DE10011068B4

DE10011068B4 - Anordnung zur Unterdrückung von Instabilitäten in einem optischen Wellenlängen-Multiplex-Ringnetz

Info

Publication number: DE10011068B4
Application number: DE10011068A
Authority: DE
Inventors: Patrick Dr. Leisching; Harald Dr. Bock; Detlef Dr. Stoll; Alexander Dr. Richter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: US20010053005A1; DE10011068A1

Abstract

Anordnung zur Unterdrückung von Instabilitäten in einem optischen Wellenlängen-Multiplex-Ringnetz, bei der im wenigstens einen Lichtwellenleiter (LWL) aufweisenden Ringnetz eine erste Filteranordnung (DMUX) eingefügt ist, die für die einzelnen optischen Signale (Sλ1 bis Sλ8) eine geringe Sperrdämpfung gegen Instabilitäten im kritischen Wellenlängenbereich aufweist, und bei der eine zweite Filteranordnung (MUX) oder Koppleranordnung vorgesehen ist, die die einzelnen optischen Signale (Sλ1 bis Sλ8) und ggf. eingekoppelte optische Signale (Sλ7A, Sλ8A) zu einem Wellenlängenmultiplexsignal (WMS) zusammenfasst dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Filteranordnung (DMUX, MUX) eine hohe Sperrdämpfung außerhalb der Übertragungskanäle aufweisen.

Description

Die Datenübertragung erfolgt heute häufig in optischen Ringnetzen mit Hilfe der Wellenlängenmultiplextechnik. Insbesondere bei transparenten Glasfaserringen kommt es durch die optischen Verstärker, beispielsweise optische Faserverstärker, zu Instabilitäten, da die Ringverstärkung bei einigen Wellenlängen außerhalb der Nutzkanäle größer als 1 ist.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 903 882 A2 ist eine Ringnetz-Anordnung bekannt, bei der Instabilitäten durch aktive Regelung oder durch Verwendung von Notch-Filtern vermieden werden. Nachteilig ist der hohe Aufwand bei der Regelung und die verbleibenden Instabilitäten sowie der zusätzliche Aufwand für die Notch-Filter. Diese Notch-Filter weisen Sperrbereiche zwischen den übertragenen Kanälen im Ringnetz auf. Dadurch werden Instabilitäten durch z. B. Lasing im Wellenlängenbereich unterdrückt. Außerhalb vom Wellenlängenbereich treten aber weiterhin noch starke Instabilitäten durch ASE (Amplified Spontaneous Emission) auf .

Aus DE 199 36 421 A1 ist eine weitere Ringnetz-Anordnung bekannt, bei der die dort verwendeten Multiplexer und Demultiplexer keine Filteranordnung gegen Instabilitäten bedingt durch im Ringnetz störende Lasingseffekte aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach zu realisierende Anordnung zur Vermeidung von Instabilitäten in optischen Ringnetzen anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Der besondere Vorteil ist es, das einfach zu realisierende Filterstrukturen eingesetzt werden können, die häufig ohnehin für Add-Drop-Funktionen erforderlich sind.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein optisches Ringnetz mit der erfindungsgemäßen Anordnung,

2 eine Variante der Anordnung und

3 die Durchlaßkurve eines geeigneten Filters.

1 zeigt ein Ringnetz mit einem Lichtwellenleiter LWL und Netzknoten NK1, NK2, NK3 und NK4. Nur der erste Netzknoten NK1 ist, soweit es für die Erfindung relevant ist, genauer dargestellt. Einrichtungen zur Steuerung, Umschaltung, Überwachung usw. sind nicht dargestellt. Wesentliche Elemente sind der Wellenlängen-Demultiplexer DMUX und der Wellenlängen-Multiplexer MUX. Dem Demultiplexer kann ein erster optischer Verstärker V1 vorgeschaltet sein und dem Multiplexer MUX ein zweiter optischer Verstärker V2 nachgeschaltet sein. Ausserdem können weitere optische Verstärker V3 zwischen den Netzknoten angeordnet sein. In dem Ringnetz werden verschiedene optische Signale Sλ1 bis Sλ7 zu einem Multiplexsignal WMS zusammengefasst übertragen. Im ersten Netzknoten NK1 werden zwei dieser Signale Sλ7D (Drop) und Sλ8D ausgekoppelt und entsprechende Signale Sλ7A (Add)und Sλ8A eingekoppelt. Andere Signale Sλ1 bis Sλ6 werden durch den Netzknoten "durchgeschleift".
Der Wellenlängen-Demultiplexer DMUX ist als Filteranordnung ausgeführt, die aus dem Wellenlängen-Multiplexsignal WMS die einzelnen optischen Signale herausfiltert. Die Durchlaßkurven der Filteranordnung legen die Übertragungskanäle fest. Der Wellenlängen-Multiplexer MUX fügt die an seinen Eingängen anliegenden Signale wieder zu einem Wellenlängen-Multiplexsignal WMS zusammen. Während es in den Frequenzbereichen der Übertragungskanäle keine Stabilitätsprobleme gibt (der Ring wird durch das Aus- und Einkoppeln unterbrochen), treten diese durch die verstärkte spontane Emission (ASE – amplified spontanous emission) außerhalb der Wellenbereich auf.
Durch den Einsatz von Filtern, die für die optische Nutzsignale Sλ1 bis Sλ8 nur eine geringe Durchlaßdämpfung aufzuweisen und außerhalb des Übertragungsbandes in dem relevanten Wellenlängenbereich eine sehr hohe Dämpfung aufzuweisen, wird die Kreisverstärkung außerhalb der Übertragungskanäle erheb- 1ich reduziert, so daß keine Instabilitäten mehr auftreten. Diese Fitereigenschaften werden auch als entsprechend großer "Free Spectral Range" bezeichnet. Die Filter können beliebig realisiert werden. Entsprechende Filter können als AWG-Filter (arrayed wave guide) hoher Ordnung ausgeführt werden oder BULK-Filter (AWG-Filter können von der Firma Corning Cablesystems, Vertretung Optical Devices, Zielstattstrasse 40, D-81379 München bezogen werden).
In 3 ist die Durchlaßfunktion D eines MIC-Filters in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ (in Mikrometer) dargestellt. Der Sperrbereich FSE umfaßt den gesamten relevanten Wellenlängenbereich. Bei diesem Filter handelt es sich um eine modifizierte Littman-Metcalf-Konfiguration der Fa. Photonetics Inc., 200 Corporate Place-Suite 1A; Peabody, MA 01960-5840 – USA.
Außerhalb des dargestellten Wellenlängenbereiches sind die durch ASE hervorgerufenen Effekte vernachlässigbar.
Zu ergänzen ist noch, dass der Wellenlängen-Demultiplexer DMUX und der Wellenlängen-Multiplexer MUX auch in einem einzigen Baustein ohne Aus- oder Einkoppelmöglichkeiten zusammengefasst werden kann, wie dies in 2 dargestellt ist.
In den anderen Netzknoten können beliebige Add-Drop-Einrichtungen mit beliebigen Filterelementen verwendet werden. Auch solche, die das auszukoppelnde Signal reflektieren und über einen Zirkulator auskoppeln.

Claims

Anordnung zur Unterdrückung von Instabilitäten in einem optischen Wellenlängen-Multiplex-Ringnetz, bei der im wenigstens einen Lichtwellenleiter (LWL) aufweisenden Ringnetz eine erste Filteranordnung (DMUX) eingefügt ist, die für die einzelnen optischen Signale (Sλ1 bis Sλ8) eine geringe Sperrdämpfung gegen Instabilitäten im kritischen Wellenlängenbereich aufweist, und bei der eine zweite Filteranordnung (MUX) oder Koppleranordnung vorgesehen ist, die die einzelnen optischen Signale (Sλ1 bis Sλ8) und ggf. eingekoppelte optische Signale (Sλ7A, Sλ8A) zu einem Wellenlängenmultiplexsignal (WMS) zusammenfasst dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Filteranordnung (DMUX, MUX) eine hohe Sperrdämpfung außerhalb der Übertragungskanäle aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filteranordnung (DMUX) und die zweite Filteranordnung (MUX) in einem Baustein realisiert sind, wobei sämtliche Ausgänge der ersten Filteranordnung mit den Eingängen der zweiten Filteranordnung (MUX) oder der optischen Koppleranordnung verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Filteranordnung (DEMUX) und/oder die zweite Filteranordnung (MUX) passive Filteranordnungen sind.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste Filteranordnung (DMUX) eine BULK- oder AWG-Filterstruktur aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filteranordnung (DMUX) als Wellenlängen-Demultiplexer ausgeführt ist und dass die zweite Filterstruktur (MUX) als Wellenlängenmultiplexer oder als Koppleranordnung ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Netzknoten (NK1) vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Netzknoten (NK1) vorgesehen ist und als Add-Drop-Einrichtung ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbereich außer den Nutzkanälen mindesten den Wellenlängenbereich 1,53μm bis 1,565 μm umfaßt.