CZ282145B6

CZ282145B6 - Telekomunikační linka s optickým vláknem a s oddělenými servisními kanály

Info

Publication number: CZ282145B6
Application number: CS91147A
Authority: CZ
Inventors: Giorgio Grasso; Mario Tamburello
Original assignee: Pirelli Cavi S.P.A.
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1997-05-14
Also published as: AR243704A1; RU2081515C1; BR9100049A; FI910420A; AU647063B2; PT96594B; HK201396A; JP3218047B2; EP0440276A2; DE69117312T3; EP0440276B2; PT96594A; EP0440276B1; US5113459C1; IT9019186A0; HUT56670A; CA2034915A1; DE69117312T2; PL167324B1; FI102650B1

Abstract

Telekomunikační linka s optickým vláknem a s oddělenými servisními kanály obsahující prostře- dek (9b) pro přivádění a prostředek (9a) pro odvádění optických servisních signálů z optického vlákna (3) linky, kterýžto prostředek (9) obsahuje alespoň jednu vysílací a/nebo přijímací jednotku (10) optických servisních signálů vhodnou pro příjem z optického vlákna (3) linky a/nebo pro vysílání do ní servisních signálů ve formě optických signálů majících vlnovou délku, která je podstatně odlišná od vlnové délky telekomunikačních signálů, kde každá z přijímacích jednotek (10) je sdružena s příslušným optickým vazebním členem (9') vloženým podél linky (3), vhodným pro svázání v optickém vláknu (3) linky a/nebo pro odvádění optických servisních signálů z něho.ŕ

Description

Optické vláknové přenosové vedení pro přenos telekomunikačních a servisních signálů obsahuje nejméně jednu vysílací stanici (1) optických telekomunikačních signálů na první předem určené vlnové délce, nejméně Jednu přijímací stanici (4), nejméně Jeden optický zesilovač (8), obsahující aktivní vlákno (12), a optické vláknové sekce (3), spojující uvedenou vysílací stanici (1) s uvedenou přijímací stanicí (4) přes uvedený nejméně jeden optický zesilovač (8). K uvedenému optickému zesilovači (8) Je přiřazen nejméně Jeden optický vyzební člen (9), mající první port připojený k přilehlé optické vláknové sekci (3), druhý port připojený k optickému zesilovači (8) a třetí port připojený ke spojovací Jednotce (10) pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od uvedené první vlnové délky. Spojovací jednotka (10) obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály.

9 9o 8 9 3 9 f

Optické vláknové přenosové vedení

Oblast techniky

Vynález se týká optického vláknového telekomunikačního vedení pro přenos telekomunikačních a servisních signálů, obsahujícího nejméně jednu vysílací stanici optických telekomunikačních signálů na první předem určené vlnové délce, nejméně jednu přijímací stanici, nejméně jeden optický zesilovač, obsahující aktivní vlákno, a optické vláknové sekce, spojující uvedenou vysílací stanici s uvedenou přijímací stanicí přes uvedený nejméně jeden optický zesilovač.

Dosavadní stav techniky

Telekomunikační vedení, vhodná pro komunikace na velké vzdálenosti, obsahují přídavně ke kanálům pro komunikační signály, které jsou dány k dispozici pro potřeby účastníků, obvykle také nezávislý kanál, vhodný pro přenos servisních komunikačních signálů. Takové servisní signály mohou být různých druhů, například řídicí nebo povelové signály pro zařízení, umístěná podél linky, jako zesilovače nebo opakovače, nebo komunikace mezi pracovníky údržby, pracujícími na některém místě linky, a mezi stanicí v délce linky nebo koncovou stanicí vedení.

V telekomunikačním optickém vláknovém vedení, opatřeném v pravidelných intervalech opakovači pro zesílení přenášených signálů, může být jeden nebo více komunikačních kanálů užit pro servisní signály, které jsou přístupné pro vysílání nebo příjem servisních signálů u každého opakovače, kde jsou optické signály detekovány a převáděny na elektrické signály, elektronicky zesilovány a opět vysílány směrem ke stanici určení v optické formě.

V takových opakovačích může být servisní signál, převedený do elektrické formy, snadno přijímán a využíván pro žádané účely a podobným způsobem může být signál v elektrické formě zaveden do opakovače a potom přeměněn na optický signál spolu s jinými signály, podrobovanými zesílení a vysílanými po vedení.

Jako výhodná se však ukázala optická vláknová telekomunikační vedení, která místo opakovačů elektronického typu používají optické zesilovače pro zesílení signálu bez jeho převádění na elektrickou formu. V takových vedeních není možné signály, zaváděné do vlákna nebo z něho odváděné, zpracovávat známým elektronickým zařízením, protože tyto signály jsou přístupné pouze v optické formě i v zesilovačích. Problémem je tedy zavádění a extrahování servisních signálů do optických vedení a z těchto vedení, opatřených optickými zesilovači, kdy se pracuje pouze se signály v optické formě.

Jsou známa zařízení, zvaná optické vazební členy, vhodné k zavádění nebo extrahování signálů z optického vlákna, majících vlnovou délku jinou než ostatní signály, které procházejí beze změn. Aby však takové vazební členy pracovaly správně při úplném oddělení extrahovaných signálů a nezměněných signálů a při sníženém útlumu samotných signálů, musí pracovat mezi vlnovými délkami, které jsou podstatně odlišné, zatímco optické komunikace jsou uskutečňovány v poměrně úzkém pásmu vlnových délek, kde jsou přenosové charakteristiky optického vlákna lepší.

Vynález si tak klade za úkol vytvořit telekomunikační linku s optickým vláknem, u které by bylo možné zavádět a extrahovat optické servisní signály, aniž by bylo třeba přenášené signály převádět do elektrické formy.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří optické vláknové přenosové vedení pro přenos telekomunikačních a servisních signálů, obsahující nejméně jednu vysílací stanici optických telekomunikačních signálů na první předem určené vlnové délce, nejméně jednu přijímací stanici, nejméně jeden optický zesilovač, obsahující aktivní vlákno, a optické vláknové sekce, spojující uvedenou vysílací stanici s uvedenou přijímací stanicí přes uvedený nejméně jeden optický zesilovač, jehož podstatou je, že k uvedenému optickému zesilovači je přiřazen nejméně jeden optický vazební člen, mající první port připojený k přilehlé optické vláknové sekci, druhý port připojený k optickému zesilovači a třetí port připojený ke spojovací jednotce pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od uvedené první vlnové délky, přičemž spojovací jednotka obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály. Pod pojmem port se rozumí, jak je obvyklé v obdobné terminologii u elektronických prvků, přípoj pro vstup nebo výstup signálů. Termín port je zde používán zejména vzhledem k zrcadlovému uspořádání dichroických vazebních členů na vstupu a výstupu zesilovače s obráceným uspořádáním přípojů pro vstup nebo výstup, jakož i vzhledem k možnosti obousměrné funkce portu pro vstup nebo výstup v některých provedeních.

Podle dalšího znaku vynálezu je uvedený optický zesilovač připojen na vstupní straně k prvnímu optickému vazebnímu členu s odpovídající kněmu připojenou první spojovací jednotkou, a na výstupní straně je připojen ke druhému optickému vazebnímu členu sodpovídající kněmu připojenou spojovací jednotkou.

S výhodou má nejméně jeden další optický vazební člen dva porty připojené k odpovídajícím přilehlým vláknovým sekcím a další port připojený k další spojovací jednotce pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od první vlnové délky, přičemž uvedená další spojovací jednotka obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály.

Uvedená druhá vlnová délka je podle dalšího znaku vynálezu rovná vlnové délce, odpovídající sekundárnímu minimu světelného útlumu jako funkci vlnové délky.

Podle dalšího znaku vynálezu je uvedená první předem určená vlnová délka v rozmezí od 1500 nm do 1600 nm, druhá předem určená vlnová délka je v rozmezí od 1200 nm do 1400 nm a uvedené servisní signály mají rychlost menší než 300 kilobitů za sekundu.

První a druhá spojovací jednotka, připojené k vazebním členům na vstupní a výstupní straně zesilovače, jsou s výhodou vzájemně spojeny elektronickým zesilovačem pro zesilování elektrických servisních signálů.

S výhodou má optický zesilovač aktivní vlákno dotované (dopované) fluorescenční látkou a připojené k nejméně jednomu čerpacímu laseru světelné energie na třetí vlnové délce, odlišné od první předem určené vlnové délky, prostřednictvím dalšího optického vazebního členu. Uvedené aktivní vlákno je účelně připojeno k jednomu čerpacímu laseru světelné energie na vstupní straně pomocí třetího optického vazebního členu a na výstupní straně ke druhému čerpacímu laseru pomocí čtvrtého optického vazebního členu.

Podle dalšího znaku vynálezu je první čerpací laser spojen s první spojovací jednotkou a druhý čerpací laser je spojen s druhou spojovací jednotkou přes odpovídající řídicí vstup v odezvě na servisní signály.

Optické vazební členy jsou s výhodou dichroické vazební členy.

-2CZ 282145 B6

Optický vazební člen je podle dalšího znaku vynálezu vazební člen se třemi vlnovými délkami, mající první port připojený k přilehlé optické vláknové sekci, druhý port připojený k odpovídají čímu čerpacímu laseru světelné energie, třetí port připojený k uvedenému aktivnímu vláknu a čtvrtý port připojený k odpovídající spojovací jednotce.

Vynález umožňuje vytvořit telekomunikační linku s optickým vláknem, u které je možné zavádět a extrahovat optické servisní signály, aniž by bylo třeba přenášené signály převádět do elektrické formy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňují obr. 1 schéma optického vláknového telekomunikačního vedení se zesilovači, obr. 2 schéma optického vláknového telekomunikačního vedení se zesilovači, opatřenými vstupy a výstupy pro servisní signál, obr. 3 schéma optického zesilovače pro telekomunikační vedení, opatřeného vstupy a výstupy pro servisní kanály podle vynálezu, obr. 4 schéma optického zesilovače pro telekomunikační vedení, opatřeného vstupy a výstupy pro servisní kanály podle vynálezu ve zvláštním provedení a obr. 5 diagram závislosti útlumu světla v optickém vláknu na bázi oxidu křemičitého v závislosti na vlnové délce přiváděného světla.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obr. 1, obsahuje optické vláknové telekomunikační vedení optickým vláknem vysílací stanici (vysílač) 1 optických signálů, do které se zavádějí signály 2, které mají být vysílány, obvykle ve formě elektrických signálů, a jsou vysílány v optické formě.

Na druhém konci optického vlákna 30 ve velké vzdálenosti od vysílací stanice j., řádově i stovek kilometrů, je přijímací stanice (přijímače) 4, vhodná pro příjem optických signálů, přenášených optickým vláknem 30, pro přeměnu těchto signálů na signály jiného druhu, například elektrické, a pro vysílání těchto signálů 5 do neznázoměných cílových zařízení.

Vysílací stanice 1 a přijímací stanice 4 jsou zařízení osobě známá a nebudou zde podrobněji popisována.

Podél optického vlákna 30 jsou s ohledem na útlum, kterému jsou optické signály nutně vystaveny při průchodu optickým vláknem 30, umístěny zesilovače 6 vedení, vhodné pro příjem optického signálu, utlumeného po určité délce optického vlákna 30, označené dále jako optická vláknová sekce 3, a pro jeho vyslání po jeho opětovném zesílení na původní úroveň, aby mohl projít další optickou vláknovou sekcí 3 optického vlákna 30 až k dalšímu zesilovači 6 nebo ke přijímací stanici 4, čímž se tak signál udržuje až k místu určení na úrovni, která umožňuje jeho správný příjem.

Telekomunikační vedení, pracující na velké vzdálenosti, obsahuje určitý počet zesilovačů v závislosti na celkové vzdálenosti přijímače, na útlumu optického vlákna, na zisku zesilovačů a na minimální úrovni, přípustné pro signál v přijímači.

Zesilovače 6 jakéhokoli typu slouží obecně pro příjem a/nebo vysílání řídicích signálů, například pro aktivaci nebo zkoušky činnosti některých z jejich součástí, a navíc slouží k činnosti údržby, při které operátor může komunikovat s koncovým vysílačem či přijímačem, nebo s jinými zesilovači vedení.

-3 CZ 282145 B6

Ve všech těchto případech je tedy třeba zavádět do komunikačního vedení další signály 7, které mohou být přijímány a zaváděny u každého zesilovače vedení nebo u koncových stanic.

V případě, kdy zesilovače vedení jsou opakovače, které přijímají optické signály, postupující po lince, převádějí je do elektrické formy, zesilují je elektronicky a znovu je vysílají v optické formě do následujícího úseku linky, mohou být servisní stejného typu jako komunikační signály a rozpoznávány a oddělovány od nich, nebo mohou být zaváděny do vedení, když jsou všechny signály v zesilovačích nebo v koncových stanicích převáděny do elektrické formy koncových stanicích k použití podle požadavků.

V optických vláknových telekomunikačních vedeních je však výhodné a obvyklé používat zesilovače optického typu, kde se signály zesilují, přičemž však zůstávají v optické formě.

V těchto případech tedy není možno oddělit elektronickými prostředky servisní signály od komunikačních signálů, postupujících ve stejném optickém vláknu, bez přerušení samotného vlákna.

Pro takový účel jsou podle vynálezu, jak je znázorněno na obr. 2, u každého optického zesilovače 8, znázorněného na obr. 2, před a za zesilovačem umístěno po jednom dichroickém vazebním členu 9. Dichroický vazební člen 9 před zesilovačem 8 je uzpůsoben pro přijímání, na společném vstupu, komunikačních signálů a servisních signálů, majících vlnové délky, které jsou rozdílné a jsou multiplexovány na jednom vláknu 3 na vstupní straně, a pro oddělování signálů, vystupujících na dvou vláknech 9a a 9b ve funkci výstupních vláken, a to tak, aby na výstupním vláknu 9a vystupovaly komunikační signály a na výstupním vláknu 9b servisní signály na odlišných vlnových délkách. Stejně tak je dichroický vazební člen obráceně uzpůsoben pro vysílání komunikačních signálů a servisních signálů, zavedených samostatně do odpovídajících vláken 9a a 9b, na jediném výstupním vlákně 3. Totéž platí pro dichroický vazební člen 9 za zesilovačem 8, avšak s tím rozdílem, že komunikační signály a servisní signály, které jsou samostatně zaváděny do dichroického vazebního členu 9 za zesilovačem 8, jsou multiplexovány na jediném vlákně 3, vycházejícím ze zesilovače, jelikož orientace dichroického vazebního členu 9 za zesilovačem je zrcadlově souměrná vzhledem k zesilovači a obrácená z hlediska směru přenosu od vysílací stanice J k přijímací stanici 4, jak jsou znázorněny a označeny na obr. 2.

Podobné dichroické vazební členy jsou umístěny u vysílací stanice J a u přijímací stanice 4.

Ve smyslu definice předmětu vynálezu tak má například vazební člen 9 před zesilovačem 8 první port (přípoj) připojený k přilehlé optické vláknové sekci 3, druhý port připojený k optickému zesilovači 8 přes vlákno 9a a třetí port připojený přes vlákno 9b ke spojovací jednotce JO. Vazební členy 9 u vysílací stanice J a přijímací stanice 4 mají dva porty připojené k přilehlým vláknovým sekcím 3 optického vlákna 30, do něhož jsou vřazeny, a další port připojený ke spojovací jednotce 10 pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od první vlnové délky. I zde tato další spojovací jednotka 10 obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály.

Pro oddělování signálů dichroickými vazebními členy je vlnová délka servisních signálů zvolena podstatně odlišná od vlnové délky komunikačních signálů. Vlnová délka komunikačních signálů je obvykle v rozsahu od 1500 do 1600 nm v oblasti nazvané třetí okno, aby se pracovalo u minima útlumu světla ve vláknech z oxidu křemičitého, jak je znázorněno v diagramu na obr.

6. Jak je u telekomunikací požadováno, umožňuje to přenos dat vysokou rychlostí řádově několik set Mbit.sec'¹ na vzdálenosti desítek nebo stovek kilometrů před zesílením, a to při udržování signálů na úrovních, dostatečných pro správný konečný příjem.

Servisní signály mohou být s ohledem na jejich charakteristiky naproti tomu přenášeny při nízké rychlosti řádově několik Kbit.sec'¹, zejména nižší než 300 Kbit.sec'¹. Podle vynálezu jsou takové

-4CZ 282145 B6 servisní signály vysílány na vlnové délce okolo 1300 nm u sekundárního minima křivky útlumu světla ve sklu na bázi oxidu křemičitého, nazývaného druhé okno.

V dalším textu značí slova okolo 1300 nm vlnovou délku v rozsahu vlnových délek, typickém pro výše uvedené druhé okno, kde je poměrně nízký útlum. Amplituda takového rozsahu závisí na specifických charakteristikách použitého optického vlákna ve vedení. Výhodný rozsah pro běžně vyráběná optická vlákna může být od 1200 do 1400 nm.

Útlum světla při takových vlnových délkách je značně vyšší než při 1500-1600 nm, a neměl by připustit pokrytí vzdálenosti mezi dvěma po sobě následujícími zesilovači s přijímací úrovní, přijatelnou pro přijímací zařízení, vhodné pro činnost při rychlostech přenosu, používaných pro komunikační signály uvedené výše. Naproti tomu servisní signály, přenášené při nižších rychlostech, typicky 128 Kbit.sec'¹, mohou být přijímány velmi citlivými přijímači a vlnová délka 1300 nm je tedy pro ně přijatelná.

To umožňuje použít komerčně vyráběné dichroické vazební členy jako vlákna, která jsou tavně spojena nebo vytvořena v mikrooptice, mající výborné parametry, pokud jde o útlum a nízkou cenu.

Každý dichroický vazební člen 9 je připojen odpovídajícím vláknem 9b ve funkci výstupního vlákna, nesoucím servisní signály, k příslušné spojovací jednotce 10, 10', kterou jsou přijímány servisní signály, opouštějící dichroický vazební člen 9, ajsou převáděny na odpovídající výstupní elektrické signály. Obráceně jsou vstupní elektrické signály, vstupující do spojovací jednotky 10, 10', převáděny na optické signály při servisní vlnové délce, ajsou zaváděny do vlákna 9b, uplatňujícího se nyní jako vstupní vlákno, aby byly podél vedení multiplexovány.

Tímto způsobem je optický signál na vlnové délce 1300 nm, odvedený (extrahovaný) z optického vlákna 3 dichroickým vazebním členem 9, převeden na odpovídající elektrický signál, který může být použit pro stanovené účely, například servisní telefonické komunikace údržbového nebo kontrolního personálu optického zesilovače 8, jak je znázorněno čárkovanými čarami na obr. 2, nebo pro další povely nebo kontrolní úkony. Podobným způsobem mohou být kontrolní signály nebo servisní telefonické komunikace vysílány optickým vláknem 3 vedení pro jiné určení.

Aby se umožnilo, že servisní signály dosáhnou zesilovačů nebo míst určení, umístěných ve velké vzdálenosti od místa, ze kterého je signál vysílán, po vedeních, obsahujících více optických zesilovačů, je elektrický signál na výstupu spojovací jednotky 10, připojené k dichroickému vazebnímu členu 9, umístěnému před optickým zesilovačem 8, známým způsobem elektronicky zesilován příslušným servisním elektronickým zesilovačem 11 a potom se přivádí na vstup spojovací jednotky 10', připojené ke druhému dichroickému vazebnímu členu 9, umístěnému za optickým zesilovačem, uzpůsobeným pro vysílání vhodně zesíleného servisního signálu po následujícím úseku optického vlákna až do místa určení nebo do dalšího optického zesilovače.

Tímto způsobem je servisní signál zesilován samostatně u každého optického zesilovače telekomunikačního vedení a může tedy být přenesen přes celou požadovanou vzdálenost a dorazit na místo určení na úrovni, dostatečné pro zadané účely.

Obr. 3 znázorňuje podrobněji provedení vynálezu, které obsahuje optický zesilovač 8, mající aktivní optické vlákno 12, které má vhodnou délku a je dotováno fluorescenční látkou, čerpací laser 13., připojený k odpovídajícímu dalšímu dichroickému vazebnímu členu 14, vhodný k tomu, aby do aktivního vlákna vysílal světelnou energii, vhodnou pro vyvíjení stimulované emise uvnitř vlákna, vytvářející požadované zesílení.

-5CZ 282145 B6

Je výhodné, avšak nikoliv nezbytné, použít zde také druhý čerpací laser 13' a odpovídající další dichroický vazební člen 14’, umístěné na opačném konci aktivního vlákna 12 vzhledem k uvedenému dalšímu dichroickému vazebnímu členu 14, a zrcadlově orientované, a to za účelem zlepšení čerpací energie uvnitř aktivního vlákna a/nebo pro vytvoření čerpacího prostředku aktivního vlákna, udržovaného jako reservy pro případ selhání prvního čerpacího laseru 13. První čerpací laser 13 je spojen s první spojovací jednotkou 10 a druhý čerpací laser 13' je spojen s druhou spojovací jednotkou 10' přes odpovídající řídicí vstup 13a, 13a' v odezvě na servisní signály.

V každém případě je třeba vzít v úvahu, že možná přítomnost druhého čerpacího laseru 13' a dalšího dichroického vazebního členu 14' se v tomto provedení nijak neuplatňuje pro účely přenosu servisních signálů po optickém vedení podle vynálezu.

Jak bylo již vysvětleno s odvoláním na obr. 2, jsou před zesilovačem 8 a za ním uspořádány dichroické vazební členy 9, připojené kjejich příslušným spojovacím jednotkám 10, 10' příjmu a vysílání servisních signálů. Lasery 13 a 13' jsou připojeny, jeden na přívodní straně aktivního vlákna 12 a druhý na výstupní straně aktivního vlákna 12, ke spojovacím jednotkám 10, 10' jak je znázorněno čárkovanými čarami, a tedy přijímají nebo vysílají řídicí nebo podobné signály, které ovládají jejich činnost.

Obr. 4 znázorňuje zvláštní provedení vynálezu, ve kterém jsou dva čerpací lasery 13 a 13' a každý z nich, jeden na přívodní straně aktivního vlákna 12 a druhý na výstupní straně aktivního vlákna 12, je spolu s přijímací nebo vysílací spojovací jednotkou 10 připojen k příslušnému optickému vazebnímu členu 15 pro tři vlnové délky, takže čerpací laser vysílá odpovídající světelnou energii do aktivního vlákna 12, zatímco přijímací a vysílací spojovací jednotka 10, 10' přijímá servisní signály, oddělené od optického vlákna 3 vedení, než se dostanou k samotnému aktivnímu vláknu, a/nebo zavádí servisní signály do optického vlákna 3 za aktivním vláknem.

Jak je schematicky znázorněno na obr. 4 odpovídajícími směrovými šipkami signálů Sc, Ss a Sc, umožňuje dichroický vazební člen 15 před zesilovačem, aby komunikační signál Sc o komunikační vlnové délce 1500 až 1600 nm, vedený optickou vláknovou sekcí vláknem 3 k prvnímu portu (přípoji) 16 ve funkci vstupu prvního vazebního členu 15. byl vysílán nezměněný na třetí port 17 ve funkci výstupu, ke kterému je připojeno aktivní vlákno 12 zesilovače. Servisní signál Sc o servisní vlnové délce 1300 nm, přítomný na prvním portu 16, je adresován na čtvrtý port 18 ve funkci výstupu vazebního členu, ke kterému je připojena spojovací jednotka 10. a naopak je signál, vysílaný jednotkou 10, vedený jako vstupní signál ke čtvrtému portu 18 ve funkci vstupu, vysílán podél téže optické dráhy jako výstupní signál k prvnímu portu 16 ve funkci výstupu pro servisní signál Ss směrem k vysílači 1. Čerpací signál Sp o čerpací vlnové délce je vysílán čerpacím laserem 13 jako vstupní signál na druhý port 19 ve funkci vstupu a je veden jako výstupní signál ke třetímu portu 17 ve funkci výstupu pro čerpací signál Sp směrem k aktivnímu vláknu 12.

Uspořádání vazebního členu 15 za zesilovačem je zrcadlově obrácené vzhledem k vazebnímu členu 15 přes zesilovačem. Třetí port 17, připojený k aktivnímu vláknu 12, se zde uplatňuje jako výstup pro komunikační signál Sc směrem k vysílací stanici, umístěné na obr. 4 nalevo, nebo jako vstup pro komunikační signál Sc směrem od přijímací stanice, umístěné na obr. 4 nalevo. Dvousměmost komunikačního signálu je vyznačena dvousměmou šipkou signálu Sc. Funkce druhého portu 19 a čtvrtého portu 18 pro čerpací signál Sp a servisní signál Ss je u vazebního členu 15 za zesilovačem 8 obdobná, jak bylo vysvětleno u vazebního členu 15 před zesilovačem, se směrováním signálů, odpovídajících zrcadlovému uspořádání portů.

Optické vazební členy se třemi vlnovými délkami, mající uvedené charakteristiky, tvořené jedním monolitickým prvkem, například typu s vlákny spojenými natavením, jsou známé a jejich vytvoření je snadné a dostatečně levné, když vlnové délky, které mají být vázány, jsou navzájem

-6CZ 282145 B6 podstatně vzdáleny, t.j. v kombinaci s vlnovou délkou komunikačního signálu, rovnou asi 1550 nm, je užita vlnová délka servisního signálu asi 1300 nm, jak bylo uvedeno výše, a v případě aktivního zesilovacího vlákna, dotovaného erbiem, je čerpací vlnová délka 980 nm nebo 530 nm.

Takové provedení přináší významnou výhodu v tom, že se dosáhne stejnou součástkou jak vysílání čerpací energie v zesilovacím vláknu, tak extrahování nebo vysílání servisních signálů v linkovém vláknu, zjednodušení struktury zesilovače a zejména snížení počtu spojů mezi vlákny a vazebními členy, z nichž každý způsobuje útlum přenášeného signálu.

V případě, že použití druhého čerpacího laseru 13' není žádoucí, je možné místo jednoho z vazebních členů 15 se třemi vlnovými délkami, ke kterým takový laser měl být připojen, použít dichroický vazební člen 9, popsaný výše, pouze pro spojení přijímací a vysílací spojovací jednotky 10.

Ačkoliv zavádění a odvádění servisních signálů z optické linky se obvykle provádí v konečných stanicích vedení a u linkových zesilovačů, jak bylo popsáno výše, je možné zavést dichroické vazební členy a přijímací a vysílací stanice servisního signálu v jiném libovolném místě optického vláknového vedení, kde je to zapotřebí.

V případě zvláštních požadavků na vedení nebo na strukturu vazebních členů může být pro servisní signály zvolena jiná vlnová délka než asi 1300 nm uvedená výše, při akceptování úrovně útlumu signálu odpovídající zvolené vlnové délce.

V rámci vynálezu je při použití vláken, majících obzvláštní přenosové charakteristiky, kromě toho možné použít místo vlnové délky kolem 1300 nm, ve smyslu definovaném výše, pro servisní signály jiné vlnové délky nebo jiného rozsahu vlnových délek, které odpovídají relativnímu minimu útlumu, nebo v každém případě dostatečně nízké hodnotě útlumu vzhledem k vý konu a k citlivosti vysílacího a přijímacího zařízení, pokud je dostatečně vzdálen od rozsahu přenosových vazebních členů.

Pro účely vynálezu se předpokládá, že stanice na koncích vedení jsou dva body samotného vedení, mezi kterými jsou signály přenášeny pouze v optické formě, zesílené v případě potřeby optickými zesilovači výše popsaného typu.

Je zřejmé, že lze provést řadu obměn, aniž by se vybočilo z rámce myšlenky předloženého vynálezu v jeho obecných charakteristických znacích.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

í. Optické vláknové přenosové vedení pro přenos telekomunikačních a servisních signálů, obsahující nejméně jednu vysílací stanici (1) optických telekomunikačních signálů na první předem určené vlnové délce, nejméně jednu přijímací stanici (4), nejméně jeden optický zesilovač (8), obsahují aktivní vlákno, a optické vláknové sekce (3), spojující uvedenou vysílací stanici (1) s uvedenou přijímací stanicí (4) přes uvedený nejméně jeden optický zesilovač (8), vyznačené tím, žek uvedenému optickému zesilovači (8) je přiřazen nejméně jeden optický vazební člen (9, 15), mající první port připojený k přilehlé optické vláknové sekci (3), druhý port připojený k optickému zesilovači (8) a třetí port připojený ke spojovací jednotce (10) pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od uvedené první vlnové délky, přičemž spojovací jednotka (10) obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály.
2 výkresy

-8CZ 282145 B6

Obr 2

-9CZ 282145 B6

2. Optické vláknové přenosové vedení podle nároku 1, vyznačené tím, že uvedený optický zesilovač (8) je připojen na vstupní straně k prvnímu optickému vazebnímu členu (9, 15) s odpovídající k němu připojenou první spojovací jednotkou (10), a na výstupní straně je připojen ke druhému optickému vazebnímu členu (9, 15) s odpovídající k němu připojenou spojovací jednotkou (10).

3. Optické vláknové přenosové vedení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že nejméně jeden další optický vazební člen (9) má dva porty připojené k odpovídajícím přilehlým vláknovým sekcím (3) a další port připojený k další spojovací jednotce (10) pro zavádění a extrahování servisních signálů na druhé předem určené vlnové délce, odlišné od první vlnové délky, přičemž uvedená další spojovací jednotka (10) obsahuje převodník optických signálů na elektrické signály, vysílač, přijímač a převodník elektrických signálů na optické signály.

4. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že uvedená druhá vlnová délka je rovná vlnové délce, odpovídající sekundárnímu minimu světelného útlumu jako funkci vlnové délky.

5. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačené tím, že uvedená první předem určená vlnová délka je v rozmezí od 1500 nm do 1600 nm, druhá předem určená vlnová délka je v rozmezí od 1200 nm do 1400 nm a uvedené servisní signály mají rychlost menší než 300 kilobitů za sekundu.

6. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačené tím, že první a druhá spojovací jednotka (10), připojené k vazebním členům (9, 15) na vstupní a výstupní straně optického zesilovače (8), jsou vzájemně spojeny elektronickým zesilovačem (11) pro zesilování elektrických servisních signálů.

7. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že optický zesilovač (8) má aktivní vlákno (12) dotované fluorescenční látkou a připojené k nejméně jednomu čerpacímu laseru (13, 13') světelné energie na třetí vlnové délce, odlišné od první předem určené vlnové délky, prostřednictvím dalšího optického vazebního členu (14, 14').

8. Optické vláknové přenosové vedení podle nároku 7, vyznačené tím, že uvedené aktivní vlákno (12) je připojeno kjednomu čerpacímu laseru (13) světelné energie na vstupní straně pomocí třetího optického vazebního členu (14) a na výstupní straně ke druhému čerpacímu laseru (13') světelné energie pomocí čtvrtého optického vazebního členu (14').

9. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 7a 8, vyznačené tím, že první čerpací laser (13) je spojen s první spojovací jednotkou a druhý čerpací laser (13') je spojen s druhou spojovací jednotkou (10') přes odpovídající řídicí vstup (13a, 13a') v odezvě na servisní signály.

10. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačené tím, že optické vazební členy (9) jsou dichroické vazební členy.

11. Optické vláknové přenosové vedení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačené tím, že optický vazební člen (15) je vazební člen se třemi vlnovými délkami, mající první port (16) připojený k přilehlé optické vláknové sekci (3), druhý port (19) připojený k odpovídajícímu čerpacímu laseru (13, 13') světelné energie, třetí port (17) připojený k uvedenému aktivnímu vláknu (12) a čtvrtý port (18) připojený k odpovídající spojovací jednotce (10, 10').
3 9 8

Obr. 3