CZ192295A3

CZ192295A3 - Optical telecommunication system, optical-fiber repeater and method of determining optimum length of its active fiber

Info

Publication number: CZ192295A3
Application number: CZ951922A
Authority: CZ
Inventors: Fausto Meli; Stefano Piciaccia
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1996-02-14
Also published as: HU218631B; CA2154641C; BR9502403A; US6025954A; NO952929D0; CN1117679A; PL178061B1; AU710198B2; HUT72807A; NO952929L; TW270265B; JPH08195721A; ITMI941573A0; ITMI941573A1; DE69532178T2; RU2159509C2; IT1273676B; PE16097A1; NZ272564A; SK93895A3

Description

Optický telekomunikační systém, optický vláknový zesilovač

G £ ~ a způsob určování optimální délky jeho aktivního vlákny

O|SOQ

Oblast techniky

Vynález se týká telekomunikačního systému obsahující tické zesilovače, obzvláště uzpůsobeného pro multi přenos s dělením podle vlnové délky (dále WDM přenos plexníq

Dosavadní stav techniky

Při WDM přenosu je zapotřebí několik kanálů nebo přenosových signálů, vzájemně na sobě nezávislých, pro vysílání po stejném vedení sestávajícím z optického vlákna, a to multiplexováním v oblasti optických kmitočtů. Přenášené kanály mohou být jak číslicové, tak i analogové a jsou vzájemně od sebe odlišovány, protože jsou každý přiřazeny k určitému kmitočtu. Při takovém přenosu musí být jednotlivé kanály vzájemně dostatečně ekvivalentní, t.j. žádný z nich nesmí být více nebo méně privilegovaný vzhledem k ostatním v podmínkách úrovně nebo kvality signálu.

V přítomnosti zesilovačů, zejména optických zesilovačů, je požadováno, aby kanály v podstatě stejnou odezvu na všechny přenášené kanály. Pro umožnění přenosu vysokého počtu kanálů, je kromě toho požadováno, aby pásmo, v němž zesilovač může pracovat, bylo široké.

Optické zesilovače jsou založeny na vlastnostech fluorescenční dotující (dopující) látky a obzvláště erbia, zavedeného do jádra optického vlákna jako dotující látka. Erbium, excitované přívodem světelné čerpací energie, totiž vykazuje vysokou emisi v pásmu vlnových délek odpovídajícím rozsahu minimálního útlumu světla v optických vláknech na bázi oxidu křemičitého.

Když se nechá světelný signál, mající vlnovou délku odpovídající takové vysoké emisi, procházet vláknem dotova-2ným erbiem, kde je erbium udržováno v excitovaném stavu, vyvolává signál přechod excitovaných atomů na nižší úroveň se světelnou emisí stimulovanou na vlnovou délku samotného signálu, čímž se vytváří zesilování signálu.

vychází-li se z excitovaného stavu, dochází k přechodu atomů erbia také spontánně, což vyvolává nahodilou emisi vytvářející šum pozadí, překrývající stimulovanou emisi odpovídající zesílenému signálu.

Světelná emisi vytvářená připuštěním světelné čerpací energie do dotovaného (dopovaného) nebo- aktivního vlákna může nastat při několika vlnových délkách typických pro dotující látku, čímž vzniká fluorescenční spektrum ve vlákně.

Aby se dosáhlo co nejvyššího zesílení signálu prostřednictvím vlákna uvedeného typu, spolu s vysokým odstupem signálu od šumu vhodným pro správný příjem samotného signálu, je v optických telekomunikacích obvykle používán signál, který je generován laserovým emitorem a má vlnovou délku odpovídající v uvažovaném pásmu maximu křivky fluorescenčního spektra vlákna, obsahujícího použitou dopující látku, nebo emisnímu vrcholu.

Vlákna dotovaná erbiem mají naproti tomu emisní spektrum s vrcholem omezené šířky, jehož znaky se liší v závislosti na skelném systému, do něhož je erbium vpraveno jako dotující látka, a oblasti spektra takové vysoké intenzity v pásmu vlnových délek přilehlé k uvedenému vrcholu, uvnitř zájmového pásma vlnových délek, že použití optických zesilovačů pro zesilování signálů v širokém pásmu se předpokládá jako možné. Známá erbiová vlákna však vykazují nestejný průběh emisního spektra. Tento nestejný průběh ovlivňuje možnost dosahovat rovnoměrné zesílení po celém zvoleném pásmu.

Aby se dosáhlo v podstatě ploché křivky zesílení,

-3filtrační prvky, jaké patentových spisech EP

t.j. zesílení, které je co možná konstantní při různých vlnových délkách, vyloučením zdrojů šumu vyplývajících ze spontánní emise, mohou být použity jsou popsány například v evropských

426 222, EP 441 211 a EP 417 441 stejného přihlašovatele.

V těchto patentových spisech však není popsáno chování zesilovačů v přítomnosti multiplexování s dělením podle vlnových délek a není rovněž vzato na zřetel chování v přítomnosti více zesilovačů, vzájemně spolu spojených v kaskádě.

Profil emisního spektra značně závisí na dotujících látkách přítomných v jádře vlákna za účelem zvýšení jejich indexu lomu, jak je popsáno například v patentovém spisu USA č.5 282 079, kde se uvádí, že fluorescenční spektrum vlákna dotovaného oxidem hlinitým a erbiem má méně vyhraněný vrchol a může být přesunuto do nižších vlnových délek, než vlákno dotované germaniem a erbiem (maximum je okolo 1532 nm). Takové vlákno má číselnou aperturu (NA) 0,15.

V EOCC '93, ThC 12.1, str.1-4 je popsáno vlákno pro optický zesilovač, dotované hliníkem a lanthanem a mající velmi nízkou schopnost odezvy na vodík. Popsané vlákno dotované hliníkem má číselnou aperturu (NA) 0,16 a vlákno dotované Al-La má číselnou aperturu (NA) 0,30.

V EOCC '93, Tu 4, str.181-184, jsou popsány optické zesilovače mající vlákna dotovaná erbiem. Jsou popsány experimenty prováděné s vlákny, jejichž jádra jsou dotována hliníkem, hliníkem/germaniem a lanthanem/hliníkem a nej lepší výsledky se ukazují při použití vláken dotovaných společně hliníkem a lanthanem.

V Electronics Letters, 6.06.1991, sv.27, č.12, str.1065-1067, je poznamenáno, že v optických zesilovačích majících vlákno dotované erbiem, umožňuje současné dotování oxidem hlinitým dosáhnout větší a plošší profil zesílení.

-4V článku jsou popsány zesilovače mající vlákno dotované oxidem hlinitým, germaniem a erbiem ve srovnání se zesilovači majícími vlákno dotované lanthanem, germaniem a erbiem, a je zde konstatováno, že největší zploštění křivky zesílení se dosahuje v prvním případě.

V ECOC '89, Post-Deadline Papers, PDA-8, str.33-36, 10-14 září 1989, je popsán experiment provedený s dvanácti optickými zesilovači zapojenými v kaskádě při použití vlákna dotovaného erbiem. Byla použita jediná vlnová délka signálu 1536 nm a uvádí se, že pro stálý chod je zapotřebí řízení vlnové délky signálu řádově 0,01 nm s ohledem na to, že znaky BER (bit error rate - měřená bitová chybovost) se rychle zhoršují při měnění vlnové délky signálu.

Patentový spis USA č.5 117 303 popisuje optický přenosový systém, obsahující zřetězené optické zesilovače, které na základě zde uváděných výpočtů poskytují vysoký odstup signálu od šumu, když pracují při nasycení. Popsané zesilovače mají vlákno dotované erbiem s jádrem z oxidu hlinitého a křemičitého a jsou použity filtry. Vypočítané chování se vztahuje na jedinou vlnovou délku a není umožňován zaváděcí signál v širokém pásmu vlnových délek poskytující stejné výkonové vlastnosti.

Patentový spis č.5 111 334 popisuje vícestupňový zesilovač, v němž jsou vlákna v každém stupni od sebe odlišná pokud jde o délku, dotující látku nebo základní materiál, aby se dosáhlo maximální zesílení v pásmu vlnových délek. Jsou zajištěna opatření pro použití velkého počtu stupňů, odpovídajících různým vlnovým délkám signálu, aby se získala odezva s nízkým zvlněním. Podle tohoto spisu není počítáno s možností dosáhnout ploché křivky zesílení v širokém pásmu vlnových délek se signály současně přiváděnými vláknem jednoho typu, majícím stejnou vlnovou délku maximálního zesílení při měnění délky vlákna.

-5V této souvislosti je třeba poznamenat, že vlákna dotovaná erbiem vykazují jedinou vlnovou délku s maximálním zesílením, která je nezávislá na délce vlákna. Kromě toho se uvedený patentový spis nezabývá problémem prováděním přenosu více zesilovači v kaskádě.

V IEEE Photonics Technology Letters, sv.4, č.8, srpen 1992, str.920-922, A.R.Chraplyvy a kol., je popsán zesilovaný WDM systém, ve kterém je vyrovnávání zesílení dosaženo pomocí informace poskytované telemetrií. V tomto systému se počítá s vyrovnáváním chování v podmínkách odstupu signálu od šumu (SNR) iterativním seřizováním signálu při emisi ve vztahu k signálům na příjmu. Zpětná informace je poskytována telemetrií.

V Journal of Lightwave Technology, sv.8, č.9, září 1990, M.Maeda a kol., jsou popsány účinky směšování mezi signály v systému s více vlnovými délkami, které vyplývají z nelineární povahy optických jednovidových vláken. Článek neřeší problém zesilovačů vedení, zapojených v kaskádě.

Patentový spis USA č.5 088 095 a Electronics Letter,

28.březen 1991, sv.27, č.7 stejného autora, popisují způsobu řízení zesílení v zesilovači s vláknem dotovaným erbiem, kde je zesilovač umístěn ve smyčkovém uspořádánní laseru, se zpětnou vazbou vlnové délky odlišné od vlnové délky signálu, která se má zesilovat. Zpětnovazební smyčka je zajištěna pro použití v provozních podmínkách zesilovače a takové použití nemá vztah k návrhovým kritériím zesilovače.

V patentovém spisu USA č.5 280 383 je popsán dvoustupňový zesilovač, ve kterém první stupeň pracuje při podmínkách malého signálu a druhý stupeň pracuje v podmínkách nasycení, čímž je zajišťována komprese zisku. Dochází k redukci v požadovaném čerpacím výkonu.

-6Podstata vynálezu

Podle vynálezu bylo zjištěno, že komunikace může být realizována multiplexním přenosem s dělením podle vlnových délek při vysoké celkové rychlosti zesilovaným optickým vedením tak, že se na vysílací a přijímací stanici uspořádají prostředky pro provádění převádění vnějších signálů na několika vlnových délkách a opětovného převádění stejných signálů tak, že budou vykazovat znaky vhodné pro přijímač nebo přijímače, a to ve spojení se zesilovači vedení, majícími konstrukční a provozní znaky přizpůsobené pro zajišťování podmínek rovnoměrného zesílení pro různé kanály.

Vynález přináší optický telekomunikační systém, obsahující vysílací stanici optických signálů, přijímací stanici pro uvedené optické signály, optické vláknové vedení spojující uvedenou vysílací a přijímací stanici, přičemž uvedené optické vláknové vedení obsahuje nejméně dva zesilovače vedení s aktivním optickým vláknem, nebo vlákny, dotovaným (dopovaným - dále dotovaným) vzácným zeminovým materiálem, zapojené sériově a opatřené čerpacím prostředkem nebo prostředky pro uvedené aktivní vlákno, jehož podstatou je, že uvedená vysílací stanice optického signálu obsahuje generovací prostředek pro generování vysílaných signálů na nejméně dvou vlnových délkách, obsažených v pásmu předem určené šířky, a prostředky pro vedení uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení, přičemž uvedená přijímací stanice optického signálu obsahuje oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení, přičemž nejméně jeden z uvedených zesilovačů optického vedení má dotující látky v aktivním vláknu, danou délku aktivního vlákna a předem určený výkon čerpacího prostředku, takže v kombinaci působí na vstupu uvedené přijímací stanice odstup optického signálu od šumu pro uvedené signály, který mezi signály rozdílné vlnové délky, má rozdíl nižší než 2 dB, a je větší než 15 dB (s pásmem

-ΊΟ ,5 nm) pro každý z uvedených signálů, když jsou uvedené signály současně přenášeny v přítomnosti celkového optického výkonu vstupujícího do uvedených zesilovačů optického vedení, který je nejméně rovný -16 dBm.

Ve výhodném provedení se telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách vyznačuje tím, že vysílací stanice obsahuje přijímací prostředek pro přijímání vnějších optických signálů do alespoň dvou nezávislých kanálů, převáděcí prostředek pro převádění uvedených optických signálů do elektronické formy, generovací prostředek pro generování vysílacích signálů na různých vlnových délkách, závislých na počtu nezávislých kanálů uvedených vnějších signálů, které reprodukují uvedené vnější optické signály, a zaváděcí prostředek pro zavádění uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení, a přičemž uvedená přijímací stanice obsahuje oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení, převáděcí prostředek pro převádění uvedených přijímaných signálů do elektronické formy a prostředek pro provádění odděleného vysílání uvedených přijímaných signálů.

S výhodou je uvedené předem určené pásmo vlnových délek rozšířeno přes nejméně 20 nm.

S výhodou obsahuje uvedený generovací prostředek pro generování vysílaných signálů prostředky pro generování signálů na nejméně čtyřech rozdílných vlnových délkách obsažených v uvedeném předem určeném pásmu vlnových délek. Výhodně jsou uvedené signály zahrnuty mezi 1536 a 1555 nm.

Nejméně jeden z uvedených optických zesilovačů má v přednostním provedení aktivní vlákno celkové délky nižší o předem určenou hodnotu, než je délka maximálního zesílení pro čerpací výkon, přiváděný čerpacím prostředkem, s nímž je spojen. S výhodou je uvedená délka vlákna taková, že když je

-8zesilovač připojen ve smyčce, v níž se nejméně jedna část odchozího signálu zavádí do zesilovače, má emise ze zesilovače dva stabilní emisní vrcholy na dvou různých vlnových délkách zahrnutých v uvedeném pásmu, při předem určeném výkonu uvedeného odchozího signálu, který je ve vzájemném stavu s pracovním výkonem zesilovače.

Uvedený generovací prostředek pro generování vysílaných signálů účelně obsahuje pro každý z uvedených vysílaných signálů laser s kontinuální emisí, sdružený s vnějším modulátorem. Zaváděcí prostředek pro zavádění uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení naproti tomu obsahuje příslušné optické vazební členy, které jsou selektivní podle vlnové délky.

Podle dalšího znaku vynálezu uvedený oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení na uvedené přijímací stanici optického signálu obsahuje odpovídající vláknový dělič a pásmovou propust pro každou z vlnových délek uvedených vysílaných signálů.

S výhodou uvedené zesilovače optického vedení, dotované vzácným zeminovým materiálem, obsahují nejméně jedno aktivní vlákno dotované erbiem. Účelně obsahuje uvedené aktivní vlákno lanthan, germanium a oxid hlinitý jako dotující látky pro měnění indexu.

Podle dalšího znaku se vynález vztahuje na optický vláknový zesilovač, obsahující aktivní vlákno dotované vzácným zeminovým materiálem, uzpůsobené pro generování světelné emise v rozsahu vlnových délek signálu, v odezvě na světelný přívod při čerpací vlnové délce, čerpací prostředek pro uvedené aktivní vlákno, mající optický výkon předem určené hodnoty na uvedené čerpací vlnové délce, kde podle vynálezu uvedené aktivní vlákno má takovou délku, že když signálová

-9část z uvedeného aktivního vlákna je vedena do vstupu samotného aktivního vlákna v přítomnosti přívodu světelného čerpacího přívodu, dochází ke stabilní emisi na dvou rozdílných vlnových délkách v uvedeném pásmu vlnových délek, při předem určeném celkovém optickém výkonu uvedeného odchozího signálu.

S výhodou je uvedený předem určený výkon ve vzájemném vztahu s pracovním výkonem zesilovače.

Optický vláknový zesilovač může podle obzvláštního provedení obsahovat jediný zesilovací stupeň.

Alternativně optický vláknový zesilovač obsahuje nejméně dva zesilovací stupně zapojené sériově, z nichž každý je opatřen odpovídajícím aktivním vláknovým dílem a čerpacím prostředkem, a vyznačuje se tím, že uvedená délka aktivního vlákna je součtem délek uvedených aktivních vláknových dílů, a uvedený optický čerpací výkon předem určené hodnoty je součet optických výkonů, vedených uvedeným čerpacím prostředkem do odpovídajících aktivních vláknových dílů.

V tomto případě je že uvedená délka aktivního vlákna délka vlákna nejméně jednoho stupně, určená na základě čerpacího výkonu přiváděného do samotného stupně.

Vynález se dále vztahuje na způsob určování optimální délky aktivního vlákna v optickém zesilovači, zejména pro provoz v kaskádě v systému s přenosem na více vlnových délkách, jehož podstatou je, že se uspořádá optický zesilovač mající vstup a výstup pro optický signál, obsahující aktivní vlákno dotované vzácným zeminovým materiálem a čerpací prostředek pro uvedené aktivní vlákno s předem určeným čerpacím výkonem, výstup z uvedeného zesilovače se opticky připojí k jeho vstupu, uvedené aktivní vlákno se napájí světelnou čerpací energií uvedeným čerpacím prostředkem, čímž se puso-10bí světelná emise v uvedeném aktivním vlákně a vytváří se emisní signál z uvedeného zesilovače, řídí se spektrum optického výkonu uvedeného emisního signálu, a zvolí se délka uvedeného aktivního vlákna, při níž uvedené spektrum vykazuje dva stabilní emisní vrcholy na dvou rozdílných vlnových délkách v předem určeném pásmu vlnových délek při předem určeném výkonu uvedeného emisního signálu.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se mezi opticky spojený výstup a vstup uvedeného zesilovače se vloží optický útlumový prostředek mající nastavitelný útlum, přičemž uvedený útlumový prostředek se nastaví tak, že působí takový útlum uvedeného emisního signálu mezi výstupem a vstupem uvedeného zesilovače, že výkon uvedeného emisního signálu je rovný uvedené předem určené hodnotě.

Uvedená předem určená hodnota uvedeného emisního signálu je s výhodou ve vzájemném vztahu s poskytovaným pracovním výkonem zesilovače.

V případě, kde je uvedený zesilovač dvoustupňový nebo vícestupňový zesilovač, se podle dalšího znaku způsobu podle vynálezu zvolí délka vlákna nejméně jednoho z uvedených stupňů.

S výhodou se b případě, kde uvedený zesilovač je dvoustupňový nebo vícestupňový zesilovač, zesilovač se uzpůsobí tak, že délka aktivního vlákna nejméně jednoho stupně se zvolí s maximálním zesílením pro čerpací výkon, do něj přiváděný, výstup zesilovače se spojí s jeho vstupem, řídí se spektrum optického výkonu emisního signálu uvedeného zesilovače v přítomnosti odpovídajících čerpacích výkonů přiváděných do každého ze stupňů a zvolí se délka aktivního vlákna nejméně jednoho ze stupňů zesilovače, při níž uvedené spektrum vykazuje dva stabilní emisní vrcholy na dvou rozdílných vlnových délkách v předem určeném pásmu vlnových dé-lilek při předem určeném výkonu uvedeného emisního signálu. Účelně se zvolí délka aktivního vlákna samotného koncového stupně zesilovače.

Alternativně se podle dalšího znaku vynálezu volba délky aktivního vlákna provádí individuálně pro všechny stupně, z nichž každý se samostatně zkouší.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schéma telekomunikačního systému s přenosem na více vlnových délkách podle vynálezu, obr.2 schéma zesilovače optického vedení systému podle obr.l v prvním uspořádání, obr.3 schéma zesilovače optického vedení systému podle obr.l ve druhém uspořádání, obr.4 schéma optického zesilovače opatřeného dvoujádrovým filtrem, obr.5 schéma experimentálního uspořádání pro určování spektrální emise optických vláken dotovaných erbiem pro použití v optických zesilovačích, obr.6 grafy spektrální emise vláken, umožňující jejich vzájemné srovnání, obr.7 grafické znázornění výkonových úrovní signálů vedených na zesilovací vstup v experimentech prováděných při použití telekomunikačního systému podle schématu na obr.l, obr.8 až 13 grafy výkonových úrovní signálu v po sobě následujících zesilovacích úrovních v experimentu, v němž jsou použity zesilovače podle vynálezu, obr.14 až 18 úrovně výkonu signálu v po sobe následujících zesilovacích stupních v experimentu, v němž jsou použity zesilovače podle vynálezu s aktivním vláknem majícím délku, která není optimální a s předchozím vyrovnáváním, obr.19 až 23 diagramy výkonových úrovní signálu v po sobě následujících zesilovacích stupních v experimentu, v němž jsou použity zesilovače podle známého stavu techniky, obr.24 kvalitativní znázornění podmínek optimální volby pro aktivní délku signálu v zesilovači vedení, obr.25 schéma zařízení pro určování optimální délky aktivního vlákna v zesilovačích vede-12ní, obr.26 graf emisního spektra zařízení znázorněného na obr.25 v případě nedostatečné délky vlákna, obr.27 graf emisního spektra zařízení znázorněného na obr.25 v případě optimální délky vlákna, obr.28 graf emisního spektra zařízení znázorněného na obr.25 v případě nadměrné délky vlákna, a obr.29 schéma propojovací jednotky pro vysílací stranu.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obr.l, optický telekomunikační systém s přenosem na více vlnových délkách podle vynálezu je opatřen několika (čtyřmi ve znázorněném příkladě) zdroji la, lb. lc a ld signálu optického původu, kde každý ze signálů, označený jako vnější signál, má své vlastní přenosové znaky, jako je vlnová délka, typ modulace a výkon. Signály generované takovými zdroji jsou vedeny na vysílací stanici 1, přičemž každý z nich je vysílán do příslušné propojovací jednotky 2a, 2b, 2c a 2d, uzpůsobené pro přijímání vnějších signálů optického původu, pro jejich detekování a jejich nové regenerování s novými znaky přizpůsobenými přenosovému systému.

Uvedené propojovací jednotky zejména generují příslušné optické pracovní signály vlnových délek, zahrnutých v užitečném pracovním pásmu zesilovačů, uložených za sebou v systému.

V patentovém spisu USA č.5 267 073 stejného přihlašovatele, na který se zde odvoláváme jako na součást popisu, jsou popsány propojovací jednotky, které zejména obsahují vysílací adaptér, určený pro převádění optického vstupního signálu na formu přizpůsobenou optickému přenosovému vedení, a přijímací adaptér, určený pro opětovném převádění signálu do formy vhodné pro přijímací jednotku.

Pro použití v systému podle vynálezu vysílací adaptér s výhodou obsahuje laser typu s vnější modulací, jako laser

-13pro generování výstupního signálu.

Na obr.29 je znázorněno schéma propojovací jednotky pro vysílání, typu uzpůsobeného pro použití v rámci vynález, kde jsou pro názornost optické spoje znázorněny plnou čarou, zatímco spoje elektrického typu jsou znázorněny čárkovaně. Optický signál z jednoho ze zdrojů la, lb, lc a ld, například zdroje la, jak je znázorněno, je přijímán fotodektorem (fotodiodou) 41, vysílající elektrický signál, který je veden do elektronického zesilovače 42. Elektrický výstupní signál ze zesilovače 42 je veden do pilotního obvodu 43 modulovaného laserového emitoru 44. uzpůsobeného pro generování optického signálu na zvolenou vlnovou délku, obsahující informaci o vstupním signálu. Výhodně je také připojen k pilotnímu obvodu 43 připouštěcí obvod 45 servisního kanálu.

Modulovaný laserový emitor obsahuje laser 46 a vnější modulátor 47. například Mach-Zenderova typu, řízeného výstupním signálem z obvodu 43.. Emisní vlnová délka laseru 46 je řízena obvodem 48, udržujícím ji konstantní na předem zvolené hodnotě a kompenzující možné vnější poruchy, jako je teplota apod.

Propojovací jednotky výše uvedeného typu pro příjem jsou popsány ve výše uvedeném patentovém spisu a jsou dodávány na trh přihlašovatelem pod označením TXT/E-EM.

Uvedené optické pracovní signály jsou proto vedeny do kombinační jednotky 3. signálů, uzpůsobené pro současné vysílání pracovních signálů na vlnových délkách v jediném optickém výstupním vlákně 4.

Všeobecně je kombinační jednotka 3. signálů optické pasivní zařízení, kterým jsou optické signály přenášené po příslušných optických vláknech superponovány na jediné vlákno. Zařízení tohoto typu sestávají například z vazebních

-14prvků se stavenými vlákny, z planárních optických zařízení, mikrooptických zařízení apod. Jako příklad je možné uvést vhodnou kombinační jednotku 1x4 SMTC-0104-1550-A-H, dodávanou společností E-TEK DYNAMICS lne., 1885 Lundy Ave, san José, Ca., USA.

Vláknem 4 jsou uvedené pracovní signály, dále označované jako Sl, S2, S3 a S4, vysílány do výkonového zesilovače 5, který zvyšuje jejich úroveň, až dosáhnou hodnoty dostatečné pro umožňování jejich postupování po následující optické vláknové části, ležící před novým zesilovacím prostředkem, udržujícím dostatečnou výkonovou úroveň na konci pro zajištování požadované kvality přenosu.

První část 6a optického vedení je proto připojena k zesilovači 5 výkonu, která je obvykle vytvořena z jednovidového optického vlákna se skokovou změnou indexu lomu, vloženého do vhodného optického kabelu, který je několik desítek (nebo stovek) kilometrů dlouhý, například 100 kilometrů dlouhý.

I když v některých případech mohou být použita optická vlákna typu s disperzním posunem, pro spojení výše uvedeného typu je obecně dávána přednost vláknům se skokovou změnou indexu lomu vzhledem ke skutečnosti, že u vláken s disperzním posunem byl zjištěn výskyt nelineárních mezimodulačních účinků mezi blízkými kanály, které jsou značné, jestliže je vzdálenost mezi uvedenými kanály velmi malá.

Na konci první části 6a optického vedení je přítomen první zesilovač 7a, který je uzpůsoben pro přijímání signálů tlumených během jejich dopravy po vláknu a jejich zesilování na dostatečnou úroveň pro to, aby byla zaváděna na druhou optickou vláknovou část 6b, mající stejné znaky, jako předchozí .

-15Následující zesilovače 7b, 7c, 7d vedení a odpovídající optické vláknové části 6c, 6d, 6e pokrývají požadovanou celkovou přenosovou vzdálenost, až se dosáhne přijímací stanice 8, která obsahuje předzesilovač 9 uzpůsobený pro přijímání signálů a jejich zesilování, kompenzování ztráty vyplývající z následujících demultiplexovacích zařízení, až se dosáhne úrovně výkonu vhodné pro citlivost přijímacích zařízení .

Z předzesilovače 9 se vysílají signály do demultiplexoru 10, kterým jsou signály oddělovány v závislosti na odpovídajících vlnových délkách, a jsou potom vysílány do propojovacích jednotek 10a, 10b, 10c a lOd, uzpůsobených pro přenosový systém a pro jejich regenerování na optické původní znaky, nebo jiné znaky, ve všech případech přizpůsobené příslušnému přijímacímu zařízení 11a, 11b, 11c a lid.

Demultiplexor 10 je zařízení uzpůsobené pro rozdělování optických signálů, vedených do vstupního vlákna, mezi více výstupních vláken, a jejich oddělování v závislosti na odpovídající vlnové délce. Takový demultiplexor může být tvořen dělicí jednotkou s tavně spojenými vlákny, dělící vstupní signál na signály na několika výstupních vláknech, konkrétně čtyřech vláknech, přičemž každý z těchto signálů je veden do odpovídající pásmové propustě vystředěné ná každé z vlnových délek, které jsou předmětem zájmu. Například může být použita součástka podobná již popsané kombinační jednotce 3 signálu, uložená v obráceném uspořádání v kombinaci s odpovídajícími pásmovými propustmi. Pásmové propusti výše uvedeného typu jsou dostupné například od MICRON-OPTICS lne., 2801 Buford Hwy, Suitě 140, Atlanta, Georgie, USA. Vhodný model je model FFP-100.

Popsané uspořádání zejména poskytuje uspokojivé výsledky, když se jedná o přenosy na vzdálenosti okolo 500 km při vysoké přenosové rychlosti, jako je 2,5 Gbitů/sekundu

-16(při čtyřech multiplexovaných vlnových délkách se získá přenosová schopnost odpovídající 10 Gbitům/sekundu na každé jednotlivé vlnové délce), při použití čtyř zesilovačů vedení, zesilovače výkonu a předzesilovače. Pro účely vynálezu a pro výše uvedené použití je zesilovač 5 výkonu například optický vláknový zesilovač tržního typu, mající následující znaky:

- vstupní výkon -5 až +2 dBm

- výstupní výkon 13 dBm

- pracovní vlnová délka 1530-1560 nm.

Zesilovač výkonu nemá vroubkový filtr.

Vhodný model je TPA/E-12, dodávaný přihlašovatelem. Uvedený zesilovač výkonu používá aktivní optické vlákno dotované erbiem typu Al/Ge/Er.

Pod pojmem zesilovač výkonu se rozumí zesilovač pracující při podmínkách nasycení, v nichž výstupní výkon závisí na čerpacím výkonu, jak je podrobně popsáno v evropském patentovém spisu EP-439 867, na který se zde odvoláváme .

Pro účely vynálezu a pro výše uvedené použití se pod pojmem předzesilovač rozumí zesilovač vložený na konec vedení, způsobilý zvyšovat signál, který se vede do přijímače, na hodnotu vhodně vyšší, než je práh citlivosti samotného přijímače (například od -26 do -11 dBm na vstupu do přijímače), přičemž se současně zavádí co možná nejnižší šum a udržuje se vyrovnávání signálu.

V popsaném experimentu se pro vytvoření předzesilovače použil jednostupňový zesilovač vedení používající stejné aktivní vlákno jako zesilovače 7a-7c vedení, popsaný v následujícím popisu, a byl osazen v uspořádání se společným šířením. Pro obzvláštní praktické realizace může být použit předzesilovač výslovně navržený pro obzvláštní účel.

-17Uspořádání výše popsaného přenosového systému je obzvláště přizpůsobeno pro zajišťování požadovaných vlastností, zejména pro multiplexní přenos podle vlnových délek po několika kanálech, v přítomnosti obzvláštní volby vlastností zesilovačů vedení, které jsou jeho částí, zejména pokud jde o schopnost přenášet zvolené vlnové délky, aniž by některé z nich byly negativně postiženy vzhledem ke druhým. Stejné chování může být zejména zajištěno pro všechny kanály na vlnové délce mezi 1530 a 1560 nm v přítomnosti zesilovačů uzpůsobených pracovat v kaskádě, při použití zesilovačů vedení schopných poskytovat v podstatě rovnoměrnou (nebo plochou) odezvu při různých vlnových délkách, když pracují v kaskádě.

Nyní bude popsán zesilovač vedení. Pro výše uvedený účel může být zesilovač určený pro použití jako zesilovač vedení vytvořen podle schématu znázorněného na obr.2, a obsahuje aktivní vlákno 12 dotované erbiem a odpovídající čerpací laser 13 připojený k němu dichroickým vazebním členem 14. Na stranu před vláknem 12 z hlediska směru přenosu signálu, který se má zesilovat, je umístěn první optický izolátor 15, zatímco druhý optický izolátor 16 je umístěn na výstupní stranu aktivního vlákna. Pro použití jako zesilovač vedení je výhodně (i když ne nezbytně) dichroický vazební člen 14 umístěn na výstupní straně vlákna 12 tak, aby byl zásoben čerpací energií protiproudově k signálu.

V obzvláštním provedení, jak je znázorněno na obr.3, může být linkový zesilovač vytvořen s dvoustupňovým uspořádáním, založeným na obzvláštních požadavcích použití, jak je dále popsáno a znázorněno. V takovém provedení obsahuje zesilovač vedení první aktivní vlákno 17 a odpovídající čerpací laser 18 k němu připojený dichroickým vazebním členem 19. Na vstupní straně vlákna 17 z hlediska směru přenosu signálu, který má být zesilován, je umístěn první optický izolátor 20, zatímco druhý optický izolátor 21 je umístěn na

-18výstupní stranu aktivního vlákna. Vhodné, jak je znázorněno (avšak nikoli nezbytně) také v tomto uspořádání je čerpací laser 18 připojen pro vedení čerpací energie protiproudově k signálu.

Zesilovač dále obsahuje druhé aktivní vlákno 22 dotované erbiem, sdružené s odpovídajícím čerpacím laserem 23 dichroickým vazebním členem 24, také připojeným ve znázorněném příkladě pro protiproudové čerpání. Dále je na výstupní straně vlákna 22 další optický izolátor 25.

Čerpací lasery 13 nebo 18, 23 jsou s výhodou lasery typu Quantum Well, mající následující parametry: emisní vlnová délka lambdap = 980 nm, maximální optický vstupní výkon P_u = 80 mW (pro dvoustupňové provedení).

Lasery uvedeného typu jsou například vyrobeny společností LASERTRON Inc., 37 North Avenue, Burlington, Ma., USA.

Dichroické vazební členy 14 nebo 19, 241 jsou vazební členy se stavenými vlákny, vyrobené z vláken jednovidových při vlnové délce 980 nm a v pásmu vlnových délek mezi 1530 a 1560 nm, s výchylkou <0,2 dB v optickém výstupním výkonu závislém na polarizaci. Dichroické vazební členy uvedeného typu jsou známé a dostupné a jsou vyráběny například společností GOULD Inc., Fibre Optics Division, Baymedow Drive, Glem Burnie, M.D., USA a společností SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Woodland Road, Torquay, Devon, Velká Británie.

Optické izolátory 15, 16 nebo 2Ό, 21, 25 jsou optické izolátory typu nezávislého na polarizaci přenášeného signálu, s izolací větší než 35 dB a odrazivostí nižší než -50 dB. Použité izolátory jsou modelu MDL 1-15 PIPT-A S/N 1016, dostupné od společnosti Isowave, 64 Harding Avenue, Dover, N.J., USA.

-19V popsaném systému jsou zesilovače vedení určeny pro provoz při optickém celkovém výkonu okolo 14 dBm, se zesílením okolo 30 dB.

Na obr.4 je znázorněno odlišné provedení zesilovače pro použití jako zesilovač vedení, kde odpovídající prvky jsou označeny stejnými vztahovými značkami, jako na obr.3. V tomto zesilovači, jehož součásti mají stejné znaky, jaké byly popsány výše, je přítomný vroubkový filtr 26, který sestává z optické vláknové části, mající dvě optická vlákna, vzájemně vázaná při zvolené vlnové délce, z nichž jedno je souosé s připojenými optickými vlákny a druhé je posunuto a je odříznuto na koncích, jak je popsáno v evropských patentových spisech EP 441 211 a EP 417 441, na které se zde odvoláváme jako na součást popisu.

Uvedený filtr je dimenzován tak, že váže v posunutém jádře vlnovou délku (nebo pásmo vlnových délek, odpovídající jedné části emisního spektra zesilovače. Odříznutí posunutého vlákna na koncích umožňuje, aby vlnová délka do něj přenášená byla rozptýlena v plášti vlákna, takže již není znovu vázána v hlavním jádře.

Ve znázorněném provedení má dvoujádrový filtr 26 následující znaky:

pásmo vlnových délek, vázané ve druhém jádru:

BW (-3dB) - 8-10 nm délka filtru: 35 mm.

Filtr byl navržen pro dosahování maximálního útlumu při emisním vrcholu použitého aktivního vlákna a pro zploštění křivky zesílení jednotlivě použitého zesilovače.

V dále popisovaných příkladech byly alternativně použity filtry mající následující hodnoty:

útlum při lambda_s 1530 5dB nebo

-20útlum při lambda_s 1532 11 dB.

Pro použití ve výše popsaných zesilovačích byly vytvořeny různé typy aktivních vláken dotovaných erbiem, jak je podrobně popsáno v italské patentové přihlášce Č.MI94A 000712 stejného přihlašovatele ze 14 04 1994, na kterou se zde odvoláváme jako na součást popisu a jejíž obsah je dále shrnut.

TAB.l

Vlákno	Al₂°3 %(mol%I	GeO 2 ) hm.%(mol%)	^La2°3 ^Er2°3 hm.%(mol%) hm.%(mol%)	NA	^MC
	hm.
A	4	(2,6)	18 (11,4)	1 (0,2) 0,2 (0,03)	0,219	911
B	1,65	(2,6)	22,5(11,4)	0 (0) 0,2 (0,03)	0,19	900
C	4	(2,6)	18 (11,4)	1 (0( 0,2 (0,03)	0,20	1025
D	4	(2,6)	0 (0) 3	,5 (0,7) 0,2 (0,03)	0,19	900

kde:

hm.% = (průměrný) procentuelní obsah hmotnosti oxidu v jádře mol% = (průměrný) procentuelní obsah molů oxidu v jádru NA = číselná apertura (nl²-n²)^1>/2 /_c = mezní vlnová délka (LP11 mezní).

Byly provedeny analýzy na předvýrobku (před tažením vlákna) mikrosondou kombinovanou se řádkovacím elektronovým mikroskopem (SEM Hitachi). Analýzy byly prováděny při 1300 zvětšeních na jednotlivých bodech, uložených podél průměru a oddělovaných od sebe 200 μιη.

Uvedená vlákna byla vyrobena technikou nanášení ve vakuu v skleněné trubici z křemenného skla. V uvedených jádrech se vpravování germania hmoty z Si0₂ ve vláknitém pochodu. Vpravování erbia, jako dotující látky do základní jádře získalo během syntézního oxidu hlinitého a lanthanu do jádra vlákna se získalo pochodem roztokového dotování, při kterém se vodný roztok dotujících chloridů uvedl do styku se syntézním materiálem jádra vlákna, když je v částicovém sta-21vu, před vytvrzováním předvýrobku. Další podrobnosti o roztokovém dotování jsou uvedeny například v patentovém spisu USA č.5 282 078, na který se zde odvoláváme jako na součást popisu.

Experimentální uspořádání, použité pro určování spektrální emise v uvažovaných vláknech, je schematicky znázorněno na obr.5, zatímco na obr.6 jsou znázorněny diagramy znázorňující naměřenou spektrální emisi na aktivních vláknech A,B,C,D.

Ke zkoušenému aktivnímu jádru 29 byla připojena čerpací laserová dioda 27 s 980 nm dichroickým vazebním členem 980/1550 28,. Emise vlákna byla zjišťována optickým spektrálním analyzátorem 30. Laserová dioda měla výkon okolo 60 mW (ve vlákně 29). Aktivní vlákno bylo okolo 11 m dlouhé.

Pro různé obsahy erbia ve vláknech a různý čerpací výkon může být experimentálně určena vhodná délka pro účely měření zkoušením různých délek vláken za účelem maximalizování výstupního signálového výkonu. Analyzátor optického spektra byl model TQ8345, vyráběný společností Advantest Corp., Shinjuku -NS Bldg., 2-4-1 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokio, Japonsko. Měření se provádělo udržováním vlákna s čerpáním při 980 nm a detekováním spektra spontánní emise vlákna. Získané výsledky jsou znázorněny na obr.6, kde křivka 31 odpovídá vláknu A, křivka 32 odpovídá vláknu B, křivka 33 odpovídá vláknu C a křivka 34 odpovídá vláknu D.

Jak je patrné z diagramů, spektrální emise vláken B, C a D má hlavní vrchol velké intenzity s maximem okolo

1532,5 nm a následnou oblast vysoké emise při vyšších vlnových délkách, až do přibližně 1560-1565 nm, se zahrnutím velmi rozšířeného sekundárního vrcholu. Porovnání mezi křivkami 32 a 33 (vlákna B a C) ukazují větší obsah oxidu hlinitého ve vlákně zvyšuje úroveň uvedené oblasti vysoké emise.

-22Nahrazení germania lanthanem (vlákno D, křivka 34) umožňuje dosáhnout ještě vyšší úroveň v rozsahu 1535-1560 nm.

Naproti tomu byla u všech vláken B, C a D pozorována přítomnost deprese v oblasti d ve spektru (umístěné mezi přibližně 1535 a 1540 nm), uložená mezi hlavním emisním vrcholem a přilehle k němu, a sekundárním emisním vrcholem. V takové depresi je emisní hodnota nižší o alespoň 2 dB, než maximální hodnota emise v přilehlých oblastech (t.j. jak hlavní emisní vrchol, tak i sekundární vrchol), jak je znázorněno výškou h pro samotnou křivku 32, což ovšem také platí pro křivky 33., 34.

Křivka 31 naproti tomu ukazuje, že ve znázorněných experimentálních podmínkách vlákno A v oblasti d nevykazuje značnou depresi ve spektru (nebo tam, kde je deprese zjistitelná, je ve všech případech menší než okolo 0,5 dB). Křivka 31 také ukazuje, že maximální emisní vrchol ve vláknu A je při nižších vlnových délkách, než ve vláknech B, C a D, lokalizován na okolo 1530 nm a vlákno udržuje vysokou emisní úroveň až do blízkosti 1520 nm.

Při použití vlákna A byly vytvořeny zesilovače sestavy znázorněné na obr.3 pro použití jako zesilovače vedení v telekomunikačním systému, jaký je znázorněn na obr.l, při různých délkách vláken (experimenty 1, 2). Pro účely srovnání byly vyzkoušeny zesilovače vyrobené z vláknem C v kombinaci s filtrem (sestava z obr.3).

V provedených experimentech bylo první aktivní vlákno 17 dlouhé okolo 8 m. U druhého aktivního vlákna 22 byly zkoušeny délky uvedené v následující tabulce.

experiment zesilovač délka vlákna typ vlákna schéma

1	obr. 3	okolo	11	m	A
2	obr. 3	okolo	15	m	A
3	obr. 4	okolo	13	m	C

Pro experimenty 2 a 3 byla určena celková délka aktivního vlákna určena nalezením optimální hodnoty pro jeden zesilovač podle kroků 1, 2 níže popsaných způsobů. Pro experiment 1 byla určena délka vlákna zesilovačů vedení podle kroků 1,2,3 níže popsaných způsobů. Spektrum signálů přiváděných na vstup zesilovače 5 výkonu ve třech provedených experimentech je znázorněno na obr.7.

EXPERIMENT 1

Obr.8,9,10,11,12,13 znázorňují odpovídající signálové spektrum na vstupu zesilovače 7a (obr.8), na vstupu zesilovače 7b (obr.9), na vstupu zesilovače 7c (obr.10), na vstupu zesilovače 7d (obr.11), na vstupu předzesilovače 9 (obr.12) a na výstupu 9 předzesilovače (obr.13).

Na vstupu předzesilovače byly měřeny odstupy optického signálu od šumu pro různé kanály (po optickém pásmu 0,5 nm filtru spektrálního analyzátoru), s následujícími výsledky:

vlnová délka nm Odstup signálu od šumu (SNR) dB lambda2^ 18,2 lambda₂ 16,3 lambda₃ 16,9 lambda₄ 18,1

Je patrné, že se odstupy signálu od šumu liší méně než 2 dB mezi jednotlivými kanály a že kromě toho vykazují velmi vysoké hodnoty. Je pozorováno, že odstup signálu od šumu 13-14 dB je již dostačující pro zajištění chybové úrovně (BER) 10 (což je referenční hodnota obvykle používaná pro přenosové systémy).

-24EXPERIMENT 2

Experiment 2 se provádí při podrobení signálů předchozímu vyrovnávání odpovídajícími tlumiči neznázorněnými na obr.l (vlákno druhého stupně se délkově neoptimalizuje) a na vstupu zesilovače 7a vedení bylo získáno spektrum znázorněné na obr.14. Obr.15, 16, 17 a 18 znázorňující odpovídající signálová spektra na vstupu zesilovače 7a vedení (obr.15), na vstupu zesilovače 7b (obr.16), na vstupu zesilovače 7c (obr.17), na vstupu zesilovače 7d a na vstupu předzesilovače 9 (obr.18).

Předřazený vyrovnávač zavedl počáteční maximální předběžné vyrovnání přibližně 7 dB mezi jednotlivé kanály, jak je znázorněno na obr.14, přičemž toto předběžné vyrovnání vedlo ke kompenzování účinků nasycení při kratších vlnových délkách, k nimž dochází v kaskádových zesilovačích. Předběžné vyrovnávání se provádělo pro vyrovnávání odstupů signálu od šumu (SNR) na výstupu předzesilovače 9.

V jednotlivých zesilovacích stupních je možné pozorovat redukce křivky zesílení v oblasti kratší vlnové délky vzhledem k uvedenému výše popsanému jevu nasycení, zatímco odstup optického signálu od šumu (SNR) každého kanálu se udržuje na vysoké úrovni (SNR > 15 dB s delta lambda =0,5 nm) až ke vstupu do předzesilovače 9.

Tato vlastnost se jeví jako přijatelná při popsaných experimentálních podmínkách. Jelikož se však požaduje předběžné vyrovnávání signálů, je systém citlivý na výchylku vstupního signálu. Pokud by jeden z nich měl chybět, objevila by se nevyváženost vzhledem k jevu zesilovací konkurence ve vláknech zesilovačů vedení, jelikož by převládl efekt homogenní emise ve vyšetřovaných erbiových vláknech.

Stručně řečeno, odčítá podle jevu zesilovací koňku-25rence přítomnost signálu při dané vlnové délce ve vlákně čerpací energii do signálů vedených do jiných vlnových délek, čímž je ovlivňováno jejich zesílení. Když jeden ze signálů vypadne, je dostupný výkon rozdělován mezi ostatní přítomné signály, čímž je ovlivňováno zesílení. Jelikož bylo předběžné vyrovnávání provádí pro všechny čtyři kanály dohromady, toto potom již neplatí a mohlo by vyvolávat účinky zvyšování nevyvážeností mezi jednotlivými kanály místo jejich snižování. Kromě toho při nepřítomnosti předběžného vyrovnávání by odstup signálu od šumu na příjmu byl pro některé kanály v podstatě menší než 12 dB, což by bylo nepřijatelné .

EXPERIMENT 3

Experiment 3 byl prováděn v nepřítomnosti předchozího vyrovnávání se zesilovačem opatřeným vroubkovým filtrem podle schématu neznázorněného na obr.4 při použití vlákna typu C.

Obr.19, 20, 21, 22 a 23 znázorňující odpovídající signálová spektra na vstupu zesilovače 7a vedení (obr.19), na vstupu zesilovače 7b (obr.20), na vstupu zesilovače 7c (obr.21), na vstupu zesilovače 7d (obr.22) a předzesilovače 9 (obr.23). Na vstupu předzesilovače byly měřeny odstupy optického signálu od šumu pro rozdílné kanály (po optickém pásmu 0,5 nm filtru spektrálního analyzátoru). Výsledky jsou následuj ící:

vlnová délka nm Odstup signálu od šumu (SNR) dB lambda 11,9 lambda2 10,6 lambda₃ 18,4 lambda₄ 18,2

Jak je patrné, je mezi kanály velmi vysoká nevyváženost v podmínkách SNR. Největší prospěch má kanál lišící se o více než 7 dB s kanálu s nejméně příznivými podmínkami,

-26a navíc u těchto dvou kanálů je odstup signálu od šumu mnohem nižší než hodnota 14 dB a proto nedostatečný pro poskytnutí chybové úrovně (BER) 10^-12. Taková vysoká nevyváženost nemohla být kompenzována předchozím vyrovnáváním.

Z předchozích experimentů je možné konstatovat, že vlákno A je o sobě samo způsobilé umožnit dosažení zesilovačů vhodných pro multiplexní přenos podle vlnových délek tím, že se předejde tomu, aby jeden nebo více kanálů byly postiženy v nepřijatelné míře, zatímco vlákno C je neschopné zajistit stejný účinek.

Kromě toho je zřejmé z porovnání mezi experimentem 1 a experimentem 2, že délková výchylka aktivního vlákna, zejména aktivního vlákna druhého zesilovacího stupně, vedla k získání zesilovačů schopných pracovat v kaskádě při získání v podstatě rovnoměrných zesilovacích podmínek při různých vlnových délkách, zejména při nepřítomnosti postižení kanálů zahrnutých mezi 1535 a 1540 nm, bez předchozích vyrovnávání nebo potřeby vnějších zásahů s vyrovnáváním signálů, v důsledku čehož je tak poskytován odstup optického signálu od šumu o vysoké hodnotě.

Bylo skutečně pozorováno, že existuje kritická délková hodnota pro aktivní vlákno v zesilovači pro multiplexní přenos podle vlnových délek s více zesilovači v kaskádě, při které může být dosažena rovnoměrná odezva pro různé kanály, zatímco pro různé délkové hodnoty aktivního vlákna je jedna nebo více poskytovaných vlnových délek, zejména na koncích požadovaného pracovního pásma, podrobena zesilovacím omezením. Kromě toho se ukázalo, že taková kritická délková hodnota se neočekávaně značně odlišuje od přednostní hodnoty pro zesilovač dimenzovaný pro jediné použití.

Optimální délka zesilovacího vlákna v zesilovači pro zesilovač určený pro jediné použití je obvykle identifiková-27na experimentálně zjištěním délky, při které je výstupní výkon maximální (pro daný čerpací výkon), při podmínkách malého signálu (t.j. v nepřítomnosti saturačního jevu).

Obr.24 například znázorňuje křivku účinnosti ukazující výstupní výkon závislý na délce vlákna druhého stupně zesilovače v dříve popsaném příkladě. Křivka byla získána experimentováním s jednotkou obsahující aktivní vláknovou část, u níž bylo zkoušeno několik délek, napájeno vstupním výkonovým signálem -20 dBm a lambda=15557 nm, čerpaným laserovou diodou při čerpacím výkonu 80 mW (stejný čerpací výkon, jaký byl poskytnut pro čerpací stupeň v zesilovači vedení). Z této křivky je možno vidět, že existuje poměrně široké rozmezí délky vlákna, uvnitř něhož existuje vysoká hodnota výstupního výkonu, jako příklad mezi 15 a 20 m.

Použití takto dimenzovaného zesilovač však neumožňuje, jak ukazují experimenty 2 a 3, uspokojivé chování v případě kaskádových zesilovačů v systému s více vlnovými délkami. Podle vynálezu však bylo zjištěno, že zvolením různé délkové hodnoty aktivního vlákna, a zejména nižší, než je považováno za optimální pro zesilovač pro jediné použití, jsou výsledky značně zlepšeny a spojení s více vlnovými délkami může být provedeno bez použití předvyrovnávání signálu.

Pro účely zjištění optimální délky aktivního vlákna se zkušební zesilovač vloží do zkušební sestavy znázorněné na obr.25. zesilovač 35 je vložen do kruhu z optického vlákna, obsahujícího optický tlumič 36 poskytující nastavitelný útlum, a směrový vazební člen 37 mající dělicí poměr 50/50 při 1550 nm. Taková sestava tvoří kruhový laser, jehož emise je extrahována z větve 38 vazebního členu 37. emise extrahovaná z větve 38 může být vysílána odpovídajícím optickým vláknem 39 do odpovídajícího měřiče 40 a analyzátoru 41 optického spektra.

-28Zkouška byla prováděna následovně. Jakmile byla zkušební souprava usazena, výstup z vazebního členu se nejprve připojil k měřiči 40 výkonu. Potom se uvedl zesilovač v činnost (t.j. přiváděl se čerpací výkon do odpovídajícího aktivního vlákna nebo vláken) a útlum poskytovaný proměnlivým tlumičem 36 se nechá postupně měnit, až se detekuje hodnota výstupního výkonu odpovídající hodnotě, pro kterou je zesilovač určen, měřičem 40 výkonu.

Vlákno 39 se potom připojí k spektrálnímu analyzátoru 41. Výsledné spektrum je znázorněno pro různé délky aktivního vlákna na obr.26, 27 a 28, vztahující se ke zkouškám provedeným s výše uvedeným zesilovačem vedení pro tři různé délky vlákna druhého stupně, a to 10, 11 a 12 metrů, jelikož ztráty zavedené do prstence z tlumiče 36 a vazebního členu 37 jsou nižší, než je maximální zesílení zkoušeného vlákna zesilovače, zesilovač má sklon ke kmitání, čímž vzniká laserová emise v těch spektrálních oblastech, které mají maximální hodnotu zesílení.

Různé délkové hodnoty aktivního vlákna působí, že určitá oblast převládá nad jinou. V případě znázorněném na obr.26 (příliš krátké vlákno, přibližně 10 m v daném příkladě) má systém stabilní emisi s vrcholem při nízkých vlnových délkách (lambda= okolo 1531 nm). V případě znázorněném na obr.28 (příliš dlouhé vlákno o délce okolo 12 m v daném příkladě) má systém stabilní emisi s vysokým vrcholem vlnových délek (lambda =okolo 1557 nm).

Prováděním několika pokusů, začínajících například od dlouhého vlákna s jeho postupným zkracováním, může dosáhnout situace znázorněná na obr.27 (odpovídající aktivnímu vláknu o délce okolo 11 m), kde emisní spektrum vykazuje dva stabilní vrcholy, v podstatě se stejnou výškou, a to jak při nízké, tak i vysoké vlnové délce. Taková situace odpovídá délce vlákna přizpůsobené pro zajištění přenosu přes několik

-29vlnových délek s kaskádovými zesilovači, při udržování vyrovnávání mezi různými kanály.

Bude zřejmé, že emisní podmínky dvou stabilních vrcholů mohou nastat i s rozdílnými hodnotami délky vlákna, ale je možné pozorovat, že taková podmínka je jednoznačná pro účel určování optimální délky aktivního vlákna v zesilovači pro práci v kaskádě přes více vlnových délek, když jsou pracovní podmínky zesilovače samotného pevně stanoveny, zejména je-li výstupní výkon stejný.

Když výstupní výkon v podstatě odpovídá pracovnímu výkonu poskytovanému pro zesilovač, délka vlákna, dávající vznik dvěma stabilním vrcholům je ta, která je vhodná pro použití v kaskádovém systému s více vlnovými délkami.

Přesnost v určování délky vlákna v rozsahu přibližně 0,5 m, v případě výše uvedeného typu vlákna, je považována za dostatečnou pro popsané použití. Podobné úvahy platí pro pracovní výkon zesilovače.

Náležitou pozornost je třena věnovat skutečnosti, že během života zesilovače a systému, v němž je zesilovač vložen, mohou jevy různé povahy snížit výkon signálů vstupujících do zesilovače nebo zesilovačů, například jako výsledek vzrůstu útlumu přenášených signálů a může proto docházet ke snižování pracovního výkonu v zesilovačích vedení samotných. Tím se mění provozní parametry a konečné vlastnosti signálu na přijímací stanici.

Provede-li se například určení optimální délky vlákna s ohledem na optický vstupní výkon do zesilovače -16 dBm (nebo vyšší), odpovídající výstupnímu výkonu okolo 14 dBm v celkovým zesílením okolo 30 dB, odstup signálu od šumu, získaný na příjmu je lepší než 15 dB, pokud podmínky ve vedení zůstávají nezměněné. Když vstupní výkon do zesilovačů

-30vedení klesá během životnosti přenosového systému, například v důsledku rozkladových a tlumicích jevů v optických vláknech nebo jiných součástkách, například až na hodnotu -18 dBm, bude odstup signálu od šumu na příjmu nižší, i když bude stále vyšší než 13 dB, což je dostačující pro poskytování hodnoty BER 10^-12.

Je třeba poznamenat, že přítomnost jednoho nebo více zesilovačů ve vedení, v němž je optický vstupní výkon nižší, než je daná hodnota, může ovlivnit chování systému jako celek, a bude příčinou lokálního přírůstku šumu, který má dopad na přijímací stanici.

Je možné konstatovat, že délka zjištěná při takové zkoušce je značně nižší, než je délka, která by se mohla považovat za přiměřenou v případě zkoušek založených na analýze jediného zesilovače, jímž prochází signál pouze jednou. V příkladě délky vlákna, zjišťované prostřednictvím posledně uvedené zkoušky (okolo 11 metrů), byla tato délka nižší o okolo 30% než minimální hodnota vyplývající z pouhého zjištění délky s maximálním zesilovacím ziskem (15-20).

Nej lepší výsledky, dosažené s použitím zesilovačů s délkou vlákna určenou jak bylo uvedeno výše, se přisuzují tomu, že určování účinnosti a zkoušky založené na jediném zesilovači, kterým prochází optický signál v jediném průchodu, nemůže ukázat jev, vyskytující se při průchodu signálu více kaskádovými jednotkami, v nichž neprovedená vyrovnání mají sklon být tím více patrné. Výše uvedená zkouška naproti tomu umožňuje určení délky vlákna v zesilovači, který je schopný dosáhnout vyrovnaného chodu při průchodu více zesilovači .

Je třeba poznamenat, že optimální délka aktivního vlákna v zesilovači pro účely podle vynálezu závisí na několika parametrech, mimo jiné na obsahu erbia ve vlákně a vý-31konu signálu, procházejícího zesilovačem. Výše popsaná zkouška však umožňuje stanovit optimální délku vlákna pro konkrétní stavbu vyšetřovaného zesilovače a proto umožňuje stanovení hodnoty, v níž jsou specifické znaky zesilovače již vzaty na zřetel.

V případě výchylek ve znacích zesilovače, jako je například rozdílný obsah erbia ve vlákně (obvykle zjišťovaný jako útlum vlákna při vlnové délce signálu), může zapotřebí znovu ověřovat hodnotu optimální délky vlákna pro práci v kaskádě v přenosovém systému s více vlnovými délkami.

Hypotéza pro vysvětlení pozorovaného jevu je založena na skutečnosti, že vzhledem k emisním vlastnostem erbia vykazují nižší vlnové délky (například 1530-1535 nm v systému Si/Ge/Al/La/Er) vysoké zesílení malého signálu, takže signál nízké vlnové délky lambda_b dosahuje po relativně krátké délce l-]_ vlákna hodnotu výkonu působící podmínky nasycení v zesilovači .

Takové podmínky nasycení (při nichž výstupní výkon signálu již v podstatě nezávisí na jeho vstupním výkonu) jsou udržovány ve vlákně, pokud čerpací výkon zůstává ve vlákně při dostatečně vysoké hodnotě, t.j. až do délky 1₂, za kterou čerpací výkon ve vlákně není dostačující pro zajišťování zesílení a signál začíná být tlumen vzhledem ke tříúrovňové povaze energie systému emise erbia, přidaného do vlákna jako dotující látka.

Signál o vysoké vlnové délce lambda_a naopak působí v pásmu spektra erbia, v němž je nižší zesílení, takže dosahuje nasyceného výkonu po délce vlákna 1₃ větší než lj.

Stejným způsobem, jak bylo popsáno, se stav nasycení udržuje až do délkové hodnoty 1₄ větší než 1₃.

-32Potom podmínka rovnoměrné odezvy pro různé kanály (t.j. pro všechny rozdílné vlnové délky, multiplexované a zaváděné do zesilovače), nastává pro celou délku aktivního vlákna v zesilovači (jak pro jednostupňový, tak i pro vícestupňový typ), která je dostatečně vysoká pro umožňování toho, aby signály na nejnižších vlnových délkách se začaly tlumit vzhledem k nedostačujícímu čerpacímu výkonu v koncové části vlákna, mezilehlé vlnové délky mezi lambda^ a lambda_abudou mít mezilehlé chování a zjištěná délka vlákna je vhodná také pro ně.

Ve výše uvedených příkladech se hovořilo o zesilovačích dvoustupňového typu. V uvedených příkladech byla optimální délka vlákna v zesilovači zvolena nastavením délky vlákna použitého v prvním stupni, založeným na výše uvedených úvahách maximálního zesílení, přičemž se po té určuje optimální délka vlákna v zesilovači měněním délky druhého stupně samotného, během zkoušky, v níž celý zesilovač (t.j. dva stupně a zahrnutý přiřazený čerpací prostředek) je připojen ke zkušebnímu prstenci.

Výše uvedené úvahy se však také vztahují k jednostupňovým zesilovačům, t.j. zesilovačům používajícím jedinou aktivní vláknovou část s příslušným čerpacím prostředkem, pro který se volba optimální délky provádí na jediném vlákně.

Zatímco v případě vícestupňového zesilovače se s výhodou provádí stanovení optimální délky vlákna pro určené účely, je však zkoušením celého zesilovače v popsané experimentální sestavě a vybíráním délky vlákna samotného jednoho ze stupňů, přednostně výstupního stupně, v některých příkladech použití, také možné, podle výše uvedeného postupu, stanovit délku vlákna každého ze zesilovacích stupňů, nebo jednoho nebo více z nich, které se jeví jako kritické pokud jde o požadované chování při přenosu, a to prostřednictvím obzvláštních zkoušek na zájmovém stupni nebo stupních zkoušených

-33odděleně.

Volba mezi dvoustupňovými/vícestupňovými zesilovači a jednostupňovými zesilovači může být založena na obzvláštních požadavcích použití, například ve vztahu k typu a výkonu použitých čerpacích laserů, a pro ně zvolených pracovním podmínkám. Například může být vhodné uspořádání se dvěma samostatně čerpanými stupni, je-li žádoucí použití dvou čerpacích laserů, pracujících při snížených výkonech. Alternativně může být použito v zesilovačích vyžadujících relativně nízkou čerpací výkonovou úroveň (například 100 mW) uspořádání poskytující jediný zesilovací stupeň. Jako další alternativa může také být použit dvoustranný čerpací zesilovač.

Ve všech případech může být pro provozování více kaskádových zesilovačů v systému s více vlnovými délkami délka aktivního vlákna výhodně zvolena na základě kritérií definovaných v rámci vynálezu.

Podle dalšího znaku vynálezu se dále přenosový systém podle vynálezu ukazuje jako obzvláště výhodný pro účel vytváření optického spojení s vysokou kvalitou, necitlivého na počet přenášených kanálů.

Počet kanálů může být dále zvyšován bez potřeby nákladných zásahů na již instalovaných linkových zařízeních pouhým přizpůsobováním vysílacích a přijímacích jednotek tomuto účelu. Například je možné realizovat systém podle schématu znázorněného na obr.l, obsahujícího propojovací jednotky a zesilovače vedení s více vlnovými délkami, použitím na počátku jednoho kanálu, se zvýšením nákladů řádově 10% vzhledem k řešení tradičního typu bez propojovací jednotky a opatřené zesilovači pro provoz při jediné vlnové délce. Takový systém však může být následně rozvinut pro přenos například na čtyřech kanálech, t.j. s přenosovou schopností násobenou čtyřmi, přidáváním potřebných propojovacích jedno-34tek na vysílací a přijímací stanici, což přinese náklady na rozvoj stejného řádu, jako počáteční investice.

Pro systém tradičního typu by naproti tomu stejný typ rozvoje vyžadoval nové vyhrazené vedení včetně příslušných zesilovačů a kabelů pro každý nový zamýšlený kanál. To by vyvolalo náklady na rozvinutí na čtyři kanály odpovídající přibližně čtyřnásobku počáteční investice, kromě nákladů na pokládku nových potřebných kabelů a vznik problémů spojených s potřebou práce podél celého spojovacího vedení.

Podle vynálezu se část systému, vyžadující nejvyšší náklady, ukazuje jako zcela necitlivá na počet kanálů přenášených na jednotlivých vlnových délkách, nevyžaduje proto aktualizaci nebo další úpravy pro to, aby se vzaly na zřetel větší přenosové požadavky. Použití propojovacích jednotek popsaného typu přitom umožňuje, aby byl na vedení přiváděn požadovaný počet kanálů s nejvhodnějšími znaky pro provoz v rámci systému.

Claims

1. Optický telekomunikační systém, obsahující vysílí-^ cí stanici optických signálů, přijímací stanici pro uvedené'!?

optické signály, optické vláknové vedení spojující uvedenou vysílací a přijímací stanici, přičemž uvedené optické vláknové vedení obsahuje nejméně dva zesilovače vedení s aktivním optickým vláknem nebo vlákny, dotovaným vzácným zeminovým materiálem, zapojené sériově a opatřené čerpacím prostředkem nebo prostředky pro uvedené aktivní vlákno, vyznačený tím, že uvedená vysílací stanice optického signálu obsahuje generovací prostředek pro generování vysílaných signálů na nejméně dvou vlnových délkách, obsažených v pásmu předem určené šířky, a prostředky pro vedení uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení, přičemž uvedená přijímací stanice optického signálu obsahuje oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení, přičemž nejméně jeden z uvedených zesilovačů optického vedení má dotující látky v aktivním vláknu, danou délku aktivního vlákna a předem určený výkon čerpacího prostředku, takže v kombinaci působí na vstupu uvedené přijímací stanice odstup optického signálu od šumu pro uvedené signály, který mezi signály rozdílné vlnové délky, má rozdíl nižší než 2 dB, a je větší než 15 dB (s pásmem 0,5 nm) pro každý z uvedených signálů, když jsou uvedené signály současně přenášeny v přítomnosti celkového optického výkonu vstupujícího do uvedených zesilovačů optického vedení, který je nejméně rovný -16 dBm.

2. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že vysílací stanice obsahuje přijímací prostředek pro přijímání vnějších optických signálů do alespoň dvou nezávislých kanálů, převáděcí prostředek pro převádění uvedených optických signálů do elektronické formy, generovací prostředek pro generování vysílacích signálů na různých vlnových délkách, závislých na

-36počtu nezávislých kanálů uvedených vnějších signálů, které reprodukují uvedené vnější optické signály, a zaváděcí prostředek pro zavádění uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení, a přičemž uvedená přijímací stanice obsahuje oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení, převáděcí prostředek pro převádění uvedených přijímaných signálů do elektronické formy a prostředek pro provádění odděleného vysílání uvedených přijímaných signálů.

3. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedené předem určené pásmo vlnových délek má rozsah přes nejméně 20 nm.

4. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedený generovací prostředek pro generování vysílaných signálů obsahuje prostředky pro generování signálů na nejméně čtyřech rozdílných vlnových délkách obsažených v uvedeném předem určeném pásmu vlnových délek.

5. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 4 vyznačený tím, že uvedené signály jsou zahrnuty mezi 1536 a 1555 nm.

6. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že nejméně jeden z uvedených optických zesilovačů má aktivní vlákno celkové délky nižší o předem určenou hodnotu, než je délka maximálního zesílení pro čerpací výkon, přiváděný čerpacím prostředkem, s nímž je spojen.

7. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 6 vyznačený tím, že uvedená délka vlákna je taková, že když je zesilovač připojen ve smyčce, v níž se nejméně jedna část odchozího signálu zavádí do zesilova-37če, má emise ze zesilovače dva stabilní emisní vrcholy na dvou různých vlnových délkách zahrnutých v uvedeném pásmu, při předem určeném výkonu uvedeného odchozího signálu, který je ve vzájemném stavu s pracovním výkonem zesilovače.

8. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedený generovací prostředek pro generování vysílaných signálů obsahuje pro každý z uvedených vysílaných signálů laser s kontinuální emisí, sdružený s vnějším modulátorem.

9. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedený zaváděcí prostředek pro zavádění uvedených signálů na jediné optické vláknové vedení obsahuje příslušné optické vazební členy, které jsou selektivní podle vlnové délky.

10. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedený oddělovací prostředek pro oddělování uvedených vysílaných signálů z uvedeného jediného optického vláknového vedení na uvedené přijímací stanici optického signálu obsahuje odpovídající vláknový dělič a pásmovou propust pro každou z vlnových délek uvedených vysílaných signálů.

11. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 1 vyznačený tím, že uvedené zesilovače optického vedení, dotované vzácným zeminovým materiálem, obsahují nejméně jedno aktivní vlákno dotované erbiem.

12. Telekomunikační systém pro přenos na více vlnových délkách podle nároku 11 vyznačený tím, že uvedené aktivní vlákno obsahuje lanthan, germanium a oxid hlinitý jako dotující látky pro měnění indexu.

13. Optický vláknový zesilovač, obsahující aktivní

-38vlákno dotované vzácným zeminovým materiálem, uzpůsobené pro generování světelné emise v rozsahu vlnových délek signálu, v odezvě na světelný přívod při čerpací vlnové délce, čerpací prostředek pro uvedené aktivní vlákno, mající optický výkon předem určené hodnoty na uvedené čerpací vlnové délce, vyznačený tím, že uvedené aktivní vlákno má takovou délku, že když signálová část z uvedeného aktivního vlákna je vedena do vstupu samotného aktivního vlákna v přítomnosti přívodu světelného čerpacího přívodu, dochází ke stabilní emisi na dvou rozdílných vlnových délkách v uvedeném pásmu vlnových délek, při předem určeném celkovém optickém výkonu uvedeného odchozího signálu.

14. Optický vláknový zesilovač podle nároku 13 vyznačený tím, že uvedený předem určený výkon je ve vzájemném vztahu s pracovním výkonem zesilovače.

15. Optický vláknový zesilovač podle nároku 13 vyznačený tím, že obsahuje jediný zesilovací stupeň.

16. Optický vláknový zesilovač podle nároku 13, obsahující nejméně dva zesilovací stupně zapojené sériově, z nichž každý je opatřen odpovídajícím aktivním vláknovým dílem a čerpacím prostředkem, vyznačený tím, že uvedená délka aktivního vlákna je součtem délek uvedených aktivních vláknových dílů, a uvedený optický čerpací výkon předem určené hodnoty je součet optických výkonů, vedených uvedeným čerpacím prostředkem do odpovídajících aktivních vláknových dílů.

17. Optický vláknový zesilovač podle nároku 16 vyznačený tím, že uvedená délka aktivního vlákna je délka vlákna nejméně jednoho stupně, určená na základě čerpacího výkonu přiváděného do samotného stupně.

18. Způsob určování optimální délky aktivního vlákna

-39v optickém zesilovači, zejména pro provoz v kaskádě v systému s přenosem na více vlnových délkách, vyznačený tím, že se uspořádá optický zesilovač mající vstup a výstup pro optický signál, obsahující aktivní vlákno dotované vzácným zeminovým materiálem a čerpací prostředek pro uvedené aktivní vlákno s předem určeným čerpacím výkonem, výstup z uvedeného zesilovače se opticky připojí k jeho vstupu, uvedené aktivní vlákno se napájí světelnou čerpací energií uvedeným čerpacím prostředkem, čímž se působí světelná emise v uvedeném aktivním vlákně a vytváří se emisní signál z uvedeného zesilovače, řídí se spektrum optického výkonu uvedeného emisního signálu, a zvolí se délka uvedeného aktivního vlákna, při níž uvedené spektrum vykazuje dva stabilní emisní vrcholy na dvou rozdílných vlnových délkách v předem určeném pásmu vlnových délek při předem určeném výkonu uvedeného emisního signálu.

19. Způsob podle nároku 18 vyznačený tím, že mezi opticky spojený výstup a vstup uvedeného zesilovače se vloží optický útlumový prostředek mající nastavitelný útlum, přičemž uvedený útlumový prostředek se nastaví tak, že působí takový útlum uvedeného emisního signálu mezi výstupem a vstupem uvedeného zesilovače, že výkon uvedeného emisního signálu je rovný uvedené předem určené hodnotě.

20. Způsob podle nároku 18 vyznačený tím, že uvedená předem určená hodnota uvedeného emisního signálu je ve vzájemném vztahu s poskytovaným pracovním výkonem zesilovače.

21. Způsob podle nároku 18 vyznačený tím, že uvedený zesilovač je dvoustupňový nebo vícestupňový zesilovač, vyznačený tím, že se zvolí délka vlákna nejméně jednoho z uvedených stupňů.

22. Způsob podle nároku 21, ve kterém uvedený zesilovač je dvoustupňový nebo vícestupňový zesilovač, vyznačený

-40tím, že se uzpůsobí zesilovač tak, že délka aktivního vlákna nejméně jednoho stupně se zvolí s maximálním zesílením pro čerpací výkon, do něj přiváděný, výstup zesilovače se spojí s jeho vstupem, řídí se spektrum optického výkonu emisního signálu uvedeného zesilovače v přítomnosti odpovídajících čerpacích výkonů přiváděných do každého ze stupňů a zvolí se délka aktivního vlákna nejméně jednoho ze stupňů zesilovače, při níž uvedené spektrum vykazuje dva stabilní emisní vrcholy na dvou rozdílných vlnových délkách v předem určeném pásmu vlnových délek při předem určeném výkonu uvedeného emisního signálu.

23. Způsob podle nároku 22 vyznačený tím, že se zvolí délka aktivního vlákna samotného koncového stupně zesilovače.

24. Způsob podle nároku 18 vyznačený tím, že uvedená volba délky aktivního vlákna se provádí individuálně pro všechny stupně, z nichž každý se samostatně zkouší.