrahieren.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren.
  • - Fig. 1 ist ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • - Fig. 2 stellt eine Ausführungsvariante dar, die einen Sperrfilter verwendet.
  • - Fig. 3 ist eine erste Ausgestaltung, die Faserverstärker verwendet.
  • - Fig. 4 stellt eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante dar.
  • - Fig. 5 stellt eine andere Variante für die gleichzeitige Extraktion mehrerer Kanäle dar.
  • Fig. 1 stellt schematisch eine Vorrichtung zum Extrahieren eines Kanals aus einem Wellenlängenmultiplex gemäß der Erfindung dar. Um die Darstellung zu vereinfachen, wird der Fall betrachtet, daß eine einzige Wellenlänge λi aus dem Multiplex Σλj extrahiert wird.
  • Die Vorrichtung umfaßt einen Eingangsverstärker OA1, der an den Eingang eines Wellenlängenselektors F gekoppelt ist, dessen Ausgang an einen Ausgangsverstärker OA2 gekoppelt ist. Der Verstärker OA1 empfängt den Multiplex in Form einer optischen Eingangswelle E, die mehrere Spektralkomponenten mit Wellenlängen λ1, λ2, ... λj, ... λn enthält. Der Verstärker OA1 liefert dem Selektor F eine vorverstärkte Welle E1, die die gleichen Spektralkomponenten wie die Eingangswelle E enthält. Der Selektor F, der z. B. ein auf eine der Wellenlängen λi des Eingangsmultiplex abgestimmter Filter ist, liefert dem Ausgangsverstärker OA2 die gefilterte Welle E2. Der Ausgangsverstärker OA2 liefert eine Ausgangswelle S, die die einzige Spektralkomponente λi enthält.
  • Erfindungsgemäß sind die Verstärkungswerte G1 bzw. G2 der Verstärker OA1 bzw. OA2 in folgender Weise festgelegt. Die für den zu extrahierenden Kanal, d. h. für die Spektralkomponente λi am Ausgang der Vorrichtung, gewünschte optische Leistung Ps ist bekannt. Andererseits kann man die minimale Leistung der Spektralkomponenten der Eingangswelle E abschätzen. Schließlich kann man den charakteristischen Dämpfungskoeffizienten A des Filters und der Kopplungen zwischen dem Filter und den zwei Verstärkern bestimmen. Daraus kann man den Wert des Produktes G1 · G2 der Verstärkungen der Verstärker OA1 und OA2 ableiten.
  • Dann legt man sich den Wert R des Signal-Rausch- Verhältnisses der Ausgangsspektralkomponente fest. Dieser Wert R ermöglicht, den Wert von G1 festzulegen. Da das Produkt G1 · G2 bekannt ist, leitet man davon den Wert von G2 ab.
  • Die genauen Werte der Verstärkungen G1 und G2 können experimentell oder durch Simulation bestimmt werden, wobei die Eigenschaften der verwendeten Verstärker berücksichtigt werden.
  • Man kann diese Verstärkungswerte auch näherungsweise durch eine direkte Rechnung abschätzen. Hierfür nimmt man an, daß das Verhältnis a der Leistung der verstärkten spontanen Emission (ASE) zur Verstärkung der verwendeten Verstärker eine bekannte Konstante ist. In diesem Fall gilt unter Vernachlässigung des Rauschens des Eingangssignals:
  • - Eingangsleistung pro Kanal = Pe
  • - Ausgangsleistung des ausgewählten Kanals Ps = G1 · G2 · Pe/A
  • - Rauschleistung aufgrund von OA2 = α · G2
  • - Rauschleistung aufgrund von OA1 = α · G1 · G2/A
  • - Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang R = (Pe/α)/(1+A/G1).
  • Der Ausdruck für R zeigt, daß man das Signal-Rausch- Verhältnis am Ausgang durch eine geeignete Auswahl allein des Wertes der Verstärkung G1 festlegen kann. Die Schlußfolgerung wäre die gleiche, wenn man das im Eingangssignal vorhandene Rauschen berücksichtigen würde.
  • Zum Vergleich erhielte man, wenn die Verstärkung lediglich vor dem Filter stattfände: R = Pe/α.
  • Im Fall, wo die Verstärkung lediglich hinter dem Filter stattfindet, gilt hingegen: R = Pe/(αA).
  • Die erfindungsgemäß empfohlene Lösung bildet somit einen Kompromiß, der die Tatsache berücksichtigt, daß man sich in der Praxis darauf beschränken kann, ein Signal-Rausch- Verhältnis festzulegen, das geringfügig kleiner als der Maximalwert Pe/α ist. Die daraus resultierende Einsparung an Verstärkungsressourcen ist jedoch um so größer, je höher die Zahl der Eingangskanäle ist. Man kann auch höhere Ausgangsleistungen erreichen.
  • In der Praxis werden die Verstärkungswerte der Verstärker durch eine geeignete Dimensionierung in Kombination mit einer Anpassung des optischen oder elektrischen Pumpens erhalten, je nachdem, ob es sich um Faser- oder Halbleiterverstärker handelt.
  • Wenn der Filter F wellenlängenabstimmbar ist, oder im Hinblick auf eine standardisierte Produktion ist es vorteilhaft, die Vorrichtung wenig abhängig von den ausgewählten Kanälen zu machen, d. h. sie unempfindlich gegen eventuelle Streuungen der Leistungspegel der Spektralkomponenten zu machen. Hierfür kann man einen Ausgangsverstärker wählen, der so dimensioniert ist, daß er in Verstärkungssättigung arbeitet, um so die Ausgangsleistung zu vereinheitlichen. Ergänzend zu diesen Dimensionierungsmaßnahmen kann man auch den Wert der Verstärkung G1 beeinflussen, so daß die an den Eingang des Ausgangsverstärkers angelegte Leistung ausreichend ist, um ihn in seinen Sättigungszustand zu bringen.
  • Die Fig. 2 ist eine Variante, die zeigt, daß die Erfindung auch auf Vorrichtungen anwendbar ist, die mehrere Wellenlängen selektieren und/oder in Reflexion arbeitende Filter verwenden.
  • Bei dieser Variante ist der Eingangsverstärker OA1 an ein Sperrfilter F über einen Zirkulator C mit drei Ein- /Ausgangsanschlüssen gekoppelt. Die zwei ersten Anschlüsse sind jeweils an den Eingangsverstärker OA1 und den Sperrfilter F gekoppelt, und sein dritter Anschluß ist mit dem Ausgangsverstärker OA2 verbunden. Der Sperrfilter F ist ausgewählt, um z. B. die Wellenlängen λi und λk zu reflektieren, die den Kanälen entsprechen, die aus dem Eingangsmultiplex extrahiert werden sollen. Die Dimensionierungsregeln der Verstärker sind die gleichen wie oben beschrieben.
  • In dem Fall, wo Faserverstärker verwendet werden, kann der gleiche Aufbau dazu dienen, die Pumpwellen einzuspeisen. Hierfür genügt es, daß der Filter F vorgesehen ist, um die Wellenlänge der Pumpwelle zu sperren, die dann, z. B. mit Hilfe eines Kopplers, am Eingang des Verstärkers OA1 eingespeist wird.
  • Die Erfindung ist zwar auf mit optischen Halbleiterverstärkern ausgestattete Vorrichtungen anwendbar, beim derzeitigen Stand der Technik der optischen Verstärker sind aber die am besten an Wellenlängenmultiplexe angepaßten die Faserverstärker, insbesondere mit fluorierter Faser. Sie haben nämlich den Vorteil, daß sie eine Verstärkung aufweisen, die wenig von der Wellenlänge und der Zahl der zu verstärkenden Kanäle abhängt.
  • Fig. 3 zeigt das erste an diese Art von Verstärkung angepaßte Ausführungsbeispiel. Die zwei Faserverstärker OA1, OA2 bestehen aus verstärkenden Fasern, die Pumpmitteln P zugeordnet sind. Bei der dargestellten Ausgestaltung sind diese Pumpmittel P den zwei Verstärkern gemeinsam. Sie bestehen aus einem Pumplaser L, der mit einem Koppler CP verbunden ist, der zwei Pumpwellen OP1, OP2 liefert, die jeweils für die verstärkenden Fasern der Verstärker OA1 bzw. OA2 vorgesehen sind.
  • Die verstärkenden Fasern OA1, OA2 sind jeweils an den Eingang und den Ausgang des Filters F über Koppelmittel M1, M2 gekoppelt, die auch die Einspeisung der Pumpwellen OP1 bzw. OP2 in die verstärkenden Fasern der Verstärker OA1 bzw. OA2 gewährleisten.
  • Vorteilhafterweise werden als Koppelmittel M1, M2 Multiplexer-Demultiplexer gewählt, die in der Lage sind, die Wellenlänge der Pumpwelle jeweils von denen des Eingangsmultiplex und der des vom Filter ausgewählten Kanals zu trennen. Die Verwendung solcher Komponenten ermöglicht es nämlich, die Kopplungsverluste im Verhältnis zu dem Fall zu verringern, wo herkömmliche optische Koppler verwendet werden, deren Verluste typischerweise bei 3 dB liegen.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist zunächst, daß sie wirtschaftlich hinsichtlich der Zahl der sie bildenden Komponenten ist. Außerdem ermöglicht ihr symmetrischer Aufbau eine von der Ausbreitungsrichtung der Wellen unabhängige Betriebsweise.
  • Sie hat jedoch den Nachteil, daß sie hinsichtlich des Signal-Rausch-Verhältnisses nicht optimal ist, da der Ausgangsmultiplexer M2 eine vor dem Ausgangsverstärker OA2 liegende Dämpfung herbeiführt. Außerdem mag man die in Fig. 4 dargestellte Anordnung bevorzugen, bei der die verstärkende Faser des Ausgangsverstärkers OA2 direkt an den Filter F gekoppelt ist, wohingegen der Ausgangsmultiplexer M2 so angeordnet ist, daß er die zweite Pumpwelle OP2 in diese verstärkende Faser einspeist und die Ausgangswelle S daraus extrahiert. Daraus resultiert, daß das Rauschen der verstärkten spontanen Emission des Verstärkers OA2 durch den Multiplexer M2 gedämpft wird, was das Signal-Rausch-Verhältnis der Ausgangswelle verringert.
  • Zur Verdeutlichung werden einige Details angegeben, die ein praktisches Ausführungsbeispiel betreffen, das Verstärker mit fluorierter Faser und ein Filter vom Fabry-Perot-Typ verwendet:
  • - 16 Kanal-Multiplex
  • - Spektralintervall des Multiplex: 1.530-1.560 nm
  • - Pumpwellenlänge 1.480 nm
  • - Dämpfung des Filters A: 6 dB
  • - Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang R: 30 dB (für ein Spektralintervall von 0,1 nm)
  • - Verstärkungen der Verstärker: G1 = G2 = 16 dE
  • - Eingangsleistung Pe: -21 dBm
  • - Ausgangsleistung Ps: +5 dBm,
  • wobei die Leistungen Pe und Ps in dBm ausgedrückt sind, definiert als das Zehnfache des Logarithmus der Leistung, ausgedrückt in mW.
  • Fig. 5 zeigt eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung, die es ermöglicht, gleichzeitig mehrere Kanäle aus einem Multiplex zu extrahieren.
  • Bei dem dargestellten Beispiel werden drei von den Wellenlängen λ1, λ2, λ3 getragene Kanäle extrahiert. Der Eingangsmultiplex E wird vom Verstärker OA1 verstärkt und dann an den Eingang eines Demultiplexers M11 mit vier Ausgängen angelegt, die auf die Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λp festgelegt sind. Die drei ersten Ausgänge sind jeweils mit den Ausgangsverstärkern OA21, OA22 bzw. OA23 verbunden. Der vierte Ausgang empfängt die Pumpwelle der Vorrichtung P. Die Ausgangsverstärker OA21, OA22, OA23 liefern die Ausgangswellen S1, S2, S3 über die Multiplexer M21, M22, M23, die auch dazu dienen, die für diese Verstärker bestimmten Pumpwellen einzuspeisen.
  • Man erkennt, daß bei dieser Ausgestaltung der Demultiplexer M11 sowohl die Rolle eines Kanalauswahlfilters als auch die eines Kopplers zum Einspeisen der Pumpwelle in die verstärkende Faser OA1 spielt.
  • Wie bei der Ausgestaltung der Fig. 4 ist die Pumpvorrichtung P gemeinsam und die Pumpleistung wird auf jeden Verstärker über Koppelmittel CPl verteilt. Diese Koppelmittel können aus einem ersten 3 dB-Faserkoppler bestehen, der eine Hälfte der Pumpleistung an den Verstärker OA1 und die andere Hälfte an einen Sternkoppler liefert, der dazu dient, diese Leistung auf die Ausgangsverstärker zu verteilen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Extrahieren und Verstärken wenigstens eines Kanals aus einem Wellenlängenmultiplex, um aus einer optischen Eingangswelle (E), die den Multiplex verkörpert, wenigstens eine optische Ausgangswelle (S) zu liefern, die einen Teil der Spektralkomponenten (λ1) des Multiplex aufweist, wobei das Verfahren umfaßt:
- einen ersten Verstärkungsschritt, der eine erste Verstärkung (G1) auf die Eingangswelle (E) anwendet, um eine vorverstärkte Welle (E1) zu liefern,
- einen Schritt des Auswählens (F) von Wellenlänge(n), der auf die vorverstärkte Welle (E1) angewendet wird, um wenigstens eine gefilterte Welle (E2) zu liefern,
dadurch gekennzeichnet, daß es, um den spektralen Komponenten (λi) jeder Ausgangswelle (S) ein Signal- Rauschverhältnis, das wenigstens gleich einem festgelegten Grenzwert ist, und eine vorgegebene optische Leistung zu geben, einen zweiten Verstärkungsschritt umfaßt, der eine zweite Verstärkung (G2) jeweils auf jede gefilterte Welle (E2) anwendet, um eine entsprechende Ausgangswelle (S) zu liefern, und daß der Wert der ersten Verstärkung (G1) unzureichend ist, um diese vorgegebene Leistung zu erreichen, aber ausreichend ist, damit jedes Signal- Rauschverhältnis wenigstens gleich dem Grenzwert ist, und daß jede zweite Verstärkung (G2) einen Wert hat, der für die spektralen Komponenten (λi) die vorgegebene Leistung gewährleistet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärkungsschritt im Verstärkungssättigungsmodus ausgeführt wird.
3. Vorrichtung zum Extrahieren und Verstärken wenigstens eines Kanals aus einem Wellenlängenmultiplex, um ausgehend von einer optischen Eingangswelle (E), die den Multiplex verkörpert, wenigstens eine optische Ausgangswelle (S) zu liefern, mit
- einem optischen Eingangsverstärker (OA1), der in der Lage ist, die Eingangswelle (E) zu empfangen und eine vorverstärkte Welle (E1) zu liefern,
- Auswahlmittel (F) für die Wellenlänge(n) (λi), die an den Eingangsverstärker (OA1) gekoppelt sind, um die vorverstärkte Welle (E1) zu empfangen, und in der Lage sind, wenigstens eine gefilterte Welle (E2) zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß, um den spektralen Komponenten (λi) jeder Ausgangswelle ein Signal-Rauschverhältnis, das wenigstens gleich einem festgelegten Grenzwert ist, und eine vorgegebene optische Leistung zu verleihen, die Vorrichtung umfaßt:
- wenigstens einen Ausgangsverstärker (OA2), der an die Auswahlmittel (F) gekoppelt ist, um eine gefilterte Welle (E2) zu empfangen, und der eine entsprechende Ausgangswelle (S) liefert,
und daß die Verstärkung (G1) des Eingangsverstärkers (OA1) unzureichend ist, um die vorgegebene Leistung zu erreichen, aber ausreichend ist, damit jedes Signal-Rauschverhältnis wenigstens gleich dem Grenzwert ist, und daß die Verstärkung (G2) jedes Ausgangsverstärkers (OA2) einen Wert hat, der für die spektralen Komponenten (λ1) die vorgegebene Leistung gewährleistet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (G1) des Eingangsverstärkers (OA1) ferner ausreichend ist, damit jeder Ausgangsverstärker (OA2) im Verstärkungssättigungsmodus arbeitet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (OA1, OA2) Verstärkungen aufweisen, die wenig von den Wellenlängendifferenzen der spektralen Komponenten (λi) abhängen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (OA1, OA2) Verstärker sind, die verstärkende Fasern umfassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsverstärker (OA1, OA2) gemeinsame optische Pumpmittel (P) umfassen, die in der Lage sind, Pumpwellen (OP1, OP2) an die Eingangs- und Ausgangsverstärker (OA1, OA2) zu liefern.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkende Faser jedes Ausgangsverstärkers (OA2) an die Auswahlmittel (F) gekoppelt ist, daß Eingangskoppelmittel (M1) vorgesehen sind, um eine erste Pumpwelle (OP1) in die verstärkende Faser des Eingangsverstärkers (OA1) einzuspeisen und die vorverstärkte Welle (E1) an die Auswahlmittel (F) anzulegen, und daß Ausgangskoppelmittel (M2) vorgesehen sind, um eine zweite Pumpwelle (OP2) in die verstärkende Faser jedes Ausgangsverstärkers (OA2) einzuspeisen und daraus die entsprechende Ausgangswelle (S) zu extrahieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangskoppelmittel (M1, M2) Demultiplexer sind, die in der Lage sind, die Wellenlänge (λp) der Pumpwellen (OP1, OP2) bzw. die Wellenlängen des Multiplex (E) und die Wellenlängen (λi) der spektralen Komponenten der Ausgangswelle (S) zu trennen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlmittel (F) durch einen wellenlängenabstimmbaren Filter gebildet sind.
DE69702731T 1996-04-12 1997-04-07 Verfahren und Vorrichtung zur Verstärkung von aus Wellenlängenmultiplex aufbereiteten Kanälen Expired - Lifetime DE69702731T2 (de)

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