CZ331195A3

CZ331195A3 - Multiplex telecommunication system with separation according to wavelength and being provided with optical fibers with shifted scatter

Info

Publication number: CZ331195A3
Application number: CZ953311A
Authority: CZ
Inventors: Fausto Meli; Giorgio Grasso
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1996-07-17
Also published as: ITMI942556A0; IT1271774B; FI956047A7; EP0717515B1; CA2165146A1; NZ280643A; KR960027595A; ITMI942556A1; EP0978960B1; CN1132970A; NO955095D0; AU4026995A; AU716484B2; NO955095L; DE69530164T2; HU215887B; JPH08237226A; HU9503484D0; EP0717515A1; DE69531511D1

Description

Oblast technikv / .Ξ i cn ^; ~ ,

Uvedený vynález se týká —multiplexního telekomunikačního <MV systému s dělením podle vlnové délky (wavelength-division multiplexing - dále jen VDM), opatřeného optickými vlákny s posunutým rozptylem, ve kterých jsou potlačeny zásluhou tak zvaného čtyřvlnového směšování (FVM) šumy.

Dosavadní stav technikv

Z nejnovějšího vývoje v oblasti telekomunikací je známo využití optických vláken pro zasílání optických signálů o předem určené frekvenci, přenášejících informace na velké vzdálenosti. Je rovněž známo, že světelný signál procházející optickým vláknem je během vzdálenosti zeslaben a je ho potřeba zesílit pomocí zesilovačů, umístěných v předem stanovených vzdálenostech podél linky.

Pro daný účel jsou běžně využívány optické zesilovače, které zesilují signál, zatímco ve zbývající optické formě chybí jejich určení a regenerace.

Uvedené optické zesilovače jsou založeny na vlastnostech fluorescenčních dopantů, jako je například erbium, které jsou schopny vyvolávat při dopadu světelné energie, vysokou emisi ve vlnovém pásmu, odpovídajícím pásmu minimálního utlumení světla v optických vláknech na bázi křemíku.

Optická vlákna, užívaná pro přenos, mají chromatický rozptyl díky kombinaci vlastností materiálu z kterého jsou zhotoveny a odlišují se průběhem indexu lomu, který se mění s vlnovou délkou přenášeného signálu a sám se blíží k nule v dané hodnotě vlnové délky.

Tento fenomén chromatického rozptylu v podstatě sestává z rořšíření trvání pulsů vytvářejících signál během přenosu ve vláknu. Rozšíření je zásluhou skutečnosti, že různé chromatické složky každého pulsu jsou charakterizovány jejich vlastní vlnovou délkou, přenášena ve vláknu různými rychlostmi.

V souladu s daným rozšířením, přechodné následné pulsy, které jsou dobře odlišítelné v emisi, se mohou částečně překrývat při příjmu, po jejich přenosu vláknem a mohou být na kratší vzdálenosti než separované hodnoty, způsobující chybu při příjmu.

Vlákna s tak zvaným krokovým indexem (Step Index SI) mají takové optické uspořádáni, že chromatický rozptyl se blíží k nule při hodnotě vlnové délky okolo 1 300 nm.·

Z tohoto důvodu mají SI vlákna s vlnovou délkou do 1 500 nm, užívaná pro telekomunikaci, důležitou hodnotu chromatického rozptylu schopnou uskutečňovat limitní rychlost přenosu, která je schopná zaslání vysokého počtu následných pulsů v předem určeném jednotném čase bez obsažení chyb na příjmu.

Rovněž j sou známa tak zvaná vlákna s posunutým rozptylem (DS) vlákna - vlákna u kterých je nulový bod chromatického rozptylu posunut, což jsou v podstatě vlákna jejichž optická struktura je jednoduše popsána jako přenesení nulového bodu chromatického rozptylu do hodnoty vlnové délky v rozsahu od 1 500 do 1 600 nm, schopné využití v telekomunikacích.

Vlákna tohoto typu jsou definována v ITU-T G.653, doporučeném v březnu 1993, ve kterém je chromatický rozptyl vlákna nominálně k nule při hodnotě vlnové délky 1550 nm, s tolerancí 50 nm vzhledem k této hodnotě.

Tato vlákno jsou k pod obchodním jménem a u Fibre Ottiche Sud jménem SM DS.

dostání například u Corning N.Y. (USA) SMF/DS (registrovaná ochranná známka) S.p.A., Battipaglia (IT) pod obchodním

Vlákna uvedených typů j sou rovněž popsána například v patentových spisech US 4,715,679, US 4,822,399, US 4,755,022.

Je rovněž známo, že podmínkou zaslání stále většího množství informací po stejné přenosové lince vede k nutnosti poslání více přenosových kanálů po stejné lince, pomocí tak zvaného VDM - procesu s dělením podle vlnové délky, podle kterého více kanálů obsahujících analogové nabo digitální signály jsou. zaslány najednou po lince tvořené jednoduchým optickým vláknem a uvedené kanály jsou rozděleny navzájem tak, že každému odpovídá vlastní vlnová délka v použitém přenosovém pásmu.

Toto technické řešení umožňuje přenos několika jednotek informaci během jednoho času. Uvedený počet informací bude přenášen pomocí několika kanálů, přičemž přenosová rychlost všech kanálů bude shodná.

Rovněž je zjištěno, že VDM přenos po uvedeném jednovidovém optickém vláknu s posunutým rozkladem dává rozsah intermodulačního fenoménu mezi kanály, známý jako čtyřvlnné míšení FVM.

Tento fenomén spočívá v tom, že v podstatě, tři stávající optické signály v optickém vláknu jsou doplněny o čtvrtý signál, který může ostatní obepínat, to jest redukovat výkon systému.

Tento fenomén je popsán například v Journal of Lightwave technology, Vol. 8, No. 9, září 1990, strany 1402 až 108, efekt je způsoben nelineárním třícestným fenoménem, který může být velmi silný během vysokého pole intenzity v jádru vlákna a vysokou interakcí světel mezi signály.

Podrobněji, tato publikace popisuje jednotlivá optická vlákna, zvětšená účinnost čtyř vln (to jest účinek šumu v systému) je redukován přítomností rozdílů mezi frekvencemi signálů, chromatickým rozptylem nebo přenosovou délkou pomocí fázového posuvu mezi signály.

V případě, že optické vlákno má nízko chromatický rozptyl vlákna (například výše popsané DS vlákno) a má malou účinnou plochu interakce mezi optickými frekvencemi (jednovidové vlákno), nelineární výsledek při vytváření čtyř vln může omezovat přenos, tím, že využívající výrobky mohou spadat do přijímacího pásma, dávajícího zdroj šumu.

Řešení, uvedené ve výše citované publikaci pro vytvoření VDM systému obsahuje domnělou vzdálenost mezi vlnovými délkami různých kanálů a výkonů signálů.

Z patentového spisu US 5,327,516 je známo optické vlákno pro VDM telekomunikační systémy, které mají absolutní hodnotu chromatického rozptylu 1550 nm obsahujícího rozsah mezi 1.5 a 4 ps/(nm.km) a strmost nižší křivky rozptylu 0.15 ps/(nm^.km) v části vlákna delší než 2,2 km, jak je jasně napsáno v textu (3. odstavec, řádky 1 až 5), tato řešení optického vlákna v podstatě představují malý stupeň lineárního rozptylu, který způsobuje fázový posun mezi optickými kanály, které vedou k výše popsaným nelineárním efektům.

Journal of lightwave technology, Vol. 10, No. 11, listopad 1992, strany 1553 až 1561 uvádějí existenci dalších podmínek, které způsobují čtyřvlnou generaci dávající maximum a udávají, že je vhodné když dvě ze tří optických vláken mají vlnovou délku symetrickou mezi sebou navzájem vzhledem k vlnové délce s nulovým rozptylem nebo když jedno optické vlákno má stejnou vlnovou délku jako vlnová délka přinášející nulový rozptyl.

Stejná publikace popisuje skutečnost, že pro rušení na lince vzniklé během výrobního procesu vlákna, hodnota vlnové délky přináší rozptyl k nule pohybující se podél délky vlákna, z experimentů provedených s různými luminiscenčními zdroji frekvence mezi fixní vlnovou délkou 1557,7 nm. Původce zjistil různou hodnotu špiček pro úsek vlákna dlouhý 2,5 km, vycházejícího z jediného prototypu. To znamená, že vlnová délka nulového chromatického rozptylu v každém testovaném vláknu byla různá i když vlákna měla spin ze stejného základu.

Rozdíl mezi detekcí nulového rozptylu frekvencí je řádově 100 GHz (odpovídá 0,8 nm vlnové délky), u 10 km dlouhých vláken je rychlá redukce s FVM účinkem v závisloszi na zvyšující se vzdáleností mezi frekvencemi kanálů.

V souladu s uvedenými výsledky, uvedaná publikace popisuje, že výroba jednotného vlákna je nutná tak, že je vlákno schopné pracovat v širokém rozsahu vlnových délek.

Journal of lighwave technology, Vol. 1, No. 10 říjen 1993, strany 1615 až 1621, popisuje způsob a vlákno schopné eliminovat šum z nelineárního přenosového systému pomocí takovéhoto přenosového vlákna s rychlostí rozptylu vláken v normální skupině (D<0) a popisuje krátký úsek vlákna s anomálním rozptylem (D>0) v dalším přinášející rozptyl k nule opět po celé délce mezi dvěma regenerativními zesilovači. Tato publikace se týká případu FVM fenoménu mezi optickým kanálem a zesilovačem, vyvolávajícím emise v jednoduchém kanálu a v systému na velmi dlouhou vzdálenost.

Podstata vynálezu

Z tohoto hlediska se současný vynález týká optického telekomunikačního systému, obsahujícího:

minimálně dva zdroje optických signálů, modulovaných na různých vlnových délkách, sevřených v předem určeném přenosovém frekvenčním pásmu, při předem určené přenosové rychlosti;

prostředky pro multiplexing daných signálů ke vstupu do jednoho optického vlákna;

linku z optického vlákna, připojenou na jednom konci k danému multiplexu;

prostředky pro příjem daných signálů, obsahující optické prostředky pro demultiplexing signálů, které jsou samy závislé na příslušné vlnové délce;

kde, dané signály mají optický výkon hodnoty větší, než je předem určená hodnota v minimálně jedné části dané linky z optického vlákna. Linka obsahuje optické vlákno, které má chromatickou rozptylovou hodnotu nižší, než je předem určená hodnota v daném přenosovém frekvenčním pásmu, vyznačující se tím, že dané optické vlákno má vzrůstající chromatický rozptyl se vzrůstající vlnovou délkou a vykazuje nulovou hodnotu při vlnové délce nižší, než minimum u vlnové délky daného pásma a to u takového množství, které je včleněno, nikoli však místní nulovou hodnotu chromatického rozptylu, přítomnou ve vlákně a schopnou generování jevu čtyřvlnného směšování, v daném pásmu.

Zejména pak daná hodnota vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl k nule, je nižší při minimálně 10 nm než minimum vlnové délky daného přenosového·pásma.

Přednostně pak daná hodnota vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl k nule, je nižší nebo rovna 1520 nm a přednostněji je umístěna mezi 1500 a 1520 nm.

S výhodou je hodnota chromatického rozptylu v daném vlákně nižší než 3 ps/(nm.km) v předem určeném přenosovém pásmu.

S výhodou pak předem daná určená hodnota optického výkonu daného vlákna minimálně v jedné části dané linky není nižší než 3 mV na kanál.

Ve výhodném provedení, systém podle vynálezu obsahuje minimálně jeden optický zesilovač, vsazený -do rámce optické linky. Daný optický zesilovač má s výhodou pásmo zesílení signálu obsahující dané, předem určené vlnové pásmo a lépe pak pásmo zesílení signálu, které je umístěno mezi 1530 a 1570 nm.

Ve výhodném provedení řešení, systém obsahuje alespoň čtyři optické zesilovače.

Z dalšího hlediska se uvedený vynález týká optického vlákna pro přenos minimálně dvou optických signálů v předem určeném přenosovém frekvenčním pásmu, vyznačující se tím, že má chromatický rozptyl, měřený na délce minimálně 10 km, který dosahuje nuly pro hodnotu u vlnové délky, umístěné v předem určeném intervalu, z něhož maximální hodnota je nižší, než minimum u vlnové délky daného pásma při takovém množství, které je v podstatě umístěno v daném pásmu, nejedná se však o místní hodnotu u vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl přítomný ve vlákně k nule, schopná generování intermodulačních špiček daných signálů.

Zejména každá z dané vlnové délky s nulovou hodnotou místního chromatického rozptylu se liší o méně než 10 nm od vlnové délky s nulovou hodnotou celkového chromatického rozptylu ve vlákně.

Zejména optické vlákno podle tohoto vynálezu má chromatický rozptyl menši než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a nabývá nuly při minimálně 10 nm pro hodnoty nižší, než je minimum u hodnoty vlnové délky daného pásma.

Z jiného hlediska se optické vlákno podle vynálezu vyznačuje tím, že celková délka vlákna, větší než 100 km, má chromatický rozptyl takové hodnoty, že intermodulační špičky nejsou generovány ani v přítomnosti minimálně dvou optických signálů přes několik kanálů o různých vlnových délkách, majících výkon alespoň 3 mV na kanál a napájených u konce vlákna a jejich intenzita způsobuje poměr signál/šum (S/N) nižší než 20.

Z dalšího hlediska se uvedený vynález týká řešení způsobu pro přenos optických signálů při předem určené přenosové rychlosti, obsahujícího následující kroky:

generováni minimálně dvou modulovaných optických signálů o předem určených vlnových délkách, zahrnutých v předem určeném přenosovém pásmu daných vlnových délek a při daných vlnových délkách, rozdílných jedna od druhé minimálně o 2 nm, přivádění daných signálů do jednovidového optického vlákna, které má chromatický rozptyl nižší než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a které má nulový bod chromatického rozptylu v předem určené vlnové délce, zesílení daného optického signálu minimálně jedenkrát pomocí minimálně jednoho aktivního zesilovače optického vlákná, přenos daných signálů na vzdálenost minimálně 50 km, příjem daných signálů prostřednictvím demultiplexujícího přij ímače, kde, výkon daných signálů v minimálně jedné části daného vlákna je vyšší, než hodnota schopná způsobit šum z důvodů čtyřvlného směšování mezi kanály, vyznačující se tím, že minimální hodnota vlnové délky přenosového pásma je vyšší u daného množství, než hodnota u vlnové délky, přivádějící chromatický rozptyl k nule. Toto uvedené množství má takovou hodnotu, že nikoli v účinné části optického vlákna hodnota chromatického rozptylu v daném pásmu dosahuje nuly.

Přednostně, dané minimum vlnové délky daného přenosového pásma je vyšší, než nulová hodnota chromatického rozptylu minimálně o lOnm.

Přednostněji, daná hodnota u vlnové délky, přivádějící chromatický rozptyl k nule, je obsažena mezi 1500 a 1520 nm.

S výhodou, předem daná přenosová rychlost je vyšší nebo rovna 2.5 Gbit/s.

Výhodněji, hodnota výkonu daných signálů daného optického vlákna, která je schopná způsobit šum jako výsledek čtyřvinného směšování mezi kanály, je minimálně 3 mV na kanál.

Podle dalšího hlediska se uvedený vynález týká optického vlákna pro přenos optických signálů, citlivých na nelineární jevy v předem určeném pásmu vlnových délek, vyznačující se tím, že má chromatický rozptyl nižší, než předem definovaná hodnota v daném pásmu. Hodnota nabývá nuly při hodnotách u vlnových délek, obsažených v předem definovaném intervalu, jehož maximální hodnota je nižší než minimum u vlnové délky daného pásma. To u takového množství, které je podstatné, nikoli u místní hodnoty vlnové délky, přivádějící místní chromatický rozptyl k nule, přítomná v části vlákna délkou, schopnou generování spektrální modifikace daných signálů, včleněného do daného pásma.

Výhodněj i, každá z daných vlnových délek s nulovými hodnotami místního chromatického rozptylu se liší minimálně o 10 nm od vlnové délky s nulovou hodnotou z celkové hodnoty chromatického rozptylu ve vlákně.

Zejména má optické vlákno chromatický rozptyl menší než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a nabývá nuly při minimálně 10 nm pro hodnoty nižší, než je minimum u hodnoty vlnové délky daného pásma, přednostně je definovaná vlnová délka pásma v rozsahu od 1530 do 1560 nm.

Přehled obrázků na výkresech

Podrobnější detaily budou popsány dále pomocí přiložených výkresů, kde

Na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení experimentálního přenosového zařízení,

Na obr. 2 jsou znázorněny křivky měřené bitové chybovosti

BER měřené pro různé S/N hodnoty závislé na výkonu příjmu při přenosových testech se zařízením podle obr. 1,

Na obr. 3 je znázorněno spektrum zjištěné u testu s čtyřkanálovým přenosem, pomocí zařízení z obr. 1 a komerčního DS vlákna (výběr číslice při automatické volbě),

Obr. 4 znázorňuje schéma zapojení testovacího zařízení pro pozorování účinků FVM (čtyřvlnné míšení) v jednom vláknu,

Obr. 6 znázorňuje diagram popisující účinnost FVM na komerčním, 5 km dlouhém DS vláknu,

Obr. 7 znázorňuje diagram popisující účinnost FVM na komerčním, 60 km dlouhém DS vláknu,

Obr. 8 znázorňuje diagram popisující účinnost FVM na odlišném od komerčního, 60 km dlouhém DS vláknu.

Obr. 9 znázorňuje diagram simulované účinnosti FVM pro vlákno znázorněné na obr. 8,

Obr. 10 znázorňuje vypočítaný diagram maximálně přípustných výkonů na jeden kanál v osmikanálovém zesíleném přenosovém systému se 100 km úseky, užívající vlákna typu DS mající místní hodnoty rozložené podél různých ploch spektra,

Obr. 11 znázorňuje zjištěné spektrum využívající zařízení z obr. 1 a optické vlákno podle tohoto vynálezu,

Obr. 12 znázorňuje profil Indexu lomu optického vlákna se spektrem znázorněným na obr. 11,

Obr. 13 znázorňuje rozptylovou křivku optického vlákna se spektrem z obr. 11,

Obr. 14 zobrazuje příkladné provedení optického přenosového systému podle vynálezu,

Obr. 15 zobrazuje příkladné provedení harmonizované jednotky přizpůsobené k systému z obr. 14,

Obr. 16 znázorňuje schéma zapojení linkového zesilovače.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Experimentální zařízení pro popsání, účinku čtyřvlnového míšení (FVM) v přenosovém systému se zesílením a pro zhodnocení výsledků účinků šumu při přenosu je znázorněno na obr. 1.

Toto zařízení obsahuje laser 1 s vnější modulací, mající pevnou vlnovou délku 1557 nm, dva lasery 2, 3. s proměnnou vlnovou délkou v rozsahu od 1530 do 1560 nm a laser 4 s vnější modulací s pevnou vlnovou délkou 1550 nm, v Příkladu 1 je laser 4 neaktivní.

Lasery 1, 4 sestávají z přizpůsobených zařízení dostupných u přihlašovatele pod obchodním jménem TXT-EM, systém T31.

Lasery 2, 3 sestávají z vnějšího rezonátorového laseru (ECL), model TSL-80, vyrobeného firmou SANTEC, Micon Valley Thkadai, Kamisue, Komaki, Aichi 485 (JP) a model HP81678A vyrobený HEWLETT PACKARED COMPANY, Rockwell, MD (USA), každý samostatně.

Signály generované lasery i, 3 proměnné vlnové délky jsou posílány do polarizačních regulátorů 5. a útlumových článků 6. pro vyrovnání kanálů.

Polarizační regulátory 5 sestávají každý ze dvou prvků, tvořených cívkami optického vlákna typu SM s průměrem přibližně 20 až 40 mm, zavěšených na osách k maximalizaci polarizačního vyrovnání různých kanálů.

Tři generované nosné vlny jsou poslány do vstupů pasivních optických kombinačních obvodů 1x4 7, kterými jsou signály smíšeny do jednoho výstupního optického vlákna.

Použitý kombinační obvod byl kombinační obvod s roztaveným vláknem, model 1x4 SMTC-0104-1550-A-H obchodně využívaný firmou E-TEK DYNAMICS INC., 1885 Lundy Ave, San Jose, CA (USA).

Signály byly zaslány do boosteru 8 a z boosteru 8. do optické linky tvořené čtyřvlákennými optickými úseky vlákna 9, z nichž každý je dlouhý 60 km a má podél sebe rozmístěny tři linkové optické zesilovače 10.

Předzesilovač 11 byl připojen ke konci posledního úseku propojen přes Fabry-Perotův

SDH 2,5 Gb/s) vyráběný se chybovostí (BER) a/nebo optického vlákna.

Výstup předzesilovače 11 byl filtr 12 k ukončení 13 (Philips zařízením 14 s měřenou bitovou k analyzátoru 15 optického spektra, monochromatického typu, model MS9030A/MS9701B vyráběný firmou ANRITSU Corporation, 5-10-27 Minato-ku, Tokyo (JP).

Celkové výkony zasílané z linkových zesilovačů do jednotlivých úseků optického vlákna byly okolo 13 dBm, odpovídající délky vláken byly okolo 23 dB (část zeslabení byla získány v útlumových prvcích 16.) ·

Booster 8. byl TPA/E-MV model vyráběný, přihlašovatelem.

Linkové zesilovače 10 byly OLA/E-MV modely, vyráběně přihlašovatelem. Podrobnější popis linkových zesilovačů je uveden dále.

Předzesilovač 11 byl RPA/E-MV model, získaný u přihlašovatele.

Optická vlákna 9 použitá v Příkladu 1 byla optická vlákna SM-DS s posunutým rozptylem, vyráběná FOS, s následujícími nominálními znaky:

- vlnová délka pro dosaženi chromatického rozptylu v nule

- chromatický rozptyl v 1550 nm

- strmost křivky chromatického rozptylu

- průměr módu

- mezní vlnová délka (LP11 mezní) k o = 1540 nm Dc = lps/(nm.km)

Dc’= 0,11 ps/(nm^.km) MFD = 8,1 pm kc = 1230 nm

Jednotný chromatický rozptyl vlákna byl měřen s ohledem na techniku fázového posunu podle doporučení ITU-T G.650 z března 1993 (použitá délka vlákna k měření byla 1 až 2 km).

Při první manipulaci s lasery 2, 3 s proměnnou vlnovou délkou a po zj ištění přij ímacího spektra byl nalezen uvažovaný FVM výsledek, když jeden z vnějších rezonátorových laserů 2 byl nastaven na 1554 nm, přičemž druhý laser 3 byl udržován na 1548 nm.

Poté byl vnější rezonátorový laser 2 udržován na výše uvedené vlnové délce a další vnější rezonátorový laser byl přesunut na 1550.37 nm, aby FVM intermodulační výsledek mohl být fixován na vlnové délce 1557 nm laseru 1 s vnější modulaci. Takto získané spektrum je zobrazeno na obr. 5.

Za výše uvedených podmínek byl pak laser i zapnut a připojen k zakončení 13 linky na 2.5 Gb/s. Takto vznikl případ úplného překrytí mezi signálem a FVM intermodulačnlm výsledkem s cílem měření množství šumu, generovaného jím samým.

Přes filtr 12 úrovně BER byly, z důvodů kontroly negativního působení, měřeny přeslechy s různými hodnotami poměru signál /šum (N/S), získanými při změnách hodnot výkonu vstupního signálu, uskutečněnými poměrovým útlumovým členem 6.. Získané výsledky jsou uvedeny na obr. 2, znázorňujícím křivky 17, 18., 39 BER, zjištěné za podmínek, při kterých poměr S/N nabýval hodnot: 14,7 dB, 13,3 dB a 11 dB, popřípadě, kde byla zjištěna křivka 20 při nepřítomnosti FVM, jak je to popsáno v následujícím Příkladu 8.

Jak lze pozorovat z obr. 2, při poměru S/N = 14,7 dB a při BER 10^-9, dává přítomnost FVM špiček původ k negativnímu působení až okolo 0,8 dB a to v případě nepřítomnosti FVM.

Přeslechy mezi křivkami s poměrem S/N = 14,7 dB a S/N = 13,3 dB jsou posuzovány v tom smyslu, že jsou přiměřené FVM kolísáním v důsledku změn stavu polarizace signálů během měření.

Dvě nosné na 2.5 Gb/s, generující FVM, by rovněž nesly SHD rámec na 2.5 Gb/s a bylo by možné očekávat i větší negativní působení.

Příklad 2

Bylo použito a znázorněné na obr. užití popsaných tří laserem 4 při 1550 znázorněné na obr. 3.

experimentální zařízení popsané výše 1. Test přenosu byl rovněž proveden při nosičů, kde byl čtvrtý nosič generován nm a bylo zjištěno přijímané spektrum,

V tomto případě můžeme za prvé vidět, že spektrum obsahuje několik špiček v načtených signálech během činnosti FVM způsobující kombinaci případů ve kterých je jeden nosič na o dva nosiče symetrické k ko, dva nosiče mající uzavřené frekvence

Příklad 3

Z důvodů přezkoumání vlivů FVM účinků na vlákna užitá pro přenos, byla připravena zjednodušená pokusná aparatura, jak je vidět z obr. 4, sestávající z vnějšího rezonátoroveho laseru i určeného ke generování fixní vlnové délky optického nosiče a vnějšího rezonátorového laseru 2 ke generování proměnné vlnové délky optického nosiče. Výstupní vlákna z obou laserů byla napojena k optickému vazebnímu členu 21. Ve výstupu laseru 2 byl umístěn polarizační regulátor 5. a útlumový člen 6. pro vyrovnávání optického výkonu mezi oběma kanály.

Ve výstupu optického vazebního členu 21 byl booster 22. připojený na jeden konec optického přenosového . vlákna 23, které končilo na vstupu spektrálního analyzátoru 15.

Optickým vazebním členem 21 byl sdružovací vláknový vazební člen, model 1x2, vyráběný výše uvedenou firmou E-TEK.

Booster 22 byl modelem AMPLIPHOS, (registrovaná ochranná známka), vyráběným a prodávaným přihlašovatelem. Měl saturační výkon +15 dB.

Laser i a laser 2 byly tytéž ECL lasery z Příkladu 1, již popsané a vyráběné firmou SANTEC a případně firmou Hewlett

Packard. Vlnová délka laseru 1 byla fixní k = 1556.54 nm.

Spektrální analyzátor 15 byl již popsán jako monochromator ANRITSU.

Optické vlákno užité při testu bylo typu SM-DS FOS vlákno a bylo 5 km dlouhé.

Vlnová délka, generovaná laserem 2, se nucené měnila po krocích 0,1 nm. Graf, znázorněný na obr. 6, byl získán za pomoci spektrálního analyzátoru 15.. Ukazuje standartizovanou účinnosti E ~ PFVM/PFVM^max P^ro g^enerování špičky f221 z FVM s fixní vlnovou délkou prvního kanálu a při měnící · se vlnové délce druhého kanálu.

Zvláště v rozsahu, sevřeném mezi 1544 a 1547 nm, byla kupříkladu zjištěna dvě maxima účinnosti. Maxima byla posuzována v tom smyslu, že jsou případně přiměřená přítomnosti dvou různých hodnot To ve vlákně, to jest 1544.85 a 1545.55 nm.

Příklad 4

Byl proveden další příklad u něhož byl použit stejný postup jako v Příkladu 3 ale s užitím 60 km dlouhého vlákna.

Jak je vidět z obr. 7, byl každý naměřený výsledek výkonu p z f221 FVM špičky na vlákně, majícím délku L, = 60 km, získán pomocí 1545.2 nm laseru s fixní vlnovou délkou a pomocí laseru s proměnnou vlnovou délkou, měnící se krokově po 0,1 nm v rozsahu obsaženém mezi 1550 a 1557 nm.

Měřený výkon je standartizován v optických nosičích o 1 mV výkonu na vstupu, podle následujícího vztahu

PFVN

PFVM (standart) = -----------pin-£ . pin2^ kde, pin₁ . pin₂ jsou hodnoty výkonu na vstupu optických nosičů.

Z grafu je zejména vidět existence několika špiček účinku FVM, které jsou dány různými hodnotami 1 o rozmístěnými místně podél vlákna.

Příklad 5

Stejné uspořádání jako v Příkladu 4 bylo použito pro další příklad s použitím ECL laseru majícímu fixní vlnovou délku 1525 nm a ECL laseru s variabilní vlnovou délkou, spojenými s komerčním DS vláknem vyráběným FOS, s následujícími znaky:

- vlnová délka (nominální) pro dosažení chromatického rozptylu v nule

- chromatický rozptyl v 1550 nm

- strmost křivky chromatického rozptylu

- délka

I o = 1525 nm Dc = 3ps/(nm.km)

Dc’= 0,12 ps/(nm^.km) L = 60 km

Obr. 8 znázorňuje výkon Pp\/M ^VM špiček, standart i zovaných při pin = 1 mV, v pásmu umístěném mezi 1527 až 1539 nm.

Tento příklad ukazuje, že vlákno má špičky FVM účinnosti odpovídající přítomnosti několika hodnot 'λ o rozmístěných v pásmu 1527 až 1539, zároveň je nominální \ o v odlišné (1525 nm) vlnové délce.

Příklad 6

Simulační test, založený na numerické hodnotě, popsané

10, No. 11, listopad simulováním optického jednomu z měření v JOURNAL OF LIGHTVAVE TECHNOLOGY, Vol.

1992, strany 1553 až 1561, byl proveden přenosového vlákna. Byl podobný z předcházejícího pokusů a formovaný na 30 úsecích, přičemž každý z nich měl hodnotu *k o náhodně rozdělenu mezi 1527 a 1539 nm (stejné pásmo jako to, ve kterém byly experimentálně pozorovány FVM špičky, přisuzované lokální 'ko.

Vypočítaná data vlákna byly následující:

- útlum

- index lomu skla

- průměr vidu

- nelineární susceptibilita = 0,28 dB/km n = 1,45

MFD = 8 pm třetího pořadí - strmost křivky c_lin = 4,26 . 10

chromatického rozptylu - délka

Dc’ = 0,12 ps/(nm^ . km) L = 60 km

Vypočítaný standartizovaný výkon p_FVI1 ^FVM špiček různých vlnových délek znázorněn na obr. 9 .

Ze srovnání profilů špiček FVM na obr. 8 a obr. 9, je vidět podobnost umístění kvality špiček, zjištěných experimentálně s jedním optickým vláknem komerčního typu.

Takovéto výsledky vnucují myšlenku, že rozdělení typů, předpokládaných při simulaci, dává výsledky docela podobné těm, které jsou zjišťovány pokusně na reálném vlákně a ve zkoumaném vlnovém pásmu.

Příklad 7

S využitím téhož algoritmu, jak již byl uveden výše, byla provedena simulace zesilované optické linky. Sestávala z N částí optického DS vlákna, které mělo délku 100 km a. bylo simulováno, jak je zřejmé z Příkladu 6, i s poměrovými zesilovači, vsunutými s cílem kompenzovat útlum v systému, obsahujícím 8 kanálů, prostorově oddělených jeden od druhého o stejnou vzdálenost, mezi 1530 a 1545 nm.

Křivky, uvedené na obr. 10, představují maximum přenositelného výkonu p pro každý kanál s S/N větším nebo rovným 20, závisejícím na počtu N částí optického vlákna a odpovídajících zesilovačích.

Křivky 24, 25, 26, 27 odpovídají případně i simulaci vlákna, které má hodnotu o vlnové délky umístěnu mezi 1527 až 1537 nm, 1520 až 1530 nm, 1516 až 1526 nm a 1512 až 1522 nm.

Jak lze vysledovat z obrázku, není možné s vláknem, které má 1 o v rozsahu mezi 1527 a 1537 nm, vždy po jednom nebo dvou úsecích daného vlákna pozorovat potřebnou úroveň S/N bez maxima výkonu, který jde pod 2 až 3 mV na kanál. Také u vlákna, které má hodnoty o v rozsahu mezi 1520 až 1530 nm se ukazuje, že není možné vyrobit více než čtyři úseky DS vlákna z nichž je každý dlouhý 100 km a je opatřen poměrovými zesilovači, bez maximálního přenositelného výkonu, který by šel pod 5 mV na kanál.

Je však potřebné poznamenat, že přítomnost šumu za přítomnosti spontálního vysílání (ASE) v zesilovaných optických linkách na druhé straně si vynucuje, hladina musí být udržována dostatečně neovlivnila poměr S/N. Tento požadavek se že přenášená výkonová vysoká, aby negativně zvyšuje se zvyšujícím se počtem přítomných zesilovačů. Pro první přiblížení pak pro systém, který má 6 zesilovačů a 100 km dlouhý úsek vlákna, jsou požadovány minimálně 3 až 6 mV na kanál, aby se negativně neovlivnila přiměřenost k ASE 8 (při 2.5 Gb/s).

Přiklad 8

Další test byl provedn s použitím experimentálního zařízeni, znázorněného na obr. 1, kde bylo komerční DS vlákno z Příkladu 1 nahrazeno DS vláknem s následuj ícími vlastnostmi:

- vlnová délka (nominální) pro dosažení chromatického rozptylu v nule

- rozloženi po 3s

- chromatický rozptyl mezi 1530 až 1560 nm

- strmost křivky chromatického rozptylu (při 1550 nm)

- účinná plocha

Ί o = 1520 nm = —10 nm

Dc = 0,7-3 ps/(nm.km)

Dc’= 0,11 ps/(nm^.km) A_eff =50-60 pm^

Spektrum získané za výše uvedených podmínek je znázorněno na obr. 11, kde křivka BER měřená za uvedených podmínek, je křivka z obr. 2.

Jak je vidět z obr. 11, objeví se nedůležité FVM špičky a křivka na obr. 2 zobrazuje, že s BER 10 lze akceptovat přijímaný výkon okolo -33.3 dBm. Tento výkon je značně nižší než ten, který je potřeba pro tutéž BER úroveň se známými vlákny.

Na základě provedených příkladů a pokusů, jsou šumové jevy v optických vláknech DS typu, techniky, při směšování mezi zjištěných výsledků za fakta, že délky, přivádějící chromatický vlnová délka není konstantní i když drát totéž dokáže. Daná známých z dosavadního stavu kanály považovány ve smyslu daná vlákna maj i hodnotu vlnové rozptyl k nule, přičemž tato v celé- délce optického vlákna, hodnota vlnové délky je naproti tomu podrobena místním úchylkám v daleko větším množství, než stojí v literatuře. Tyto úchylky existují v takovém množství, že v některých úsecích vlákna místní hodnota o u vlnové délky klesá uvnitř pracovního pásma daných zesilovačů dotovaných erbiem tak, že přenosové kanály jsou přivedeny k interakci jednoho s druhým a vytvářejí vlastní původní pozorovaný směšovací jev.

Podle jednoho hlediska uváděného vynálezu je tedy možné vyrobit optické vlákno, které má posuvný nulový bod chromatického rozptylu, které je přizpůsobeno tak, aby odstranilo jevy nelinearity způsobené FVM a zvláště pak způsobené nelineárnostmi průměrného indexu lomu vlákna ve spojení se signály o velkém výkonu a vysoké rychlosti.

Vlákno podle vynálezu vlastnostmi:

je zejména vlákno s následujícími

- vlnová délka (nominální)

- rozloženi po 3s

- chromatický rozptyl mezi 1530 až 1560 nm

- strmost křivky chromatického rozptylu (při 1550 nm)

- účinná plocha o = 1520 nm = i 10 nm

Dc = 0,7-3 ps/(nm.km)

Dc’= 0,06-0,08 ps/(nm^.km) A_eff = 50 - 60

Na obr. 12 a obr. 13 je znázorněna křivka profilu indexu lomu a křivka chromatického rozptylu optického vlákna z Příkladu 8.

Disperzní křivka je v podstatě lineární v intervalu mezi 1200 až 1700 nm.

Profilem indexu lomu je typ segmentované jádro.

Totožné výsledky jsou posuzovány rovněž s vlákny o různých profilech, získaných následujícími různými technikami, velmi dobře známými z dosavadního stavu techniky, jako jsou OVD, MCVD, VAD. To za předpokladu, že vlnová délka, přivádějící chromatický rozptyl k nule, je vybrána ze stálých rozsahů.

Podle dalšího hlediska vynálezu je možné vyrobit přenosovou linku z optického vlákna pro VDM přenos dat vysokých výkonů a rychlostí, ve které je generování FVM jevu přiměřené nelinearitě indexu lomu použitého optického vlákna. Při velkých vzdálenostech budou zařazeny poměrové zesilovače, i když jsou použita optická vlákna DS typu, to jest vlákna, která mají chromatický rozptyl nižší než 3 ps/(nm.km) a tím jsou schopna odstranit a omezit dočasně se šířící jevy při přenášení pulzů.

Výhodné provedení multikanálového VDS telekomunikačního systému podle vynálezu je nejlépe vidět na přiložených obr. 14 až

16. Poskytuje několik zdrojů původních optických signálů, čtyři jsou například uvedeny 28a. 28b. 28c. 28d. Každý z daných signálů, pojmenovaných externími signály, je vybaven svými vlastními přenosovými rysy, jako vlnová délka, typ modulace, výkon. Signály, generované z těchto zdrojů, jsou napojeny na přenosovou stanici 29. Každý z nich je vyslán k příslušnému spojovacímu modulu 30a. 30b. 30c. 30d. přizpůsobenému k příjmu externích původních optických signálů, jejich zjištění a regenerování a k dodání nových vlastností, přizpůsobených přenosovému systému.

Dané spojovací moduly zejména generují optické pracovní signály vlnových délek λ 1, 2, /3, 4, obsažené v užitečném pracovním pásmu zesilovačů, postupně návazně rozmístěných v systému.

V patentu US 5,267,073 téhož přihlašovatele, popis kterého je začleněn v odkazech, jsou popsány spojovací moduly, které zvláště obsahují přenosový adapter, přizpůsobený ke konvertování optických vstupních signálů na formát, vhodný pro optickou přenosovou linku a příjmový adapter, přizpůsobený ke konvertování přenášeného signálu na formát, vhodný pro přijímací jednotku.

Pro užití v systému podle tohoto vynálezu obsahuje přenosový adapter s výhodou jako laser generující výstupní signál, laser typu s vnější modulací.

Diagram přenosové spojovacího modulu, typu, přizpůsobeného pro užití v daném vynálezu, je vidět na obr. 15, kde z důvodů zřejmosti jsou představena optická propojení nepřerušovanou čarou a elektrická propojení jsou představena přerušovanou čarou.

Optický signál z jednoho ze zdrojů 28a. 28b. 28c. 28d. zdroj 28a je například znázorněn, je přijímán fotodetektorem (fotodiodou) 31, vysílající elektrický signál, který je napojen na elektronický zesilovač 32.

Výstupní elektrický signál ze zesilovače 32 je veden do pilotního obvodu 33 modulovaného laserového, vysílače, obecně označeného 34 a přizpůsobeného ke generování optického signálu vybrané vlnové délky, obsahující informaci o příchozím signálu.

Obvod 35 pro příjem obslužného kanálu je dále vhodně připojen k pilotnímu obvodu 33. Modulovaný laserový vysílač 35 obsahuje laser 36 a externí modulátor 37., například Mach-Zenderova typu, pilotovaný signálem, vycházejícím z obvodu 33. Obvod 38 řídí délku vysílané vlny laseru 36., který udržuje konstantní délku vlny na předem zvolené hodnotě a kompenzuje možné vnější poruchy jako jsou teplota a podobně.

Spojovací moduly typu, určeného pro příjem, jsou popsány ve výše uvedeném patentu a dány na trh přihlašovatem pod obchodním názvem TXT/E-EM.

Dané optické pracovní signály jsou tedy napojeny k signálovému sdružovači 39, přizpůsobenému k současnému vysílání pracovních signálů na vlnových délkách λ 1, T 2, 7-3, 7.4, přes jedno optické výstupní vlákno 40.

Všeobecně je signálový sdružovač 39 pasivní optické zařízení, u kterého optické signály, přenášené na příslušná optická vlákna, jsou sdruženy do jednoho vlákna. Zařízení tohoto typu sestávaj i například ze sdružovacích vláknových členů planární optiky, mikrooptických zařízení a podobně.

Příkladem vhodného sdružovače může být sdružovač 1X4 SMTC-0104-1550-A-H dodávaný na trh společností E-TEX DYNAMIC INC., 1885 Lundy Ave, SAN Jose, CA (USA).

Prostřednictvím vlákna 40 jsou dané pracovní signály, odkazované v následujícím textu jako SI, S2, S3, S4, poslány do boosteru 41, který zvyšuje hladinu daných signálů až na hodnotu, dostatečnou k tomu, aby byly schopny pohybu přes následnou část optického vlákna, než dosáhnou dalších zesilovacích prostředků, přičemž si musí udržovat i na konci odpovídající části vlákna dostatečnou výkonovou hladina k zajištění požadované přenosové kvality.

Proto je první část 42a optického vlákna připojena k zesilovači 41 a obvykle obsahuje jednovidové optické vlákno krokového typu, vsazené ve vhodném optickém kabelu, který je dlouhý několik desítek nebo stovek km, například 100 km.

Na konci dané první části 42a optické linky je první linkový zesilovač 43a. přizpůsobený k příjmu signálů, utlumeného po cestě vláknem a k jejich zesílení až na hladinu, dostatečnou k tomu, aby se byl schopen napojit na druhý úsek 42b optického vlákna, stejných vlastností, jako měla předchozí část vlákna.

Následující linkové zesilovače 43b. 43c. 43d a příslušné úseky 42c. 42d. 42e optických vláken, pak kryjí potřebnou, celkovou přenosovou vzdálenost, . dokud nedosáhnou přijímací stanice 44. Ta obsahuje předzesilovač 45, přizpůsobený k příjmu signálů a k jejich zesílení z důvodů kompenzace ztrát přiměřených pro zpracování následujícím demultiplexním zařízením, to jest dokud hladina výkonu nebude přizpůsobená citlivosti následujících přijímacích zařízení.

Z předzesilovače 45 jsou signály odeslány do demultiplexoru 46. prostřednictvím kterého jsou od sebe odděleny v závislosti na odpovídajících vlnových délkách. Potom jsou signály, každý jednotlivě, odeslány ke svým spojovacím, modulům 47a, 47b. 47c. 47d přizpůsobeným k příjmu optických signálů, které mají vhodné charakteristiky pro následující přenosový systém, k jejich obnově na původní optické charakteristiky nebo jiné charakteristiky, ve všech případech přizpůsobené k příslušným přijímacím zařízením 48a. 48b. 48c. 48d.

Demultiplexor 46 je zařízení, přizpůsobené k roztřídění signálu mezi několik výstupních vláken. Optické signály, napojené na vstupní vlákno, demultiplexor jednotlivě odděluje v závislosti na jejich příslušné vlnové délce. Může obsahovat roztřiďovací vláknový dělič, který rozdělí vstupní signál na signály do několika výstupních vláken, obzvláště často se vyskytují čtyři. Každý z daných signálů je napojen na příslušný pásmový filtr, orientovaný na každou z požadovaných vlnových délek.

Například součástka, identická s již popsaným sdružovačem 39 signálu, může být použita tatáž i pro roztřídění signálu, pouze nanontovaná v opačném uspořádání, spojeném s příslušnými pásmovými filtry.

Pásmové filtry stabilního typu jsou například k dispozici v modelu FF-100 od firmy MICRON-OPTIC, INC., 2801 Buford Hwy, Suitě 140, Atlanta, Georgia, (US).

Popsané uspořádání dává zvláště uspokoj ivé výsledky pro přenosy přes vzdálenosti řádově 500 km při vysoké přenosové rychlosti, například 2.5 Gbit/s (této rychlosti dosahuje při čtyřech multiplexních vlnových délkách a přenosové kapacitě odpovídající 10 Gbit/s v jedné vlnové délce) a při použití čtyř linkových zesilovačů, jednoho boosteru a jednoho předzesilovače.

Nakonec uvedeného popisu a pro další užití, je booster 41 například zesilovač optického vlákna, komerčního typu s následujícími vlastnostmi:

- vstupní výkon -5 až +2 dBm

- výstupní výkon 13 dBm

- pracovní vlnová délka 1530 - 1560 nm

Booster je zbaven vroubkových filtrů.

Vhodným modelem je TPA/E-12 dodávaný na trh přihlašovatelem.

Daný zesilovač užívá aktivní optické vlákno dopované erbiem typu AL/GE/Er.

Boosterem je myšlen zesilovač, pracující v nasyceném stavu. Jeho výstupní výkon je závislý na čerpání výkonu, jak je podrobně popsáno v evropském patentu číslo EP 439,867, zde začleněném v dosavadním stavu techniky.

Na konec daného vynálezu a pro využití výše uvedeného, je předzesilovačem myšlen zesilovač, umístěný na nejzazším konci linky, schopný zvyšování signálu, napojeného na přijímač na hodnotu vhodně vyšší, než je práh citlivosti přijímače samotného (například od -26 k -11 dBm na přijímačovém vstupním konektoru), přičemž ve stejném čase zvyšuje minimum možného šumu a udržuje signálovou rovnováhu.

Například, pro vytvoření předzesilovače 45, lze upotřebit linkový zesilovač, využívající totéž aktivní vlákno jako zesilovače 43a až 43c. popsané v následujícím textu, nebo lze rovněž k daným účelům zesilovač urychleně navrhnout podle eventuálních specifických požadavků.

Vhodným modelem je zařízení RPA/E-VM, dodávané na trh přihlašovatelem.

Uspořádání výše vhodné k napájení popsaného přenosového systému je velmi o požadovaných výkonech, zvláště pro multikanálový VMD přenos při výskytu zvláštní volby vlastností linkových zesilovačů, které jsou částí systému, obzvláště pokud se týče schopnosti přenosu zvolených vlnových délek, aniž by některá z nich byla negativně ovlivněna s ohledem na jiné vlnové délky.

Jednotné chování všech kanálů lze zvláště zajistit v pásmu vlnových délek, umístěných mezi 1530 . a 1560 nm, při výskytu zesilovačů, přizpůsobených k činnosti v kaskádě při užití linkových zesilovačů, navržených tak, aby měly při kaskádovém zapojení a činnosti skutečně jednotnou (nebo stejnorodou) odpověď na rozdílné vlnové délky.

b) Linkový zesilovač

Z výše uvedených důvodů, zesilovač zamýšlený k použití jako linkový zesilovač, je vytvořen podle schéma uvedeného na obr. 16 a obsahuje jedno aktivní optické vlákno 49 dopované erbiem a příslušný saturační laser 50., připojený prostřednictvím dichroického vazebního členu 51. Optický isolátor 52 je umístěn proti směru vlákna 49 ve směru pohybu signálu s cílem zesílit jej, kdežto druhý optický isolátor 53 je umístěn po směru samotného aktivního vlákna.

Zesilovač dále obsahuje druhé aktivní vlákno 54 dopované erbiem, přiřazené k příslušnému saturačnímu laseru 55 prostřednictvím dichroického vazebního členu 56. Ve směru vlákna 54 je proto další optický izolátor 57.

Alternativně lze zesilovač vyrobit v jednostupňovém uspořádání (není zobrazeno), založeném na specifických požadavcích k užití.

Výhodné složení a optické vlastnosti aktivních vláken v linkovém zesilovači jsou zahrnuty v následující tabulce:

^a12°3		Ge0₂	La₂0₃	Er₂	0₃ NA
%wt (%mol)	%wt	(%mol)	%wt (%mol)	%wt	(%mol)	nm
4 (2,6)	18	(11,4)	1 (0,2)	0,2	(0,03) 0.219	911
, kde:
%vt - hmotnostní	procenta	kyslíku obsažená v j	ádru (průměr)
%mol - molová	procenta kyslíku v jádru	(průměr)

NA - číselná apertura (nl^ - n2^)l/^

- mezní vlnová délka (LP11 mezní)

Analýza složení byla provedena na polotovaru (před tažením vlákna) mikrozkouškou spojenou, se skanováním na elektronovém mikroskopu (SEM Hitachi).

Analýza byla prováděna při 1300 násobném zvětšení v diskrétních bodech, rozložených podél průměru a vzdálených jeden od druhého 200 pm. Vlákna byla vyrobena ve vákuu technologií pokovením uvnitř trubice z křemenného skla.

Během kroků syntézy a výroby vlákna bylo provedeno v jádře vlákna legování krystalické mřížky kysličníku křemičitého germániem.

Legování erbiem, hliníkem a lathaniem do jádra vlákna bylo provedeno tak zvanou technikou legování v roztoku, při které vodní roztok dopantů chloridu byl přiveden do kontaktu se syntetickým materiálem jádra vlákna a to během zvláštního stavu tohoto materiálu ve formě meziproduktu před jeho vytvrzováním.

Více podrobností, týkajících se techniky legování v roztoku lze získat například v patentu US 5,282,079, zde začleněném jako stav techniky.

Vývěvové lasery 50, 55 jsou s výhodou lasery typu Quantum Velí, mající následující vlastnosti:

- vyřazovaná vlnová délka ρ ^{= nm}

- maximální optický výstupní výkon p_u = 80 mV

Lasery uvedeného typu jsou například vyráběny firmou LASERTRON INC., 37 North Avenue, Burlington, MA (USA).

Dichroické vazební členy uvedeného typu jsou známy a komerčně jsou k dispozici a vyráběny jsou například firmou GOULD lne., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Gelm Burnie, M.D (USA) a firmou SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Voodland Road Torquay Devon (GB).

Optické isolátory 52, .53, 54 jsou optické isolátory, ve kterých je řízení polarizace nezávislé na polarizaci přenášeného signálu a které mají isolační schopnosti větší než 35 dB a odrazívost menší než -50dB.

Isolátory v zařízení použité jsou modely MDL 1-15 PIPT-A S/N 1016 od firmy ISOVAVE, 64 Harding Avenue, Dover, New Jersey, USA.

V popsaném systému jsou linkové zesilovače vyrobeny pro celkový optický výstupní výkon okolo 14 dBm se ziskem okolo 30 dB.

Vhodným modelem je OLA/E-MV obchodně nabízený přihlašovatelem.

Popisem uvedeného vynálezu, není-li specifikováno jinak, při vlnové délce přivádějící chromatický rozptyl k nule ve vlákně (*λο), bylo zamýšleno, že je možné jmenovitou (nebo průměrnou) hodnotu, kterou lze měřit technikou fázového posuvu představenou jako rozhodující metodu v již zmíněném ITU-T G.650 doporučení, získanou testy na vláknech delších než 1 km, založenou na celkovém chromatickém rozptylu části vlákna, matematicky propočítat.

Mimo jiné místní vlnovou délkou, přivádějící chromatický rozptyl ve vlákně k nule (místní *λ o), byla zamýšlena hodnota, kterou může o místně nabývat následkem kolísání ve struktuře vlákna a to částí vlákna omezené délky, která dostačuje, aby způsobovala generování FVM špiček v případě, ve kterém jsou dané špičky v souladu nebo ve funkčním vztahu s přenosovými kanály. Tato délka prakticky závisí mezi jiným na optickém výkonu, přítomném ve vlákně pro různé kanály a na skutečnosti, že FVM špičky mohou být náchylné k zesilování. Jako podklad ke zjišťování, mohou poskytnout odpovídající výsledek i délky několika stovek metrů.

Podle jednoho hlediska uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že k omezení šumových účinků náležících k FVM v multivlnových přenosových systémech nestačí, aby vlákna měla jmenovitou (nebo průměrnou) hodnotu chromatického rozptylu, který není v přenosovém signálovém pásmu nulový, ale je rovněž důležité, aby se jmenovitý (nebo průměrný) chromatický rozptyl stával nulovým na hodnotě u vlnové délky, která je nižší než a dostatečně vzdálená od minimální hodnoty vlnové délky, poskytnuté pro přenos. Mimo to bylo zjištěno, že pro zvýšení maxima vzdálenosti spojeni, aniž by bylo potřeba snášet negativní ovlivnění od FVM, je nezbytné odpovídajícím způsobem zvýšit vzdálenost mezi hodnotou vlnové délky, přivádějící chromatický rozptyl na nulu a minimem vlnových délek přenosových kanálů. Podle tohoto vynálezu je tedy možné provádět přenosy optických signálů prostřednictvím zesilované multikanálové VDM přenosové linky při užití optických vlákem DS typu procesem přípravy kroků zavedení hodnoty (průměrné) vlnové délky pro přivedení chromatického rozptylu ve vláknech k nule a zavedení místních nulových hodnot chromatického rozptylu v těchže vláknech. Na základě těchto hodnot je pak vybráno přenosové pásmo, aby tak bylo odděleno od průměrné hodnoty chromatického rozptylu vlákna v takovém množství, že žádná z daných místních nulových hodnot není sevřená v samotném přenosovém pásmu. Alternativní optická vlákna, užitá pro přenos, jsou zvolena tak, že průměrná nulová hodnota chromatického rozptylu ve vláknech je dostatečně vzdálena od pásma, užitého pro VDM přenos s cílem zabránit částem důležité délky daných vláken, aby se jejich místní nulová hodnota chromatického rozptylu uvnitř daného přenosového pásma nesnižovala. Podle uvedeného vynálezu se saturačními zesilovači 980 nm, bylo pozorováno, že lze rozšířit přenosové pásmo až okolo 1530 nm a bylo zjištěno, že problém nebyl spojen pouze s maximální hodnotou, ale rovněž s místní nulovou hodnotou rozptylu.

Uvedený vynález byl podrobně popsán ve spojení s multiplexní technikou roztřídění čtyřvlnného směšování podotknout, že rovněž (rozdělení) vlnových délek a jevem k tomu přiřazeným. Je však potřeba jiné nelineární jevy, přiřazené obecně šíření v optických vláknech, jsou podobně ovlivňovány hodnotami rozptylu vláken a stálostí jeho nulové hodnoty podél délky vláken. Tyto skutečnosti jsou pak pomocí tohoto vynálezu vhodně řešeny.

Příkladem výše uvedeného tvrzení je vysoká rychlost optického přenosu v nelineárních podmínkách šíření. Zvláště v případě samotného šíření ve vláknech s posunutým rozptylem bylo pozorováno, že když linka s vláknem, podél níž se samotné šířeni děje, včleňuje části dané délky (řádu několika kilometrů například 5 nebo více), které mají hodnoty záporného chromatického rozptylu (normální rozptyl), šíření samotných pulzů se stává silně rušivým se zjistitelným zvýšením samotné spektrální šířky (například zjistitelné zvýšení jednotlivé spektrální šířky je větší než okolo 10 procent).

To je přiměřené faktu, že v těchto částech vlákna chybí vyvážení mezi rozptylovým rozmítáním a rozmítáním fázové modulace (slovo rozmítání znamená proměnlivost okamžitých frekvencí optického nosiče).

Pulzní snížení, které se děje, když se šíří právě jednotlivosti v tak zvaných normálních rozptylových vláknech (to jest ve vláknech, které mají záporný rozptyl) přiměřeně jejich přirozené nelinearitě, je pouze částečně obnoveno do původního stavu při následujícím šíření v délce anomálního rozptylu těchto vláken (to jest ve vláknech, které mají kladný rozptyl). Následkem výše uvedené skutečnosti je při tomto druhu přenosu rovněž velmi důležité, aby vlákna, užitá v lince, neměla prakticky hodnoty *X- o vlnových délek ve vlnovém rozsahu, užitém pro samotný přenos, jak je tomu v řešení podle tohoto vynálezu.

Minimum kritické délky vlákna, které má normální rozptyl a za kterým se tento jev stává závažným, je omezeno zvýšením bitových poměrů v signálu. Následně užití vlákna podle tohoto vynálezu nabude zvláštní důležitosti pro optické linky, pracující na více než 10 Gbit/s, ještě větší důležitosti zvláště při 40 Gbit/s nebo rychlostech vyšších. Povolené úchylky, s tímto faktem spojené, se tím stávají daleko přísnějšími.

Přenos lze provést s vláknem podle tohoto vynálezu, které má jmenovitou hodnotu % o v rozmezí 1500 až 1520 nm, a mimo to samotný přenos lze provést i užitím širokého pásma vlnových délek, prakticky rozšiřitelného na celý dispoziční rozsah optických zesilovačů.

Claims

PATENTOVÉ’ NÁROKY

1. Optický telekomunikační systém obsahující:

minimálně dva zdroje optických signálů, různých vlnových délkách, umístěných v přenosovém pásmu vlnových délek, při předem určené přenosové rychlosti;

linku z optického vlákna, připojenou na jednom konci k danému multiplexu;

kde, dané signály mají optický výkon hodnoty větší, než je předem určená hodnota v minimálně jedné části dané linky z optického vlákna, přičemž linka obsahuje optické vlákno, které má chromatickou rozptylovou hodnotu nižší, než je předem určená hodnota v daném přenosovém pásmu vlnových délek, vyznačující se tím, že dané optické vlákno má vzrůstající chromatický rozptyl se vzrůstající vlnovou délkou a vykazuje nulovou hodnotu při vlnové délce nižší, než minimum u vlnové délky daného pásma a to u takového množství, které je včleněno, lokální nulová hodnota chromatického rozptylu však není nulová, přítomné ve vlákně a schopné generování jevu čtyřvlnného směšování, v daném pásmu.

modulovaných l*iá ^l!předjem d^ným

2. Optický telekomunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že daná hodnota vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl k nule, je nižší při minimálně

3. Optický telekomunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že daná hodnota vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl k nule, je nižší nebo rovna 1520 nm.

4. Optický telekomunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že daná hodnota vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl k nule, se nachází mezi 1500 a 1520 nm.

5. Optický telekomunikační systém vyznačující se tím, že rozptylu v daném vlákně nižší než 3 ps/(nm přenosovém pásmu.

podle nároku 1, hodnota chromatického km) v předem určeném

6. Optický telekomunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím,že předem daná určená hodnota optického výkonu daného vlákna v alespoň jednom úseku dané linky není nižší než 3 mV na kanál.

7. Optický telekomunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že systém podle vynálezu obsahuje minimálně jeden optický zesilovač, vsazený do rámce optické linky.

8. Optický telekomunikační systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že optický zesilovač má pásmo zesíleni signálu obsahující dané, předem určené vlnové pásmo.

9. Optický telekomunikační systém podle nároku 8, vyznačující se tím, že optický zesilovač má pásmo zesílení signálu, které je umístěno mezi 1530 a 1570 nm.

10. Optický telekomunikační systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že systém obsahuje alespoň čtyři optické zesilovače.

10 nm než minimum vlnové délky daného přenosového pásma.

11. Optické vlákno pro přenos alespoň dvou optických signálů v předem určeném přenosovém vlnovém pásmu, vyznačuj ící se t í m, že má chromatický rozptyl menší než předem stanovená hodnota v uvedeném pásmu , který dosahuje nuly pro hodnotu u vlnové délky, umístěné v předem určeném intervalu, z něhož maximální hodnota je nižší, než minimum u vlnové délky daného pásma při takovém množství, které je v podstatě umístěno v daném pásmu, nejedná se však o místní hodnotu u vlnové délky, způsobující chromatický rozptyl přítomný ve vlákně k nule, schopná generování intermodulačních špiček daných signálů, obsažených v daném pásmu.

12. Optické vlákno podle nároku 11, vyznačuj ící se t i m, že každá z dané vlnové délky s nulovou hodnotou místního chromatického rozptylu se liší o méně než 10 nm od vlnové délky s nulovou celkového chromatického rozptylu ve vlákně.

13. Optické vlákno podle nároku 11, vyznačující se t í m, že optické vlákno má chromatický rozptyl menší než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a nabývá nuly při minimálně 10 nm pro hodnoty nižší, než je minimum u hodnoty vlnové délky daného pásma.

14. Optické vlákno podle nároku 11, vyznačující se ΐ í m, že u celkové délky vlákna, větší než 5 km, má vlákno chromatický rozptyl takové hodnoty, že intermodulační špičky nejsou generovány ani v přítomnosti minimálně dvou optických signálů přes několik kanálů o různých vlnových délkách, majících výkon alespoň 3 mV na kanál a napájených u konce vlákna a jejich intenzita způsobuje poměr signál/šum (N/S) rovný nebo větší než 20.

15. Způsob pro přenos optických signálů při předem určené přenosové rychlosti, obsahujícího následující kroky:

generování minimálně dvou modulovaných optických signálů o předem určených vlnových délkách, zahrnutých v předem určeném přenosovém pásmu daných vlnových délek a při daných vlnových délkách, rozdílných jedna od druhé minimálně o 2 nm, přivádění daných signálů do jednovidového optického vlákna, které má chromatický rozptyl nižší než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a které má nulový bod chromatického rozptylu v předem určené vlnové délce, zesílení daného optického signálu minimálně jedenkrát pomocí minimálně jednoho aktivního zesilovače optického vlákná, přenos daných signálů na vzdálenost minimálně 50 km, příjem daných signálů prostřednictvím demultiplexujicího přij ímače, kde, výkon daných signálů v minimálně jedné části daného vlákna je vyšší, než hodnota schopná způsobit šum z důvodů čtyřvlného směšování mezi kanály, vyznačující se t i m, že minimální hodnota vlnové délky přenosového pásma je vyšší u daného množství, než hodnota u vlnové délky, přivádějící chromatický rozptyl k nule, přičemž toto uvedené množství má takovou hodnotu, že nikoli v účinné části optického vlákna hodnota chromatického rozptylu v daném pásmu dosahuje nuly.

16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že dané minimum vlnové délky daného přenosového pásma je vyšší, než nulová hodnota chromatického rozptylu minimálně o lOnm.

17. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že daná hodnota u vlnové délky, přivádějící chromatický rozptyl k nule, se nachází mezi 1500 a 1520 nm.

18. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že předem daná přenosová rychlost je vyšší nebo rovna 2.5 Gbit/s.

19. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že hodnota výkonu daných signálů daného optického vlákna, která je schopná způsobit šum jako výsledek čtyřvlnného směšováni mezi kanály, je minimálně 3 mV na kanál.

20. Optické vlákno pro přenos optických signálů, citlivých na nelineární jevy v předem určeném pásmu vlnových délek, vyznačující se tím, že má chromatický rozptyl nižší, než předem definovaná hodnota v daném pásmu a jeho hodnota nabývá nuly při hodnotách u vlnových délek, obsažených v předem definovaném intervalu, jehož maximální hodnota je nižší než minimum u vlnové délky daného pásma, to u takového množství, které je podstatně, nikoli místní hodnota vlnové délky, přivádějící místní chromatický rozptyl k nule, přítomná v části vlákna délkou, schopnou generováni spektrální modifikace daných signálů, včleněno do daného pásma.

21. Optické vlákno podle nároku 20,vyznačuj ící se tím, že každá z daných vlnových délek s nulovými hodnotami místního chromatického rozptylu se liší minimálně o 10 nm od vlnové délky s nulovou hodnotou z celkové hodnoty chromatického rozptylu ve vlákně.

22. Optické vlákno podle nároku 20, v.yznačuj ící se t i m, že optické vlákno má chromatický rozptyl menší než 3 ps/(nm.km) v daném přenosovém pásmu a nabývá nuly při minimálně 10 nm pro hodnoty nižší, než je minimum u hodnoty vlnové délky daného pásma.

23. Optické vlákno podle nároku 20,vyznačuj ící se t i m, že vlnová délka pásma je v rozsahu od 1530 do 1560 nm.