DE69838376T2

DE69838376T2 - Vorrichtung zur Verstärkung und Zwischenverstärkung von optischen Signalen und Vorrichtung zur Pegeleinstellung von optischen Signalen

Info

Publication number: DE69838376T2
Application number: DE1998638376
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Minato-ku Shimomura; Naoya Minato-ku Henmi
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: DE69838376D1; EP1635487A2; EP0959577B1; EP1635486A1; EP1635487A3; EP0959577A2; EP0959577A3

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung und eine optische Pegelanpassungsvorrichtung, die auf die optische Wellenlängenmultiplexübtragung angewendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das optische Wellenlängenmultiplexübertragungssystem, dass optische Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen in einem Stück über einen optischen Lichtwellenleiter überträgt, ermöglicht eine Übertragung mit großer Kapazität. Im Speziellen kann durch die Entwicklung von optischen Hochleistungsverstärkern, wie beispielsweise eines erbiumdotierten optischen Faserverstärkers, eine optische Fernübertragung mit großer Kapazität realisiert werden. Bei der Regenerierung optischer Signale bei der optischen Übertragung kann die unveränderte Verstärkung der optischen Signale ohne Umwandlung in elektrische Signale effektiv zur Verkleinerung der Regenerierungsstation und dadurch zur Verringerung der Übertragungskosten beitragen. Zur Zeit wird die Realisierung einer weiteren optischen Fernübertragung mittels mehrstufiger optischer Regenerierung und Verstärkung erwartet.
Jedoch haben die konventionelle optische Signalregenerierungs- und -verstärkungsvorrichtung und die optische Pegelanpassungsvorrichtung einige Probleme, die nachstehend beschrieben werden.
Erstens wird die optische Leistung je Welle auf Grund der Begrenzung der Ausgangsleistung des optischen Verstärkers begrenzt, wenn die Anzahl der optischen multiplexten Signale erhöht wird. Dadurch wird auch die Übertragungsentfernung begrenzt, um kurz zu sein.
Zweitens wird bei einer Erhöhung der Anzahl regenerierender Verstärker der Unterschied des optischen Pegels zwischen Wellenlängen auf Grund der Gewinnabweichung des optischen Verstärkers erhöht, und ein vom optischen Verstärker durch verstärkte Spontanemission erzeugtes Rauschen wird ebenfalls erhöht. Dadurch ist die Empfangsempfindlichkeit zu verringern. Außerdem kann beim Anschluss von mehrstufigen optischen Verstärkern der optische Pegel zwischen den Wellenlängen überaus verschieden sein, da optische Verstärker je nach Wellenlänge unterschiedliche Gewinne haben können.
In "Transoceanic twelve 10 Gbit/s WDM signal transmission experiment with individual channel dispersion-and-gain compensation and prechirped RZ pulse format" (Murakami u. a., Elektronische Briefe, IEE Stevenage, GB, Bd. 33, Nr. 25, 4. Dezember 1997, Seite 2145–2146, XP006008255 ISSN: 0013-5194) wird ein Versuchsaufbau für die Untersuchung der Realisierung einer 10 Gbit/s optischen Übertragung über 6240 km beschrieben. Durch die Demultiplexierung der optischen Signale, eine spezifische Abschwächung eines jeden demultiplexten Signal und durch die erneute Multiplexierung des Signals konnte eine Übertragung von 12 Kanälen von 10 Gbit/s nachgewiesen werden.
Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0 617 527 beschreibt ein System, das verschiedene optische Verstärker innerhalb einer optischen Übertragungsleitung aufweist. Eine Anzahl optischer Verstärker verstärkt alle Wellenlängen zusammen, und nach einer bestimmten Entfernung werden die Signale demultiplext. Jedes Signal wird separat verstärkt, und danach werden die Signale erneut multiplext. Somit sind die unterschiedliche Signalausbreitung der Fasern und die unterschiedlichen Gewinnfaktoren der Verstärker mit dem Nachteil eines enormen Geräteaufwandes zu kompensieren. Außerdem kann eine Kompensierung der Gewinnabweichung, wenn die spezifischen Gewinnfaktoren der optischen Verstärker in Abhängigkeit von der Wellenlänge sich in zu hohem Maße unterscheiden, unerreichbar werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung zu liefern, um die Empfangsempfindlichkeit mittels der Beseitigung von durch verstärkte Spontanemission erzeugtem Rauschen zu verbessern, die optische Gesamtintensität optischer Signale, die nach der Wellenlängenmultiplexierung ausgegeben werden, zu erhöhen und den Pegel von Wellenlängenlichtern in einem wellenlängengemultiplextem optischen Signal auszugleichen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine optische Pegelanpassungsvorrichtung bereitzustellen, um den optischen Pegel einer jeden Wellenlänge an einen beliebigen Wert anzupassen.
Gemäß der Erfindung weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Verstärker, der ein darin einzugebendes optisches Signal verstärkt und danach ausgibt; und
einen optischen Filter, durch den nur ein Wellenlängenlicht des von dem optischen Verstärker auszugebenden optischen Signals hindurchgelassen wird.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen ersten optischen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext;
eine Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen, durch die die Vielzahl von Wellenlängenlichtern von dem ersten optischen Demultiplexer-Multiplexer separat übertragen werden; und
einen zweiten Demultiplexer-Multiplexer, der die durch die Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen übertragenen optischen Signale in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext und ausgibt.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen, durch die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat übertragen wird; und
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die durch die Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen übertragene demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern reflektieren, um sie umzukehren.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen, durch die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat übertragen wird; und
eine optische Trennungs- und Kopplungsvorrichtung, durch die jedes aus der durch jede aus der Vielzahl von optischen Übertagungsleitungen übertragenen Vielzahl von Wellenlängenlichtern wieder in den Demultiplexer-Multiplexer eingegeben wird, während eine andere optische Übertragungsleitung ohne Überlappung mit einem anderen Wellenlängenlicht vorbeigeführt wird.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen ersten optischen Demultiplexer-Multiplexer, der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext;
eine Vielzahl von optischen Filtern, durch die die Vielzahl von Wellenlängenlichtern von dem ersten optischen Demultiplexer-Multiplexer separat hindurchgelassen werden; und
einen zweiten Demultiplexer-Multiplexer, der die durch die Vielzahl von optischen Filtern hindurchgelassenen optischen Signale in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext und ausgibt.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Teiler, der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Lichtern teilt;
eine Vielzahl von optischen Filtern, durch die die Vielzahl von Wellenlängenlichtern von dem optischen Teiler separat hindurchgelassen wird; und
einen optischen Koppler, der die durch die Vielzahl von optischen Filtern hindurchgelassenen optischen Signale in ein wellenlängengemultiplextes Signal einkoppelt und ausgibt.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optische Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Filtern, durch die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat hindurchgelassen wird; und
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die durch die Vielzahl von optischen Filtern hindurchgelassene demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern reflektiert, um sie umzukehren.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Trennkoppler, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Lichtern teilt und eine Vielzahl von Lichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal einkoppelt;
eine Vielzahl von optischen Filtern, durch die von dem optischen Trennkoppler auszugebende geteilte Vielzahl von Lichtern separat hindurchgelassen wird; und
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die durch die Vielzahl von optischen Filtern hindurchgelassene geteilte Vielzahl von Lichtern reflektiert, um sie umzukehren.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Trennkoppler, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Lichtern teilt und eine Vielzahl von Lichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal einkoppelt;
eine Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen, die die von dem optischen Trennkoppler auszugebende Vielzahl von Lichtern separat überträgt;
eine Vielzahl von optischen Filtern, durch die geteilte Vielzahl von Lichtern von der Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen separat hindurchgelassen wird; und
eine optische Trennungs- und Kopplungsvorrichtung, durch die jedes aus der Vielzahl von Lichtern, die durch jede aus der Vielzahl von optischen Filtern hindurchgelassen wurde, wieder in den optischen Trennkoppler eingegeben wird, während eine andere optische Übertragungsleitung ohne Überlappung mit einem anderen Licht vorbeigeführt wird.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Pegelanpassungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Abschwächern, die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat abschwächt; und
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die abgeschwächte Vielzahl von Wellenlängenlichtern, die durch die Vielzahl von optischen Abschwächern hindurchgeleitet wurden, separat reflektiert, um sie durch die Vielzahl von optischen Abschwächern zu dem optischen Demultiplexer-Multiplexer umzukehren.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, weist eine optische Pegelanpassungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen, durch die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat übertragen wird;
eine optische Trennungs- und Kopplungsvorrichtung, durch die jedes aus der Vielzahl von Wellenlängenlichtern, die durch jede aus der Vielzahl von optischen Übertragungsleitungen übertragen wurde, wieder in den optischen Demultiplexer-Multiplexer eingegeben wird, während eine andere optische Übertragungsleitung ohne Überlappung mit einem anderen Wellenlängenlicht vorbeigeführt wird; und
eine Vielzahl von optischen Abschwächern, die zwischen zwei beliebigen optischen Übertragungsleitungen angeordnet sind, um die dazwischen zu übertragende demultiplexte Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat abzuschwächen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen ersten optischen Demultiplexer-Multiplexer, der ein darin einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängenlichter demultiplext;
eine Vielzahl optischer Verstärker, die die demultiplexte Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängenlichter separat verstärkt; und
einen zweiten optischen Demultiplexer-Multiplexer, der die von der Vielzahl von optischen Verstärkern auszugebenden verstärkten Wellenlängenlichter in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes wellenlängegemultiplextes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Verstärkern, die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängenlichter separat verstärkt; und
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die von der Vielzahl von optischen Verstärkern auszugebende Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat reflektieren, um sie durch die Vielzahl von optischen Verstärkern zu dem optischen Demultiplexer-Multiplexer umzukehren.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung weist eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das darin einzugebende wellenlängengemultiplexte optische Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen, die mit den Eingangs/Ausgangs-Ports auf der Demultiplexer-Seite des optischen Demultiplexer-Multiplexers verbunden sind;
eine Vielzahl von optischen Trennkopplern, die mit den Enden der Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen verbunden sind;
eine Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen, die eine Verbindung zwischen zwei verschiedenen aus der Vielzahl von optischen Trennkopplern herstellen, wobei die Verbindung nicht parallel zu einer weiteren Verbindung sein soll; und
eine Vielzahl von bidirektionalen optischen Verstärkern, die in die Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen einge fügt werden und ein optisches Signal verstärken, um durch diese zu übertragen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Pegelanpassungsvorrichtung Folgendes auf:
einen ersten Demultipler-Multiplexer, der ein darin einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängenlichtern demultiplext;
eine Vielzahl von optischen Verstärkern, die die demultiplexte Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängenlichtern separat verstärken; und
einen zweiten Demultiplexer-Multiplexer, der die von der Vielzahl von optischen Verstärkern auszugebenden verstärkten Wellenlängenlichter in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext; und
Vorrichtungen zur separaten Steuerung der Verstärkung der Vielzahl von optischen Verstärkern.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung – aus erläuternden Gründen – weist eine optische Pegelanpassungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Zirkulator, durch den ein in den Eingangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Eingangs/Ausgangs-Port ausgegeben wird und ein in den Eingangs/Ausgangs-Port einzugebendes wellenlängengemultiplextes optisches Signal von dem Ausgangs-Port ausgegeben wird;
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das wellenlängengemultiplexte optische Signal von dem optischen Zirkulator in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von optischen Verstärkern, die die von dem optischen Demultiplexer-Multiplexer auszugebende demultiplexte Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängenlichter separat verstärkt;
eine Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln, die die von der Vielzahl von optischen Verstärkern auszugebende Vielzahl von Wellenlängenlichtern separat reflektieren, um sie durch die Vielzahl von optischen Verstärkern zu dem optischen Demultiplexer-Multiplexer umzukehren.
Vorrichtungen zur separaten Steuerung entweder der Verstärkung der Vielzahl von optischen Verstärkern oder des Reflexionsvermögens der Vielzahl von optischen Reflexionsspiegeln.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, weist eine optische Pegelanpassungsvorrichtung Folgendes auf:
einen optischen Demultiplexer-Multiplexer, der das darin einzugebende wellenlängengemultiplexte optische Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext;
eine Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen, die mit den Eingangs/Ausgangs-Ports auf der Demultiplexer-Seite des optischen Demultiplexer-Multiplexers verbunden sind;
eine Vielzahl von optischen Trennkopplern, die mit den Enden der Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen verbunden sind;
eine Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen, die eine Verbindung zwischen zwei verschiedenen aus der Vielzahl von optischen Trennkopplern herstellen, wobei die Verbindung nicht parallel zu einer weiteren Verbindung sein soll; und
eine Vielzahl von bidirektionalen optischen Verstärkern, die in die Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen eingefügt werden und ein optisches Signal verstärken, um durch diese zu übertragen; und
Vorrichtungen zur separaten Steuerung der Verstärkung der Vielzahl von bidirektionalen optischen Verstärkern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert, wobei:
25 ein Blockdiagramm ist, das eine optische Pegelanpassungsvorrichtung in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt;
28 ein Blockdiagramm ist, das eine optische Signalregenerierungs- und Siganlverstärkungsvorrichtung in einer dreiundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt; und
31 ein Blockdiagramm ist, das eine optische Signalregenerierungs- und Siganlverstärkungsvorrichtung in einer sechsundzwanzigsten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine optische Pegelanpassungsvorrichtung in der ersten bevorzugten Ausführungsform wird in 25 erläutert.
Die optische Übertragungsleitung 101 ist mit dem optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 verbunden, und die optischen Übertragungsleitungen 131, 132, 133 und 134 sind mit den vier Ausgangs-Ports des optischen Demultiplexer-Multiplexers 170 verbunden. Die optischen Koppler 144, 141, 142 und 143 sind dementsprechend mit den Enden der optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 verbunden. Zudem ist die optische Übertragungsleitung 145 zwischen den optischen Kopplern 143 und 144, die optische Übertragungsleitung 146 zwischen den optischen Kopplern 144 und 141, die optische Übertragungsleitung 147 zwischen den optischen Kopplern 141 und 142 und die optische Übertragungsleitung 148 zwischen den optischen Kopplern 142 und 143 angeschlossen. Außerdem wird der optische Abschwächer 251 zwischen den optischen Kopplern 141 und 144, der optische Abschwächer 252 zwischen den optischen Kopplern 141 und 142, der optische Abschwächer 253 zwischen den optischen Kopplern 142 und 143 und der optische Abschwächer 254 zwischen den optischen Kopplern 143 und 144 eingefügt.
Im Betrieb wird ein durch die optische Übertragungsleitung 101 übertragenes optisches Signal durch den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 in vier optische Signale mit den obigen Wellenlängen (λ1 bis λ4) demultiplext. Der optische Demultiplexer-Multiplexer 170 beseitigt ein durch verstärkte Spontanemission erzeugtes Rauschen, das in den optischen Signalen und einem optischen Signal mit einer Wellenlänge, die nicht den obigen vier Wellenlängen (λ1 bis λ4) entspricht, vorkommt. Danach werden die entsprechenden durch den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 demultiplexten optischen Signale separat durch die optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 übertragen und durch die optischen Abschwächer 251 bis 254 abgeschwächt. Beispielsweise wird das durch die optische Übertragungsleitung 131 übertragene optische Signal mit einer Wellenlänge von 1548 nm durch den optischen Abschwächer 251 abgeschwächt, durch den optischen Koppler 141 zu der optischen Übertragungsleitung 132 geleitet und durch die optische Übetragungsleitung 132 in den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 eingegeben. In gleicher Weise werden die durch die optischen Übertragungsleitungen 132 bis 134 übertragenen anderen optischen Signale auch in den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 eingegeben. Danach werden die optischen Signale durch den Demultiplexer-Multiplexer 170 in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext und der optischen Übertragungsleitung 102 ausgegeben.
In der optischen Pegelanpassungsvorrichtung in 25 kann der optische Pegel der entsprechenden Wellenlängenlichter in dem wellenlängengemultiplexten optischen Signal durch die optischen Abschwächer 251 bis 254 an einen beliebigen Pegel angepasst werden.
Eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung in der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird in 28 erläutert, in der gleiche Teile durch die gleichen in 25 verwendeten Bezugsnummern gekennzeichnet sind.
Der optische Demultiplexer-Multiplexer 170 ist mit den optischen Übertragungsleitungen 101 und 102 verbunden. Die optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 sind mit der Wellenlängen-Demultiplexer-Seite des optischen Demultiplexer-Multiplexers 170 verbunden. Die optischen Koppler 144, 141, 142 und 143 sind dementsprechend mit den Enden der optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 verbunden. Zudem werden der optische Verstärker 261 und ein optischer Isolator 271, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den optischen Kopplern 141 und 144 eingefügt, der optische Verstärker 262 und ein optischer Isolator 272, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den optischen Kopplern 141 und 142 eingefügt, der optische Verstärker 263 und ein optischer Isolator 273, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den optischen Kopplern 142 und 143 eingefügt und der optische Verstärker 264 und ein optischer Isolator 274, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den optischen Kopplern 143 und 144 eingefügt.
Im Betrieb wird ein durch die optische Übertragungsleitung 101 übertragenes optisches Signal durch den optischen Demultiplexer -Multiplexer 170 in optische Signale mit vier Wellenlängen (λ1 bis λ4) demultiplext und den optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 separat ausgegeben. Danach wird beispielsweise das an die optische Übertragungsleitung 131 auszugebende optische Signal mit einer Wellenlänge von 1548 nm durch den optischen Koppler 144 geleitet, durch den optischen Verstärker 261 verstärkt, durch den optischen Isolator 271 und den optischen Koppler 141 geleitet und durch die optische Übertragungsleitung 132 in den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 eingegeben. Der optische Demultiplexer-Multiplexer 170 beseitigt ein durch verstärkte Spontanemission erzeugtes Rauschen von dem optischen Verstärker 261 und ein optisches Signal mit einer Wellenlänge, die nicht den obigen vier Wellenlängen (λ1 bis λ4) entspricht. In gleicher Weise werden die durch die optischen Übertragungsleitungen 132 bis 134 übertragenen anderen optischen Signale auch in den optischen Demultiplexer-Multiplexer 170 eingegeben.
In der optischen Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung in 28 wird die Rauschkomponente des auszugebenden wellenlängengemultiplexten optischen Signals sehr klein. Daher kann der Betrag einer Verringerung der Empfangsempfindlichkeit nach der Übertragung massgeblich verbessert werden.
In der in 28 dargestellten optischen Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung werden die optischen Verstärker 261 bis 264 entsprechend in die optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134, die mit dem optischen Demultiplexer 120 oder dem optischen Demutliplexer-Multiplexer 170 verbunden sind, eingefügt. Daher können die optischen Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtungen durch Anpassen der Verstärkung der optischen Verstärker 261 bis 264 als eine optische Pegelanpassungsvorrichtung dienen. Ferner können sie sowohl als eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung als auch als eine optische Pegelanpassungsvorrichtung dienen.
Eine optische Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung in der dritten bevorzugten Ausführungsform wird in 31 erläutert.
In der dritten Ausführungsform, verglichen mit der zweiten Ausführungsform, wird der optische Demultiplexer-Multiplexer 170 in 28 durch den optischen Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 ersetzt, und eine Steuerung 500 wird zur Steuerung der Verstärkung der optischen Verstärker 51 bis 54 gestellt. Unterdessen entsprechen die optischen Übertragungsleitungen 110, 120 und 138 den optischen Übertragungsleitungen 101, 102 bzw. 145 in 28, die optischen Isolatoren 71 bis 74 den optischen Isolatoren 271 bis 274 in 28 und die optischen Verstärker 51 bis 54 den optischen Verstärkern 261 bis 264 in 28.
Der optische Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 beseitigt ein durch verstärkte Spontanemission erzeugtes Rauschen von einem Verstärker der vorangegangenen Stufe und ein optisches Signal mit einer Wellenlänge, die den obigen vier Wellenlängen (λ1 bis λ4) nicht entspricht, wenn er ein durch die optische Übertragungsleitung 110 übertragenes wellenlängengemultiplextes optisches Signal in optische Signale demultiplext. Danach wird beispielsweise das durch die optische Übertragungsleitung 131 geleitete optische Signal erneut durch den optischen Koppler (optischen Teiler im engeren Sinne) 144, den optischen Verstärker 51, den optischen Isolator 71, den optischen Koppler (optischen Teiler im engeren Sinne) 141 und die optische Übertragungsleitung 132 in den optischen Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 eingegeben. Der optische Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 beseitigt ein durch verstärkte Spontanemission erzeugtes Rauschen von den Verstärkern 51 bis 54 und ein optisches Signal mit einer Wellenlänge, die den obigen vier Wellenlängen (λ1 bis λ4) nicht entspricht. In gleicher Weise werden die durch die optischen Übertragungsleitungen 132 bis 134 geleiteten anderen optischen Signale auch wieder in den opti schen Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 eingegeben. Danach multiplext der optische Demultiplexer-Multiplexer von der Art eines Fasergitters 1503 die optischen Signale von den optischen Übertragungsleitungen 131 bis 134 in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal, wobei er es an die optische Übertragungsleitung 120 ausgibt.
In der optischen Signalregenerierungs- und Signalverstärkungsvorrichtung in 31 wird die Rauschkomponente des auszugebenden wellenlängengemultiplexten optischen Signals sehr klein. Daher kann der Betrag einer Verringerung der Empfangsempfindlichkeit nach der Übertragung massgeblich verbessert werden. Ferner kann, unter Verwendung der Steuerung 500, der optische Pegel der entsprechenden Wellenlängenlichter in dem auszugebenden wellenlängengemultiplexten optischen Signal an einen beliebigen Pegel angepasst werden.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf die spezifische Ausführungsform zur vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben worden ist, sind die beigefügten Ansprüche folglich nicht zu beschränken, sondern dahingehend auszulegen, dass sie alle Veränderungen und alternativen Bauweisen verkörpern, die einem Fachmann in den Sinn kommen können, welche angemessen zu der hierin dargelegten grundlegenden Lehre gerechnet werden.

Claims

Optische Pegelanpassungsvorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen optischen Demultiplexer-Multiplexer (170), der ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext, und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext; eine Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen (131, 132, 133, 134), die mit den Eingangs/Ausgangs-Ports auf der Demultiplexerseite des optischen Demultiplexer-Multiplexers (170) verbunden sind; eine Vielzahl von optischen Trennkopplern (141, 142, 143, 144), die mit den Enden der Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen verbunden sind; eine Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen (145, 146, 147, 148), die eine Verbindung zwischen zwei verschiedenen aus der Vielzahl von optischen Trennkopplern herstellen, wobei die Verbindung nicht parallel zu einer weiteren Verbindung sein soll; und eine Vielzahl von optischen Abschwächern (251, 252, 253, 254), die in die Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen eingefügt werden und ein optisches Signal separat abschwächen, um durch diese zu übertragen.
Optische Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der optische Demultiplexer-Multiplexer (170) von der Art eines Array Waveguide Diffraction Grating bzw. Anordnungswellenleiter-Beugungsgitters oder Fiber Grating bzw. Fasergitters ist.
Optische Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die optischen Abschwächer (251, 252, 253, 254) ein optischer variabler Abschwächer oder ein optischer festgesetzter Abschwächer ist.
Optische Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die optischen Abschwächer (251, 252, 253, 254) durch optische Verstärker ersetzt werden.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen optischen Demultiplexer-Multiplexer (170), welcher das darin einzugebende wellenlängengemultiplexte optische Signal in eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern demultiplext, und eine Vielzahl von Wellenlängenlichtern in ein wellenlängengemultiplextes optisches Signal multiplext; eine Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen (131, 132, 133, 134), die mit den Eingangs/Ausgangs-Ports auf der Demultiplexerseite des optischen Demultiplexer-Multiplexers (170) verbunden sind; eine Vielzahl von optischen Trennkopplern (141, 142, 143, 144), die mit den Enden der Vielzahl von ersten optischen Übertragungsleitungen verbunden sind; eine Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen (145, 146, 147, 148), die eine Verbindung zwischen zwei verschiedenen aus der Vielzahl von optischen Trennkopplern herstellen, wobei die Verbindung nicht parallel zu einer weiteren Verbindung sein soll; und eine Vielzahl von bidirektionalen optischen Verstärkern (261, 262, 263, 264), die in die Vielzahl zweiter optischer Übertragungsleitungen eingefügt werden und ein optisches Signal verstärken, um durch diese zu übertragen.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 5, welche des Weiteren Folgendes aufweist: Vorrichtungen zur separaten Steuerung der Verstärkung der Vielzahl von bidirektionalen optischen Verstärkern (261, 262, 263, 264).
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: die Vielzahl von zweiten optischen Übertragungsleitungen separat mit einem optischen Isolator (271, 272, 273, 274) ausgestattet sind.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: die Vielzahl von optischen Verstärkern (261, 262, 263, 264) ein optischer Halbleiterverstärker oder ein Impurity Doped Fiber bzw. unreinheitendotierter optischer Faserverstärker ist.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Impurity Doped Fiber bzw. unreinheitendotierte optische Faserverstärker ein mit Seltenerdmetallen dotierter optischer Faserverstärker ist.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass: der mit Seltenerdmetallen dotierte optische Faserverstärker ein erbidumdotierter optischer Faserverstärker, ein neodymdotierter optischer Faserverstärker oder ein praseodymdotierter optischer Faserverstärker ist.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: der optische Demultiplexer-Multiplexer (170) von der Art eines Array Waveguide Diffraction Grating bzw. Anordnungswellenleiter-Beugungsgitters ist.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: der optische Demultiplexer-Multiplexer (170) von der Art eines Fibre Grating bzw. Fasergitters ist.
Optische Signalregenerierungs-, Signalverstärkungs- und Pegelanpassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass: die optischen Verstärker (261, 262, 263, 264) durch optische Abschwächer ersetzt werden oder Abschwächer aufweisen, die mit ihnen in Reihe geschaltet werden sollen.