DD299205A5

DD299205A5 - Faseroptische fernmeldeleitung und verstaerker fuer diese leitung

Info

Publication number: DD299205A5
Application number: DD90342927A
Authority: DD
Inventors: Giorgio Grasso; Aldo Righetti; Flavio Fontana
Original assignee: ��@��@�K�K�Kk��
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1992-04-02
Also published as: NO903260D0; HU211280B; EP0408905A2; CN1058500A; DE69033678T2; PT94781B; US5054876A; NZ234255A; FI903681A0; AU5802990A; EP0408905A3; BR9003652A; ES2102356T3; DE69030285D1; AR243711A1; NO903260L; ATE150920T1; CZ357390A3; PL164809B1; IE79238B1

Abstract

Eine faseroptische Fernmeldeleitung gemaesz der Erfindung besitzt Verstaerker mit Lichtleitfaserabschnitten mit aktivem Kern (6, 7, 8 und 9) fuer die uebertragenen Signale. Zwei Laserpumplichtquellen (19, 20) sind mit jedem Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern, die in den Verstaerkern (6, 7 und 9) der Leitung vorhanden sind, so verbunden, dasz sich jeweils eine dieser Laserlichtquellen auf beiden Seiten eines einzelnen Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern befindet. Von diesen beiden Laserpumplichtquellen (19, 20) wird eine (19) in Betrieb genommen, waehrend die andere (20) als Reserve bereitgehalten wird, um dann in Betrieb genommen zu werden, wenn die erste Lichtquelle ausfaellt. Darueber hinaus sind die beiden Pumplichtquellen (19, 20) mit einer Mikroprozessorschaltung (29) verbunden, durch die sie dazu gebracht werden koennen, Warnsignale ueber den Zustand des Verstaerkers an die Endstellen (10, 11) der Leitung zu uebermitteln und von diesen Steuersignale fuer den Funktionswechsel zwischen den beiden Pumplichtquellen (19, 20) zu empfangen. Fig. 2{faseroptische Fernmeldeleitung mit in Reihe angeordneten Lichtleitkabeln 1 und 2; Signalverstaerker 6; Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern 16; erste Pumplichtquelle 19; zweite Pumplichtquelle 20; Mikroprozessorschaltung 29; Funktionsumschalter 35}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine faseroptische Fernmeldeleitung, wie z. B. eine Seeleitung, die Verstärker für die übertragenen Lichtsignale in der An besitzt, bei der Lichtleitfaserabschnitte mit aktivem Kern zur Verstärkung genutzt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Lichtsignalverstärker für faseroptische Fernmeldeleitungen, wie z. B. Seeleitungen und dergleichen, bei denen die Verstärker an schwerzugängigen Stellen angeordnet sind, in der Ausführung, bei der Lichtleitfaserabschnilte mit aktivem Kern zur Verstärkung genutzt werden.

Die Lichtleitfasern in der Ausführung mit sogenanntem „aktivem Kern" besitzen bekanntlich in einem „Mantel" wenigstens einen „Kern", in dem sich Dotierungssubstanzen befinden, die die Brechungszahl des „Kerns" höher als die Brechungszahl des

„Mantels" werden lassen und darüber hinaus zu Lichtquellen mit einer Wellenlänge λι werden, die für die Übertragung dienen, wenn auf sie Licht mit einer anderen Wellenlänge λ₂ (die gegenüber λι abweicht) entsprechend don verwendeten besonderen

Dotierungssubstanzen trifft. Beispiele für Dotierungssubstanzen mit dieser Eigenschaft sind Erbium und Neodymium. Es kommt im besonderen in den Lichtleitfasern mit aktivem Kern zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge A₁, wenn s^;ch Licht mit einer Wellenlänge A₂, das gewöhnlich als l'umplicht bezeichnet wird, durch die Lichtleitfaser bewegt. Das erklärt das Phänomen der Verstärkung der Signale durch die sogenannten Lichtleitfasern mit aktivem Kern, die im

vorhergehenden zusammenfassend beschrieben wurden.

Die Verstärker, die mit Lichtleifaserabschnitten mit aktivem Kern versehen sind, werden in den faseroptischen Fernmeldeseeleitungen die optoelektronischen Repeater für die übertragenen Signale wegen ihrer größeren Zuverlässigkeit

gegenüber diesen zuletzt genannten Übertragungsverstärkern dank eines geringeren Einsatzes von elektronischen

Bauelementen ablösen. Tatsächlich sind die elektronischen Bauelemente, die in den optoelektronischen Repeatern verwendet werden, bekanntlich recht

wichtig und Bauelemente, die mit hohen Frequenzen arbeiten.

Das ist darauf zurückzuführen, daß in den optoelektronischen Repeatern da* Eingangslichtsignal, das mit hoher Frequenz

moduliert wurde, in ein elektrisches Signal notwendigerweise mit hoher Frequenz umgewandelt, das elektrische Signal mit hoher Frequenz verstärkt und dieses verstärkte elektrische Signal wieder in ein verstärktes Lichtsignal immer noch mit hoher

Frequenz umgewandelt wird, das dann am Ausgang der Repeater abgegeben wird. Gerade diese elektronischen HF-Bauelemente haben sich Im Laufe der Zeit durch ihre Ausfälle mit der sich daraus ergebenden Unterbrechung des Leitungsbetriebs als nicht sehr zuverlässig erwiesen. Dieser Nachteil ist besonders bei den faseroptischen Fernmeldeseeleitungen sehr gefährlich. Darüber hinaus sind die

optoelektronischen Repeater für die Durchführung von Reparaturarbeiten schwer zugängig und ist eine lange Zeit für die

Wiederinbetriebnahme der Leitung erforderlich. Im Gegensatz zu den optoelektronischen Repeatern enthalten die bekannten Verstärker, die mit Lichtleitfasern mit aktivem Kern

versehen sind, keine elektronischen HF-Bauelemente. Der einzige empfindliche Bestandteil dieser Verstärker ist die

Pumplichtquelle, die im allgemeinen aus einem Laser, einer Laserdiode oder dergleichen besteht. Obwohl die faseroptischen Fernmeldeleitungen, die Verstärker mit Lichtleitfasern mit aktivem Kern besitzen, gegenüber den

optoelektronischen Repeatern aufgrund des geringeren Ausfallrisikos zuverlässiger sind, können sie jedoch keine Warnsignale bei Gefahrenzuständen, die sich während des Betriebs ergeben können, an die Endstellen der Leitung und im Fall von

Seeleitungen an die Landendstellen übermitteln, so daß es bei einem Ausfall praktisch unmöglich ist, die Fehlerstelle in der Leitung zu lokalisieren. Es ist aus diesem Grund bei den faseroptischen Fernmeldeleitungen wichtig, mehrere Reservelichtübertragungskanäle sowohl

in den Lichtleitkabeln als auch in den Repeatern oder Verstärkern vorzusehen, die alle unabhängig voneinander für die

Übertragung genutzt werden können, wenn ein betriebsbereiter Lichtübertragungskanal nicht zur Verfügung steht. Das stellt

eindeutig eine beträchtliche Schwierigkeit dar und führt zu einer Verringerung der Effektivität der gegenwärtigen faseroptischen

Fernmeldeleitungen. Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit der faseroptischen Fernmeldeleitungen mit Verstärkern für die übertragenen Signale zur verbessern, wodurch eine Kontrolle der Betriebsbedingungen jedes Verstärkers in der Leitung und auch des Lichtleitkabels von den Endstellen aus über Lichtsignale

möglich wird, so daß alle Lichtübertragungskanäle in einem optimalen Betriebszustand gehalten, die Anzahl der

Reservelichtübertragungskanäle verringert, Eingriffe zur Wiederinbetriebnahme eines Lichtübertragungskanals bei einem Fehler im Innern eines Verstärkers vorgenommen und die Stelle in der Leitung, an der der Fehler auftritt, sofort von den Landendstellenseiten aus ausfindig gemacht und damit die für die Reparatur erforderliche Zeit verringert werden kann. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine faseroptische Fernmeldeleitung, die wenigstens aus einem ersten und einem

zweiten Lichtleitkabel besteht, die in Reihe angeordnet und durch einen Verstärker für die übertragenen Signale miteinander verbunden sind, wobei dieser Verstärker im Innern eines dichten Mantels, der mit den Stirnseiten der Lichtleitkabel verbunden ist, wenigstens einen Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern, dessen Enden mit einer Lichtleitfaser des ersten Lichtleitkabels bzw. einer Lichtleitfaser des zweiten Lichtleitkabels optisch verbunden sind, und eine erste Pumplichtquelle besitzt, die mit einer

Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite ein NF-Lichtmodulator für die Übertragung der Signale vorhanden ist und sich im Innern des Verstärkers eine zweite Pumplichtquelle, die mit der anderen Seite des Lichtleitf&serabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist, eine Mikroprozessorschaltung, die mit beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist und die Pumplichtstärkeschwankungen im Innern des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern überwacht und Signale in Abhängigkeit

von diesen Schwankungen an eine Steuerschaltung wenigstens eines NF-Modulators der Pumplichtquellen übermittelt, und ein

Betriebsumschalter zwischen der ersten und der zweiten Pumplichtquelle befinden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verstärker für faseroptische Fernmeldeleitungen, der im Innern

eines dichten Mantels, der mit beiden Seiten eines ersten und eines zweiten Lichtleitkabels verbunden ist, wenigstens einen

Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern, dessen Enden mit einer Lichtleitfaser des ersten Lichtleitkabels bzw. einer Lichtleitfaser

des zweitoii Licntlsitksbels optisch verbunden sind, eine erste Pumplichtquelle, die mit einer Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist, besitzt, wobei dieser Verstärker dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine zweite Pumplichtquelle, die mit der anderen Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist, eine Mikroprozessorschnltung, die mit beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern verbunden ist und die Pumplichtstärkeschwankungen im Innern des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern überwacht und Signale in Abhängigkeit von diesem Schwankungen an eine

Steuerschaltung von wenigstens einem NF-Modulator der Pumplichtquellen übermittelt, und einen Betriebsumschalter

zwischen der ersten und der zweiten Pumplichtquelle besitzt.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende ausführliche Beschreibung besser zu verstehen sein, die anhand eines Beispiels, durch das der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt oder eingeschränkt wird, unter Bezugnahme

auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1: schematisch eine faseroptische Fernmeldeseeleitung gemäß der Erfindung, Fig. 2: schematisch die Bestandteile eines Verstärkers für faseroptische Fernmeldeleitungen gemäß der Erfindung, Fig. 3: einen Bestandteil des Verstärkers von Fig. 2, Fig. 4: schematisch eine besondere Ausführungsform einer Schaltung eines Verstärkerbestandteils, Fig. 5: schematisch eine besondern Ausführungsform eines weiteren Bestandteils des Verstärkers mit einem Laser als Pumplichtquelle, Fig. 6: schematisch eine alternative Ausführungsform des Bestandteils des Verstärkers, der in Fig. 5 gezeigt wird, und Fig. 7: ein Blockschaltbild eines weiteren Bestandteils des Verstärkers. Eine faseroptische Fernmeldeleitung, die einen besonderen Fall einer Leitung gemäß der Erfindung darstellt, wird schematisch

in Fig. 1 gezeigt. Sie besitzt mehrere Lichtleitkabel 1,2,3,4 und 5, die in Reihe hintereinander angeordnet und paarweise mit

Verstärkern 6,7,8 und 9 für die zu übertragenden Lichtsignale verbunden sind. Auf beiden Seilen der Leitung befindet sich eine Sende- und Empfangsstelle 10 bzw. eine Empfangs- und Sendestelle 11. Die Lichtleitkabel 1,2,3,4 und 5 sind alle Lichtleitkabel in herkömmlicher Ausführung und besitzen eine mechanisch

widerstandsfähige Armierung, die allen mechanischen Zugspannungen, die während der Verlegung oder Bergung der Leitung auftreten, standhalten kann, einen Kern mit wenigstens einer Lichtleitfaser in einem dichten Mantel sowie elektrische Leiter für die Stromversorgung der Verstärker für die übertragenen Signale.

Da die Lichtleitkabel 1,2,3,4 und 5, die gleich oder verschieden sein können, Lichtleitkabel in herkömmlicher Ausführung sind,

werden sie hier nicht weiter beschrieben.

Die Beispiele der bekannten Seekabel, die nicht als Begrenzung oder Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung anzusehen sind, werden in den italienischen PS 20620A/84 und 20621 A/84 desselben Anmelders beschrieben,

dessen Patentbeschreibung hier als Bezugnahme mit einzuschließen ist.

Wie bereits angegeben, sind die Kabel 1,2,3,4 und 5 durch Verstärker für die übertragenen Signale paarweise miteinander

verbunden.

Im besonderen sind die Kabel 1 und 2 über den Verstärker 6, die Kabel 2 und 3 über den Verstärker 7, die Kabel 3 und 4 über den Verstärker 8 und die Kabel 4 und 5 über den Verstärker 9 miteinander verbunden. Fig. 2 zeigt schematisch omen der Verstärker, z. B. den Verstärker 6, der z. B. zwischen den Kabeln 1 und 2 angeordnet ist und die

beiden Lichtleitkabel miteinander verbindet.

Der Verstärker 6 besitzt einen dichten Mantel 12, der die Vorrichtung 1S enthält, die später noch beschrieben wird und durch die

die Verstärkung der Lichtsignale vom Kabel 1, die Übertragung dieser verstärkten Signale in das Kabel 2, die Meldung der

Betriebsbedingungen der Verstärker an eine der Endstellen 10 oder 11, die Überwachung der Betriebsbedingungen der Lichtleitfasern 13 und 14 sowie die Durchführung der Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung in den Verstärkern infolge der von einer

der Endstellen 10 und/odei 11 übermittelten Steuersignale erfolgen.

Der Mantel 12 ist darüber hinaus auch mechanisch widerstandst! iig sowohl gegenüber dem hydrostatischen Druck der Umgebung, in der sich der Verstärker befindet, als auch gegenüb ar den mechanischen Spannungen während der Verlegung

oder Bergung der Leitung.

Die gerade gemachten Ausführungen sollen jedoch keine Einschränkung darstellen, da die mechanisch widerstandsfähige Ausführung des Verstärkers 6 nicht mit dem dichten Mantel 12 erreicht werden kann. Darüber hinaus ist der dichte Mantel 12 immer in einer lichtundurchlässigen Art und Weise mit den Seiten der Kabel 1 und 2, die

dem Verstärker zugewandt sind, verbunden und durchdringen alle Lichtleitfasern 13 und 14 des Kabels 1 bzw. 2 den Mantel 12 des Verstärkers.

Aus Gründen einer deutlichen Darstellung zeigt Fig. 2 nur eine Lichtleitfaser 13 des Kabels 1 und nur eine Lichtleitfaser 14 des Kabels 2, die jeweils über die Vorrichtung 15 miteinander verbunden sind, durch die die Lichtsignale, die von der Lichtleitfaser 13

des Kabels 1 kommen und auf ihrem Weg unvermeidlich einer Dämpfung ausgesetzt sind, verstärkt und in die Lichtleitfaser 14 des Kabels 2 übertragen werden.

Die Vorrichtung, wie sie mit der Bezugsnummer 15 gezeigt wird, verbindet alle einzelnen Lichtleitfasern des Kabels 1 mit den Lichtleitfasern des Kabels 2. . Jetzt wird die Vorrichtung 15 beschrieben. Die Vorrichtung 15 dient zur Verstärkung der Lichtsignale, zur Überwachung und Meldung der Betriebsbedingungen des Verstärkers an eine der Endstellen 10 und 11 (z. B. an die Endstelle 11) und zur Durchführung der Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung in den Verstärkern infolge der Steuersignale, die von den Endstellen 10

und 11 der Leitung kommen.

Die Vorrichtung 1B besitzt einen Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern 16, der Art, wie sie an sich bekannt ist und

zusammenfassend bereits beschrieben wurde.

Auf beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern 16 befinden sich ein Lichtkoppler 17 und ein Lichtkoppler 18. Die Lichtleitfaser 13 ist mit dem Lichtkoppler 17 verbunden, während die Lichtleitfaser 14 mit dem Lichtkoppler 18 verbunden ist. Darüber hinaus ist der Lichtkoppler 17 mit einer Pumplichtquelle, wie z.B. mit einem Laser oder einer Laserdiode 19, die mit

einem eigenen Stromkreis versehen ist, der später noch ausführlich unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wird, verbunden.

Der Lichtkoppler 18 ist mit einer weiteren Pumplichtquelle, im besonderen mit einem Laser oder einer Laserdiode 20, die mit

einem eigenen Stromkreis versehen ist, der dem Stromkreis der Laserlichtquelle 19 entspricht, verbunden.

Die Lichtkoppler 17 und 18 sind genau gleich und im besonderen Zweifarbenkoppler mit vier Anschlüssen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für diese Lichtkoppler. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der besondere Koppler 17, der dort dargestellt ist, durch zwei Lichtleitfaserabschnitte 21 und 22

gebildet, die dadurch eng miteinander verbunden wurden, daß der entsprechende Mantel im mittleren Teil geschmolzen wird, wobei die Seitenenden, die mit den Bezugsnummern 23 und 24 (für den Lichtleitfaserabschnitt 21) bzw. mit den

Bezugsnummern 25 und 26 (für den Lichtleitfaserabschnitt 22) bezeichnet sind, frei gelassen werden. Im besonderen sind die Seiten 23 und 24 des Kopplers 17 mit der Lichtleitfaser 13 bzw. mit dem Lichtleitfaserabschnitt mit

aktivem Kern 16 verbunden. Die Seite 25 ist mit dem Laser 19 verbunden, während die Seite 26 mit einer Fotodiode 27 verbunden ist.

Gleichermaßen ist der Koppler 18 genau wie der Koppler 17 am Ende der Lichtleitfaser mit einer Fotodiode 28 verbunden,

während die andere Seite der Lichtleitfaser mit dem Laser 20 verbunden ist.

Die besonderen Zweifarbenkoppler 17 und 18, die vorher nur als Beispiel beschrieben wurden, können durch andere Arten von Zweifarbenkopplern ersetzt werden, die den Technikern auf diesem Gebiet an sich als die sogenannten Mikrooptikkoppler, die

sogenannten Planaroptikkoppler und dergleichen bekannt sind.

Darüber hinaus sind die Koppler 17 und 18 optisch mit den Fotodioden 27 bzw. 28 verbunden, die besser in Fig.4 dargestellt sind

und im folgenden beschrieben werden.

Die Fotodioden 27 und 28 sind mit einer Mikroprozessorschaltung 29 (die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben

wird) verbunden, mit der außerdem die ebenfalls unter Bezugaufnahme auf Fig. 5 beschriebenen Stromkreise, die zu den

Laserlichtquellen 19 und 20 gehören, verbunden sind. Fig.4 zeigt schematisch die Fotodiode 27 mit dem entsprechenden Verstärker 27', die dann, wenn der Laser 19 in Betrieb ist, ein Signal V_c an die Mikroprozessorschaltung 29 abgibt, dessen Stärke von der Pumplichtstärke am Ausgang des Zweifarbenkopplers 17 auf der Seite 26 dieses Kopplers abhängig ist. Die Fotodiode 28 ist genauso wie die Fotodiode 27 mit einem eigenen Verstärker versehen, der dann, wenn der Laser 20 in Betrieb ist, ein Signal V'_c an die Mikroprozessorschaltung 29 abgibt. Wie bereits angegeben, ist jeder Laser 19,20 mit einem Stromkreis verbunden. Fig. 5 zeigt schematisch den Stromkreis, der zum Laser 19 gehört (und dem Stromkreis entspricht, der zum Laser 20 gehört, der

nicht in einer Figur gezeigt wiraj.

Wie in Fig. 5 gezeigt wird, ist der wirkliche Laser 19'mit der Seite 25 des Zweifarbenkopplers 17 über eine Lichtleitfaser 19" und

mit einer Fotodiode 30, die zu einem Verstärker 31 gehört, über eine Lichtleitfaser 19"' verbunden.

Das Signal V₁, das vom Verstärker 31 abgegeben wird und dessen Wert mit der Stärke des vom Laser 19' abgegebenen Lichts

direkt proportional ist, wird zur gleichen Zeit an die Mikroprozessorschaltung 29 und einen Komparator 32 übermittelt. Im

Komparator 32 wird das Signal V₁ mit einem Bezugssignal von einer Bezugssignalquelle 33 verglichen. Das Vergleichssignal V_bll„ das vom Komparator 32 abgegeben wird, wird zur gleichen Zeit an die Mikroprozessorschaltung 29

und eine Steuerschaltung eines einstellbaren Stromerzeugers 34, der den Laser 19 mit Strom versorgt, übermittelt.

Zwischen dem einstellbaren Stromerzeuger 34 und dem Laser 19 befindet sich ein Relais 35, das durch ein Signal l_nb, das von der Mikroprozessorschaltung 29 abgegeben wird, ausgelöst werden kann. Darüber hinaus ist das Relais 35 mit einem Verstärker 36 für die elektrischen Signale V_b verbunden, die an die Mikroprozessorschaltung 29 übertragen werden, wobei diese Signale vom Laser 19 abgegeben werden, wenn dieser nicht als Laser, sondern als Fotodiode arbeitet. Außerdem ist ein Modulator mit einer vorher festgelegten niedrigen Frequenz 37 (und vorzugsweise zwei Modulatoren 37

und 37' mit einer unterschiedlichen niedrigen Frequenz) mit dem Leiter verbunden, durch den die Verbindung zwischen dem einstellbaren Stromerzeuger 34 und dem Relais 35 hergestellt wird, Dieser Modulator mit vorher festgelegter niedriger

Frequenz 37 ist mit einem Relais 38 versehen, das durch die Signale I_n. und l_nt), die von der Mikroprozessorschaltung 29

abgegeben werden, ausgelöst wird. Wie bereits festgestellt worden ist, entspricht der Stromkreis, der zum Laser 20 gehört, genau dem Stromkreis für den Laser 19, so daß er infolgedessen nicht beschrieben wird.

Die Signale des Stromkreises, der zum Laser 20 gehört, entsprechen jedoch den Signalen, die vorher für den Stromkreis des Lasers 19 beschrieben wurden. Deshalb werden die Signale, die mit dem Stromkreis des Lasers 20 verbundan sind, in der Beschreibung mit demselben Symbol wie bei dem Stromkreis des Lasers 1S, jedoch mit Apostroph gekennzeichnet. Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Stromkreises von Fig. 5, die dann anzuwenden ist, wenn Gefahr besteht, daß

der Laser 19 vollständig ausfällt und deshalb weder als Pumplichtquelle noch als Überwachungsfotodiode eingesetzt werden

Die alternative Ausführungsform von Fig. 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform von Fig. 5 nur darin, daß ein Lichtquellenumschalter 19^V vorhanden ist, der durch ein Signal l_nc, das von der Mikroprozessorschaltung 29 abgegeben wird,

betätigt werden kann. Der Lichtquellenumschalter 19^V ist in der Lichtleitfaser 19" eingefügt und über eine Fotodiode 19^IV mit dem Verstärker 36 verbunden.

Fig.7 zeigt ein Blockschaltbild der Mikroprozessorschaltung 29. > Wie in Fig. 7 gezeigt wird, besitzt die Mikroprozessorschaltung einen Multiplexer 29, der die Signale V_bial, V₁ und V_b, die vom Stromkreis des Lasers 19 abgegeben werden, und die Signale V'bi«». V« und V'_b, die vom Stromkreis des Lasers 20 abgegeben

werden, aufnimmt, wobei die Signale V₀ und V'_c von der Fotodiode 27 bzw. von der Fotodiode 28 (die in Fig. 2 gezeigt werden) kommen.

Hinter dem Multiplexer 39 befindet sich ein Analog-Digital-Wandler 40, der mit einem Mikroprozessor (CPU) 41 verbunden ist, zu

dem ein Programmschaltkreis (ROM) 42 gehört, wobei dieser Programmschahkreis (ROM) 42 in Verbindung mit dem

Mikroprozessor dazu führt, daß dieser Mikroprozessor die Signale I_n,, l„b, Inc und l_nd an den Stromkreis des Lasers 19 und die Signale l'_n„ l'_nb, l'_nc und l_nd an den Stromkreis des Lasers 20 abgeben kann. Darüber hinaus befinden sich in einer Leitung gemäß der Erfindung wenigstens an einer der beiden Endstellen 10 und 11 (Fig. 1) Schaltungen für die Überwachung der Signale, die von den Verstärkern 6,7,8 und 9 in der Leitung übertragen werden, sowie

eine Schaltung zur Übermittlung der Steuersignale der Verstärkerbestandteile an die Leitung. Diese Schaltungen zur

Überwachung unnd Übermittlung der Signale an die Leitung werden nicht beschrieben, da sie an sich jedem Fachmann auf

diesem Gebiet bekannt sind.

Der Betrieb der Leitung gemäß der Erfindung und auch dar in der Leitung vorhandenen Verstärker gemäß der Erfindung wird

jetzt beschrieben.

Während des Betriebs der Leitung werden HF-Lichtsignale mit einer Wellenlänge λ,, diez. B. in der Endstelle 10 (Sendeendstellle)

entstehen, in die Lichtleitfasern eingeführt.

Die HF-Lichtsignale mit einer Wellenlänge X₁ werden dann, wenn «ie sich in den Lichtleitfasern 13 des Kabels 1 ausbreiten,

gedämpft und müssen infolgedessen im Verstärker 6 verstärkt werden, ehe sie in die Lichtleitfasern 14 des Lichtleitkabels 2 gelangen.

In der gleichen Art und Weise, wie es bereits beschrieben wurde, müssen die HF-Lichtsignale mit einer Wellenlänge A₁, die sich

durch die Lichtleitfasern des Kabels 2 bewegen, im Verstärker 7 verstärkt werden, ehe sie in das Lichtleitkabel 3 weitergegeben werden.

Genauso müssen die HF-Lichtsignale, die sich durch die Lichtleitfasern des Kabels 3 bewegen, im Verstärker 8 verstärkt werden,

ehe sie in die Lichtleitfasern des Kabels 4 weitergegeben werden.

Das gleiche geschieht bei den Lichtsignalen, die nach ihrer Übertragung über das Kabel 4 durch den Verstärker 9 verstärkt

werden müssen, ehe sie in das Kabel 5 weitergegeben werden, bis sie schließlich die Empfangsendstelle 11 erreichen.

Das gilt auch für die Sendeendstelle, wann es sich dabei um die Endstelle 11 handelt und die Empfangsendstelle die Endstelle 10 Wie bereits festgestellt worden ist, zeigt Fig. 2 schematisch den Verstärker 6, der bereits in seinen wesentlichen Bestandteilen

beschrieben wurde. Die anderen Verstärker 7,8 und 9, die in der Leitung vorhanden sind, entsprechen genau dem Verstärker 6.

Im Verstärker 6 befindet sich nur einer der beiden Laser, wie z. B. der Laser mit der Bezugsnummer 19, in Betrieb, so daß die Pumplichtenergie mit einer Wellenlänge A₂, die für die Verstärkung notwendig ist, in den Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern 16 übertragen wird. Die andere Laser- oder Pumplichtquelle, die mit der Bezugsnummer 20 gekennzeichnet ist, ist nicht als Lichtquelle in Betrieb,

sondern wird als Reservelichtquelle bereitgehalten und dient so als Überwachungsfotodiode.

Das Pumplicht mit einer Wellenlänge A₂ kann mit einer niedrigen Frequenz m6, z. B. dank des einstellbaren Stromerzeugers 34

von Fig. 5, z. B. mit einer programmierten Modulation in diesem Stromerzeuger, die von den Fachleuten auf diesem Gebiet auch als „Tonus" bezeichnet wird, moduliert werden. Die niedrige Frequenz m6 unterscheidet sich von der NF-Modulation des

Pumplichts der anderen Verstärker. Insbesondere in den Verstärkern 6,7,8 und 9 besitzt die NF-Modulation oder der „Tonus" der einzelnen Pumplichtsignale

voneinander abweichende Werte m6, m7, m8 und m9. Alle voneinander abweichenden Tonusfrequenzen m6, m7, m8 und m9 werden in der Leitung übertragen und in der Empfangsendstelle als Signale überwacht, die anzeigen, welche Laser in den verschiedenen Verstärkern in Betrieb sind.

Die NF-Modulation des Pumplichts mit einer Wellenlänge A₂ beeinträchtigt nicht die Übertragungslichtsignale A₁, da diese mit

hoher Frequenz moduliert sind.

Wie bereits im vorhergehenden festgestellt wurde, werden die zu übertragenden Lichtsignale A₁, die mit hoher Frequenz

moduliert sind, dadurch gedämpft, daß sie sich durch die Lichtleitfaser 1 ausbreiten müssen, ehe sie in den Verstärker 6 gelangen.

Die zu übertragenden Lichtsignale A₁ gelangen über den Zweifarbenkoppler 17 in die Lichtleitfaser mit aktivem Kern 16. Das Pumplicht mit einer Wellenlänge A₂, das von der Pumplichtquelle oder dem Laser 19 abgegeben wird, gelangt in die Lichtleitfaser

mit aktivem Kern 16.

Im Innern der Lichtleitfaser mit aktivem Kern 16 kommt es aufgrund des bereits erklärten Phänomens zu einer Verstärkung der Lichtsignale mitder Wellenlänge A₁. Die verstärkten Signale gelangen anschließend über den Zweifarbenkoppler 18 in die Lichtleitfaser 14 des Kabels 2. Die Stärke der Pumplichtenergie am Eingang des Lichtleitfaserabschnittes mit i'divem Kern, die als elektrisches Signal V₀

ausgedrückt wird, wird durch die Fotodiode 27, die zum Zv.eifarbenkoppler 17 gehört, überwacht.

Die Stärke der Pumplichtenergie am Ausgang des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern, die als Signal V'_b ausgedrückt wird,

wird durch den Stromkreis überwacht, der zum Laser 20 gehört, wenn dieser sich als Laser außer Betrieb befindet und als

Überwachungsfotodiode arbeitet. Die beiden elektrischen Signale V_c und V'_b werden an die Mikroprozessorschaltung 29 weitergegeben. Der Laser 19 arbeitet gewöhnlich sehr gut, wobei das auf die Funktion des Teils des Stromkreises zurückzuführen ist, der von der

gestrichelten Linie 43 eingeschlossen wird.

Tatsächlich wird ein Signal V₁, das von der Stärke des vom Laser 19 abgegebenen Pumplichts abhängig ist, durch die Fotodiode 30 und den Verstärker 31 überwacht. Das Signal V, wird außer an die Mikroprozessorschaltung 29 auch an den Komparator 32 weitergegeben, der in Verbindung mit

der Bezugssignalquelle 33 die Steuerung des einstellbaren Stromerzeugers 34 übernimmt, der so auf den Laser19 einwirkt, daß die Stärke des Pumplichts immer in der gleichen Weise moduliert bleibt.

Wenn es jedoch unvermeidlich im Laufe der Zeit zu einer Alterung des Lasers 19 kommt, dann übermitteln die Signale V, und VbIa₁ diese Information an die Mikroprozessorschaltung. In dieser Situation wird die Mikroprozessorschaltung durch den Speicher 42 so programmiert, daß ein Signal l_n9 abgegeben

wird, das auf das Relais 38 einwirkt und dadurch zur Einschaltung des NF-Modulators 37 führt.

Dieser Modulator 37 veranlaßt den Laser 19, ein Warnsignal mit einer NF-Modulation oder einem Tonus m61 abzugeben, das zur Überlagerung einer gleichen NF-Modulation der zu übertragenen Lichtsignale mit der Wellenlänge A| führt, die als Warnsignal in

der Empfangsendstelle 11 aufgenommen werden kann. Darüber hinaus kann die Mikroprozessorschaltung, die durch den

Speicher 42 programmiert wird, auch anhand der empfangenen Signale V₁ und V_b;_Jf die Funktionsfähigkeit der aus dem Komparator 32 und der Bezugssignalquelle 33 bestehenden Einheit überwachen. Wenn es zu Fehlern in dieser Einheit kommt,

dann könnte die Mikroprozessorschaltung ein Signal l'_n. abgebe i, das nicht in der Figur gezeigt wird, auf das Relais 38 und den

Modulator 37 einwirkt und diesen dadurch veranlaßt, ein Warnsignal mit einer Modulation m62 abzugeben. In diesen Fällen kann die Sendeendstelle 10 dadurch, daß die mit einer hohen Frequenz VOnA₁ modulierten Lichtsignale mit einer HF-Modulation m6/10 und m6/10' überlagert werden. Dieses Steuersignal mC/10 führt zu einer Modulation des Restpumplichts 11 a mit der Wellenlänge A₂, das durch die Mikroprozessorschaltung 29 des Verstärkers 6 als Steuersignal dafür überwacht wird und die Mikroprezossorschaltung

veranlaßt, die Signale l_nb und r_nb an das Relais 35 zur Abschaltung der Laserlichtquelle 19 bzw. zur Einschaltung der

Laserlichtquelle 20 abzugeben. Auf diese Art und Weise wird die vollkommene Funktion des Lichtkanals zur Übertragung von Fernmeldesignalen dann

wiederhergestellt, wenn der Laser 19 nicht mehr die notwendige Pumplichtenergie liefern kann, jedoch immer noch in der Lage ist, sehr gut als Überwachungsfotodiode zu dienen.

Wenn der Laser 19, nachdem er als Pumplichtquelle erschöpft Ist, auch nicht mehr als Überwachungsfotodiode Im Verstärker

dienen kann, dann wird die alternative Ausführungsform von Fig.6 verwendet. In diesem Fall wird die Mikroprozessorschaltung29 so programmiert, daß sie neben dem Steuersignal l_nb oder r_nb auch das Steuersignal l_nc oder Ι'_κ abgibt, wenn sie von der

Sendeendstelle 10 das Steuersigna .ηβ/10 oder m6/10' empfängt. Durch die Abgabe des Signals l„_c oder l'_nc wird der Lichtquellenumschalter 19" in Funktion gesetzt und die Lichtleitfaser 19' mit

der Überwachungsfotodiode 19"' in Verbindung gebracht, die mit dem Verstärker 36 verbunden ist, von dem die Signale V_b (oder V'b) an die Mikroprozessorschaltung 29 abgegeben werden.

Was für die Funktionsweise des Verstärkers 6 angegeben worden ist, gilt auch für die Verstärker 7,8 und 9. Darüber hinaus ist die Überwachung der Funktionsfähigkeit der verschiedenen Lichtleitfasern in der Leitung infolgedessen

durch die besondere Ausführung und die besondere Funktionsweise der Verstärker in der Leitung selbst möglich.

Tatsächlich kann das Vorhandensein eines Fehlers in einer Leitlichtfaser der Leitung sofort festgestellt, lokalisiert und den Endstellen 10 und 11 gemeldet werden, wobei all das wie folgt geschieht. Wenn eine Lichtleitfaser eines Lichtleitkabels, wie z. B. die L leitfaser 13 des Lichtleitkabels 1, beschädigt oder gebrochen ist,

dann erreichen keine Lichtsignale mit der Wellenlänge At mehr den Verstärker 6.

In dieser Situation kommt es im Innern der Lichtleitfaser mit aktivem Kern 1 β praktisch zu keiner Dämpfung der vom Laser 19

abgegebenen Pumplichtenergie, weil diese nicht mehr zur Verstärkung des Signals A₁ dient.

Es ergibt sich daraus, daß die Mikroprozessorschaltung 29 durch den Vergleich der Signale V, und V'b das Bestehen einer

anomalen Situation unabhängig vom Verstärker erkennt. In diesem Fall wird die Mikroprozessorschaltung 29 so programmiert, daß sie ein Signal l„d an das Relais 38 abgibt, das zur Einschaltung des Modulators 37' mit der Abgabe eines modulierten

Warnsignals an die Endstelle 11 führt. Da die Verstärker hinter dem Verstärker 6 dessen Funktion übernehmen, wird die Lage der Fehlerstelle in der Leitung bei einem Bruch von Lichtleitfasern sofort ermittelt. Aus der vorhergehenden Beschreibung und den folgenden Ausführungen wird deutlich, daß die angestrebten Ziele durch eine

faseroptische Fernmeldeleitung gemäß der vorliegenden Erfindung und durch die Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Der Einsatz von zwei Lasern auf beiden Seiten einer Lichtleitfaser mit aktivem Kern im Innern des Verstärkers, d. h. der Einsatz

eines in Betrieb befindlichen Lasers und eines Reservelasers, wobei der zuletzt genannte Laser als Übnrwachungsfotodiode dient, bedeutet eine Verringerung der Gefahr von Betriebsunterbrechungen in der Leitung, da dann, wenn einer der beiden Laser beschädigt wird, dieser beschädigte Laser automatisch durch den genannten Laser ersetzt werden kann, wodurch eine

Unterbrechung in der Übertragung von Signalen vermieden wird. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Schaltungen, die mit NF-Modulationen arbeiten und an sich sehr zuverlässig

sind und irgendwie zuverlässiger als die elektronischen HF-Schaltungen der optoelektronischen Repeatter sind, in Verbindung

mit den Lasern eine kontinuierliche Überwachung von den Endstellen aus und im besonderen Fall eine kontinuierliche

Überwachung der Betriebsbedingungen aller Verstärker in der Leitung von den Landendstellen der Seeleitungen aus. Darüber hinaus kann durch die Möglichkeit, Übertragungs- und Steuersignale von den Endstellen aus dadurch an die

verschiedenen Verstärker zu übermitteln, daß die HF-Modulation durch eine NF-Modulation überlagert wird, die Leitung in einem optimalen Betriebszustand gehalten werden, ohne daß zusätzliche Lichtleitfasern in den Lichtleitkabeln ausschließlich für

die Übermittlung dieser Steuersignale verwendet werden müssen.

Die Tatsache, daß jeder Verstärker gemäß der Erfindung bestimmte eigene Signale auesendet, die von den Endstellen 10 und 11

auf beiden Seiten der Leitung empfangen und erkannt werden, bietet außerdem bei einer Beschädigung irgendeiner

Lichtleitfaser eines Lichtleitkabels die Möglichkeit, diese genau zu lokalisieren, wodurch neben der Überwachung der Funktionsfähigkeit der Lichtleitfasern in den verschiedenen Lichtleitkabeln auch bei einer Störung sofortige Reparaturmaßnahmen ergriffen werden können. Obwohl die besondere Ausführungsform einer Leitung gemäß der Erfindung eine faseroptischo Fernmeldeseeleitung ist, darf

das jedoch nicht als eine Begrenzung oder Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindungen, wie z. B. die faseroptischen Frei- und Erdleitungen, gehören.

Obwohl eine bestimmte Ausführungsform einer Leitung und eines Verstärkers gemäß der Erfindung beschrieben und dargestellt

worden ist, umfaßt der Schutzumfang der Erfindung auch jede andere alternative Ausführungsform, die sich ein Fachmann auf diesem Gebiet vorstellen kann.

Claims

1. Faseroptische Fernmeldeleitung, bestehend wenigstens aus einem ersten und einem zweiten Lichtleitkabel (1,2), die beide in Reihe angeordnet und durch einen Verstärker (6) für die übertragenen Signale miteinander verbundin sind, wobei dieser Verstärker (6) im Innern eines dichten Mantels (12), der mit den Stirnseiten der Lichtleitkabel (1,2) verbunden ist, wenigstens einen Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern (16), der auf beiden Seiten mit einer Lichtleitfaser (13) des ersten Lichtleitkabels (1) bzw. mit einer Lichtleitfaser (14) des zweiten Lichtleitkabels (2) verbunden ist, und eine erste Pumplichtquelle (19), die mit einer Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite der Leitung ein NF-Lichtmodulatorfür die Übertragung der Signale vorgesehen und im Innern des Verstärkers (6) eine zweite Pumplichtquello (20), die mit der anderen Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, eine Mikroprozessorschaltung (29), die mit beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist und die Pumplichtstärkeschwankungen im Innern des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) überwacht und Signale in Abhängigkeit von diesen Schwankungen an eine Steuerschaltung wenigstens eines NF-Modulators (37) der Pumplichtquellen (19,20* überträgt, und ein Funktionsurnschalter (35) zwischen der ersten (19) und der zweiten (20) Pumplichtquelle vorhanden sind.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Verstärkers (6) auf beiden Seiten des Lichtfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) die Verbindung dieses Lichtleitfaserabschnittes mit einer Lichtleitfaser (13) des Lichtleitkabels (1), mit der Pumplichtquelle (19) und mit der Schaltung, die auf beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) angeschlossen ist, durch einen Zweifarbenkoppler (17) erfolgt.

3. Leitung nach Anspruch 1, die aus mehreren Lichtleitkabeln (1,2,3,4 und 5) besteht, die in Reihe angeoronet und paarweise durch Verstärker (6,7,8 und 9) für die übertragenen Signale miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die NF-Modulatoren (37,37') der einzelnen Verstärker (6,7,8 und 9) zu NF-Modulationen der Pumplichtenergie führen, die sich untereinander und gegenüber der NF-Modulation unterscheiden, die am Ende der Leitung der Lichtquelle für die Übertragung des Signals erfolgt.

4. Verstärker (6) für faseroptische Fernmeldeleitungen, der im Innern eines dichten Mantels (12), der mit beiden Seiten eines ersten und eines zweiten Lichtleitkabels (1,2) verbunden ist, wenigstens einen Lichtleitfaserabschnitt mit aktivem Kern (16), der auf beiden Seiten optisch mit einer Lichtleitfaser (13) des ersten Lichtleitkabels (1) bzw. mit einer Lichtleitfaser (14) des zweiten Lichtleitkabels (2) verbunden ist, und eine erste Pumplichtquelle (19) besitzt, die mit einer Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, wobei dieser Verstärker (6) dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine zweite Pumplichtquelle (20), die mit der änderet ι Seite des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, eine Mikroprozessorschaltung (29), die mit beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, die Pumplichtstärkeschwankungen im Innern des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) überwacht und Signale in Abhängigkeit von diesen Schwankungen an eine Steuerschaltung wenigstens eines NF-Modulators (37) der Pumplichtquellen übermittelt, und einen Funktionsumschalter (35) zwischen der ersten und der zweiten Pumplichtquelle (19,20) besitzt.

5. Verstärker (6) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Lichtieitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) die Verbindung dieses Lichtleitfaserabschnittes mit einer Lichtleitfaser (13,14) des Lichtleitkabels (1,2), mit der Pumplichtquelle (19,20) und mit der Schaltung, die mit beiden Seiten des Lichtleitfaserabschnittes mit aktivem Kern (16) verbunden ist, durch einen Zweifarbenkoppler (17,18) erfolgt.