DE10058059A1 - Optischer Faserverstärker - Google Patents

Optischer Faserverstärker

Info

Publication number
DE10058059A1
DE10058059A1 DE10058059A DE10058059A DE10058059A1 DE 10058059 A1 DE10058059 A1 DE 10058059A1 DE 10058059 A DE10058059 A DE 10058059A DE 10058059 A DE10058059 A DE 10058059A DE 10058059 A1 DE10058059 A1 DE 10058059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
fiber
module
optical
gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10058059A
Other languages
English (en)
Inventor
Lutz Rapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10058059A priority Critical patent/DE10058059A1/de
Priority to US09/732,167 priority patent/US6583923B1/en
Publication of DE10058059A1 publication Critical patent/DE10058059A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293Signal power control
    • H04B10/294Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2941Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers
    • H01S3/06758Tandem amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers
    • H01S3/06779Fibre amplifiers with optical power limiting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optischen Faserverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. DOLLAR A Ein optischer Faserverstärker für Wellenlängen-Multiplex(WDM)-Signale weist im Verstärkergrundmodul (VM) ein austauschbares Fasermodul (FM) zur Anpassung der Verstärkung an unterschiedliche Eingangspegel bei optimalem Rauschverhalten auf. Die Verstärkungsänderung beruht auf der Änderung der Länge der Verstärkungsfaser (EDF1, EDF2).

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Faserverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Optische Wellenlängen-Multiplex(WDM)-Übertragungssysteme müs­ sen so ausgelegt werden, daß sie auf Strecken mit unter­ schiedlichen Verstärkerabständen betrieben werden können. Die sich ergebende Problematik soll im folgenden anhand eines Beispiels erläutert werden. Zwischen den einzelnen mehrstufi­ gen Verstärkern sind Streckendämpfungen zwischen 33 dB und 14 dB vorgesehen. Dadurch liegen die Eingangsleistungen pro Kanal am Verstärkereingang etwa zwischen -28 dBm und -13 dBm. Es wird bei den folgenden Betrachtungen davon ausgegangen, daß der optische Verstärker (Inline-Verstärker) in einen Vor­ verstärker gefolgt von einem Dämpfungsglied und einem Booster (Leistungsverstärker) unterteilt werden kann. Zur optimalen Detektion der Signale sind feste Pegel (z. B. 0 dBm/Kanal) an einer Photodiode erforderlich, so daß die Leistung pro Kanal am Ausgang des Verstärkers und damit am Eingang des Boosters konstant, d. h. unabhängig von der Verstärkung in den einzel­ nen Verstärkerabschnitten, sein muß.
In obigem Anwendungsbeispiel muß der Gewinn des Verstärkers, der neben den Faserparametern durch die Länge der dotierten Faser sowie die mittlere Besetzungsinversion bestimmt wird, zwischen 13 dB und 28 dB variiert werden können. Besonders einfach ist die Veränderung des Verstärkergewinns über die Pumpleistung. Verringert man die Pumpleistung, nimmt die mittlere Besetzunginversion und damit auch der Gewinn ab. Dieses Verfahren ist bei Einkanalsystemen anwendbar. Für WDM- Systeme ist es aber ungeeignet, denn der Verlauf des Gewinns über der Wellenlänge hängt stark von der mittleren Beset­ zungsinversion N2 ab. Die mittlere Besetzungsinversion N2 wird als normierter Mittelwert der Besetzungsinversionen N2i (für alle Ionen mit meta-stabilen Niveaus) aller Verstärkerstufe Vi (z. B. 0 < i < 3 für einen Vorverstärker und einen Booster) über die gesamte Länge des optischen Verstärkers de­ finiert. Die N2i können Funktionen des Orts sein. Verstärker für WDM-Systeme müssen einen flachen Gewinnverlauf aufweisen, der zusätzlich mit Hilfe von speziellen Filtern bei einem de­ finierten Betriebszustand realisiert werden kann. Ändert man die mittlere Besetzungsinversion, so erfahren die einzelnen Wellenlängenkanäle einen deutlich unterschiedlichen Gewinn.
Im L-Band (ca. 1570-1610 nm) kann sogar ohne spezielles Filter ein flacher Gewinnverlauf erzielt werden, indem eine mittlere Besetzungsinversion von ca. 35% (oder ca. N2 = 0,35) einge­ stellt wird. Dieser Prozentsatz hängt von den verwendeten mit Erbium dotierten Fasern ab. So betragen bei einem Gewinn von 30 dB die Gewinnunterschiede z. B. nur 1,8 dB. Sowie die mitt­ lere Besetzungsinversion sich verändert, treten aber deutlich größere Gewinnunterschiede auf. Deshalb wird ein Vorverstär­ ker für WDM-Systeme in der Regel so dimensioniert, daß er ei­ nen maximalen erforderlichen konstanten Gewinn aufweist. Durch Einfügen einer Zusatzdämpfung kann der Gewinn dann auf den in einem konkreten Anwendungsfall notwendigen Wert redu­ ziert werden. Bei großen Dämpfungen für niedrige Verstärkun­ gen entstehen aber große Rauschzahlen.
Im Dokument PCT/WO98/36513, "Optical fiber amplifier having variable gain" ist ein optischer Faserverstärker mit einer Gewinnregelung für WDM-Signalübertragung beschrieben. In Fig. 2 wird die Schaltung erläutert, bei der ein geregeltes Dämpfungsglied (5) zwischen den zwei Verstärkerstufen (3) und (11) eingefügt ist. Drei photoelektrische Elemente (13), (17) und (25) messen die Lichtleistung entlang des Verstärkers re­ geln über einen Kontroller die Dämpfung. Ziel dieser Regelung ist, einen variablen Ausgangsgewinn des Verstärkers bei einem konstanten Verlauf aller Ausgangskanalpegel eines WDM- Eingangssignals zu erhalten. Praktisch wird der "Tilt" des Gewinns nach der ersten Vorverstärkerstufe durch ein spektra­ les Gewinnglättungsfilter (9) kompensiert. So läßt sich für alle WDM-Kanäle am Ausgang des Verstärkers eine spektral gleichmäßige Verstärkung erzielen. Im allgemein Fall wird versucht, den Gewinn und damit auch das Rauschen der ersten Vorverstärkerstufe klein zu halten. Für große Eingangspegel wird die Dämpfung erhöht. Dadurch entstehen aber wieder große Rauschzahlen.
Die folgenden Abbildungen beschreiben einige Varianten opti­ scher Verstärkung nach Stand der Technik. Deren Eigenschaften werden erläutert und die Nachteile beschrieben, die durch un­ sere Erfindung beseitigt werden.
Fig. 1 Basisprinzip der Gewinneinstellung mittels eines einstellbaren Dämpfungsglieds,
Fig. 2 Variante zum Basisprinzip der Gewinneinstellung mittels eines einstellbaren Dämpfungsglieds,
Fig. 3 Aufbau eines L-Band-EDFAs,
Fig. 4 Schematische Darstellung eines Verstärkermoduls.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der Verstärker in zwei Stu­ fen V1 und V2 unterteilt, zwischen denen ein einstellbares Dämpfungsglied DG eingefügt ist. In Fig. 1 sind auch der Ge­ winn G und die Signalleistung P (oder Pegel) entlang der Ver­ stärkerfaser für zwei verschiedene Verstärkungen dargestellt.
Bei niedrigen Eingangspegeln des WDM-Signals S erfolgt eine Verstärkung mit großem Gewinn GG. Die gestrichelte Linie be­ zieht sich auf die große Verstärkung GG eines Signals mit ge­ ringer Eingangsleistung.
Bei hohen Eingangspegeln wird durch die große Dämpfung zwi­ schen den Verstärkerstufen ein kleiner Gewinn KG bei einer schlechten Rauschzahl erreicht. Die durchgezogene Linie be­ zieht sich auf die geringe Verstärkung KG eines Signals mit hoher Eingangsleistung. Zwischen der zwei Verstärkerstufen V1 und V2 werden die hohen Pegel durch das Dämpfungsglied DG stark gedämpft.
In Fig. 2 weist der Verstärker die selben Komponenten V1, V2 und DG wie in Fig. 1 auf, aber das Dämpfungsglied DG wird direkt am Ausgang der zweiten Verstärkerstufe V2 angebracht. Diese Variante ermöglicht eine variable Verstärkung mit guten Rauschzahlen für kleine und hohe Gewinne G. Für Signale mit hoher Eingangsleistung werden aber die Pegel im Verstärker hohe Werte erreichen. Dadurch treten Nichtlinearitäten beson­ ders im L-Band bei hohen Pegeln in der Verstärkerstufe V2 auf. Dann muß aber die mittlere Besetzungsinversion N2 bei erhöhter Eingangsleistung aufrecht erhalten werden, wozu deutlich größere Pumpleistungen erforderlich sind. In Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, daß Signale mit hoher Eingangsleis­ tung unnötig mit hoher Pumpleistung verstärkt werden und am Ausgang wieder gedämpft werden. Diese Variante löst aber die vorher festgestellten Rauschzahlprobleme des Verstärkers ge­ mäß Fig. 1.
Die Fig. 3 zeigt den typischen Aufbau eines L-Band- Verstärkers. Die Besetzungsinversion N ist als Funktion der Faserlänge L schematisch dargestellt. Entscheidend ist, daß die Besetzungsinversion N21 im ersten Abschnitt S1 der mit Er­ bium dotierten Fasern EDF sehr groß ist, um die Rauschzahl klein zu halten. Mit den folgenden Abschnitten geringerer Be­ setzungsinversion wird dann die gewünschte mittlere Beset­ zungsinversion N2 eingestellt. Die mittlere Besetzungsinver­ sion N2 wird errechnet:
wobei LG die gesamte Länge der mit Erbium dotierten Fasern in den i verschiedenen Verstärkerstufen bezeichnet. N2i bezeich­ net die Besetzungsinversion der i-ten Verstärkerstufe mit Faserlänge Li. In diesem Beispiel sind nur zwei Verstärkerstufe mit entsprechenden Besetzungsinversionen N21 und N22 darge­ stellt. Die Besetzungsinversion N22 in der zweiten Stufe S2 sollte möglichst klein sein, so daß bei gegebener mittlerer Besetzungsinversion N2 der erste Faserabschnitt möglichst lang wird.
Die Fig. 4 zeigt einen an unterschiedliche Eingangspegel an­ paßbaren Faserverstärker. Am Eingang und Ausgang befindet sich je ein dotiertes Faserstück EDFE und EDFA außerhalb ei­ nes Modulgehäuses MG. Der Gewinn wird nun variiert, indem diese Faserstücke durch entsprechend kürzere oder längere er­ setzt werden. Bei einer Änderung der Längen der beiden Faser­ stücke um ΔL1 und ΔL2, wobei N21 und N22 konstant gehalten wer­ den und auch ΔL1 × L2 = ΔL2 × L1 gilt, ändert sich die mittle­ re Besetzungsinversion N2 nicht und nach wie vor sind die relativen Gewinnunterschiede gering. Der Aufwand bei dieser Lösung ist zu groß, da für alle erforderlichen Gewinnwerte ein umfangreicher Fasersatz notwendig ist.
Deshalb wird nur ein Vorrat von wenigen Fasern und weiterhin ein Dämpfungsglied DG vorgesehen. Aus dem Vorrat der Fasern wird die Konfiguration ausgesucht, die den gewünschten Gewinn minimal übertrifft. Die Feineinstellung geschieht dann mit dem Dämpfungsglied DG. Da die Einfügedämpfungen nun deutlich geringer sind, hat die Zusatzdämpfung einen geringeren Einfluß auf die Rauschzahl. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Besetzungsinversionen N21 und N22 nicht angepaßt wer­ den müssen. Von Nachteil ist, daß zwei Faserstücke ausge­ tauscht werden müssen.
Die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei WDM-Systemen eine einfache Möglichkeit zur Anpassung des Fa­ serverstärkers an unterschiedliche Eingangspegel oder Gewinn­ werte bei optimalem Rauschverhalten anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen optischen Fa­ serverstärker, der durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekenn­ zeichnet ist, gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprü­ chen beschrieben.
Der erfindungsgemäße Verstärker gestattet eine Erweiterung des Verstärkungsbereiches, ohne daß das Signal nach dem Vor­ verstärker stark gedämpft werden muß. Dadurch werden die Rauschzahlen bei den unterschiedlichen Verstärkungswerten, insbesondere auch bei niedrigen Verstärkungen, klein bleiben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verstärker wird die Verstärkung di­ rekt durch unterschiedliche Faserlängen eines Moduls einge­ stellt. Es ist nur ein austauschbares oder umschaltbares pas­ sives Fasermodul vorgesehen.
Der große Vorteil der gezeigten Lösung liegt darin, daß das Zusatzmodul FM rein passiv ist, und somit außer dem optischen Eingang und Ausgang keine weiteren Anschlüsse benötigt wer­ den.
Es wird meist nur ein Zusatzmodul zum Einstellen zweier Ver­ stärkungswerte benötigt; die Feineinstellung des Verstär­ kungswertes wird mittels eines Dämpfungsglieds mit kleinem Dämpfungswert realisiert.
Bei einer richtigen Einstellung der Pumpleistungen wird die mittlere Besetzungsinversion N2 bei Änderung der Faserlänge so gehalten, daß der Verstärker ein flaches Gewinnspektrum für die Verstärkung aller WDM-Kanäle aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verstärker können die restlichen Verstärkungsunterschiede durch ein spezielles zusätzliches für verschiedene Gewinne geeignetes Filter minimiert werden.
Möglich ist auch der Einsatz von mehreren Fasermodulen, die zur Erzielung unterschiedlicher Verstärkungen optimiert sind. Ein Zusatzmodul kann prinzipiell in jeder Verstärkerstufe eingesetzt werden. Es können auch mehrerer Module in unter­ schiedlichen Verstärkerstufen eingesetzt werden. Die beste Konfiguration kann anhand der speziellen Anforderungen ge­ wählt werden.
Die Umschaltung zwischen diesen Fasermodulen kann durch Steckverbindungen oder durch Schalter erfolgen. In der Praxis reicht aber der Einsatz eines Faserverstärkers ohne oder mit einem zusätzlich eingefügten Fasermodul aus, um die erforder­ lichen Verstärkungswerte von 20 dB bis 30 dB zu erzielen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 5 Verstärkerkonfiguration mit nur einem austausch­ baren Fasermodul,
Fig. 6 Neues Prinzip der Gewinneinstellung mittels eines eingesetzten Fasermoduls,
Fig. 7 Umschaltbares und auswechselbares Fasermodul für die Gewinneinstellung des EDFAs
Fig. 8 Reduktion der Gewinnunterschiede mit Hilfe eines Filters mit Fasermodul
Fig. 9 Reduktion der Gewinnunterschiede mit Hilfe eines Filters ohne Fasermodul
Die Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Faserverstärker, bei dem nur die Länge einer einzigen Faser geändert wird.
Der erfindungsgemäße Faserverstärker, dessen Besetzungsinver­ sionen N als Funktion der Faserlänge L schematisch darge­ stellt ist, enthält eine erste Verstärkerstufe V1, bei der ein Pumpsignal von einer 980 nm-Laserdiode LD1 mittig in einem Faserabschnitt EDF ko- und kontradirektional zum Übertra­ gungssignal eingespeist ist. Die Verstärkerstufe V1 weist ei­ nen Bereich hoher Besetzungsinversion N21 bzw. N'21 auf. Nach einem am Ausgang der ersten Verstärkerstufe angeordneten Iso­ lator IS1 folgt eine zweite Verstärkerstufe V2 mit zwei 1480 nm-Pumplaserdioden LD2 und LD3, deren Pumpsignale kodi­ rektional in zwei folgende Faserabschnitte EDF1 und EDF2 ein­ gespeist werden. Zwischen den Faserabschnitten EDF1 und EDF2 sind ein Isolator IS2 und ein Dämpfungsglied DG eingefügt. Der erste Faserabschnitt EDF1 und der Isolator IS2 werden in einem vom Verstärkergrundmodul VM abgetrennten sogenannten Fasermodul (Zusatzmodul) FM eingesetzt. Wird das Zusatzmodul FM durch ein Verbindungskabel ersetzt, weist das Verstärker­ grundmodul VM eine aus der Pumplaserdiode LD3, dem Dämpfungs­ glied und der Faser EDF2 bestehende zweite Verstärkerstufe V2 auf. Die Pumplaserdiode LD2 ist nicht aktiv.
Durch das Zusatzmodul FM, das zwischen der ersten und der zweiten Verstärkerstufe eingefügt wird, liefert der gezeigte Verstärker bei aktivierter Pumplaserdiode LD2 einen Gewinn von z. B. 30 dB.
Ohne Fasermodul FM beträgt der Gewinn nur noch 20 dB. Im letzteren Fall ist aber die Besetzungsinversion N'22 in der zweiten Verstärkerstufe V2 geringer im Vergleich zur 30 dB- Version. Da nur ein einseitiges Faserstück mit einer Länge ΔL2 in der zweiten Verstärkerstufe V2 hier zwischengeschaltet wird, ist die Bedingung ΔL1 × L2 = ΔL2 × L1 nicht mehr erfüllt (ΔL1 = 0). Die mittlere Besetzungsinversion N2 ist dadurch ge­ ändert, läßt sich aber leicht durch Reduktion der in den zweiten Teil eingekoppelten Pumpleistung auf ihren ursprüng­ lichen Wert zurückstellen.
Es sind für diese Konfiguration beim EDFA-Design weitere Ein­ schränkungen zu beachten. Die Gesamtlänge der dotierten Fa­ sern EDF im ersten Verstärkerteil sollte im Falle des L-Band- Verstärkers ca. 20% der gesamten Länge betragen. Allerdings darf sie nicht zu groß gewählt werden, da sonst die gewünsch­ te mittlere Besetzungsinversion N2, die gering ist, ohne eingeführtes Zusatzmodul nicht mehr eingestellt werden kann. In den meisten Anwendungsfällen stellen diese Einschränkungen aber kein gravierendes Problem dar.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist in dem Grundmodul VM allerdings eine Pumplaserdiode LD2 vorgesehen, die ohne Zusatzmodul nicht erforderlich ist. Es wäre natür­ lich auch möglich, diese Pumpe im Zusatzmodul FM unterzubrin­ gen. Ein Nachteil dieser Ausführung ist aber, daß das Zusatz­ modul dann mehr Raum in Anspruch nimmt und elektrisch ange­ schlossen werden muß. Des weiteren muß das Zusatzmodul FM in die Regelkreise eingebettet werden.
Fig. 6 zeigt eine Variante des Faserverstärkers, bei der die zweite Verstärkerstufe V2 mit einer Faserlänge L in zwei Ver­ stärkerstufen V2a und V2b mit je einer Faserlänge von L/2 un­ terteilt ist. Das Dämpfungsglied DG ist zwischen den Verstär­ kerstufen V1 und V2a eingeschaltet, so daß nur Signale mit kleinen Pegeln gedämpft werden müssen und keine unnötig hohen Pumpleistungen erforderlich sind. Bei dieser Variante ist e­ ventuell nur eine der Pumplaserdioden LD2 oder LD3 erforder­ lich. Die Fig. 6 soll hier das Prinzip der Gewinnregelung bei dem Einsatz eines Fasermoduls FM im Verstärker erläutern. Die Verstärkerstufe V2a entspricht dem in Fig. 5 eingesetz­ ten Fasermodul FM. Zur Verstärkung eines Signals S mit klei­ nem Pegel sind alle Verstärkerstufen V1, V2a und V2b zur Er­ zielung eines maximalen Gewinns erforderlich.
Bei einem Eingangssignal S mit hohem Pegel sind nur die Ver­ stärkerstufen V1 und V2b (oder V1 und V2a) erforderlich. Statt der Verstärkerstufe V2a wird eine direkte Verbindung zwischen V1 und V2b hergestellt. Das Dämpfungsglied DG dient wieder zur Feineinstellung des Ausgangspegels.
Da das Dämpfungsglied das Signal nur gering dämpft, bleiben die Rauschzahlen für kleine und große Signaleniedrig. Im L- Band treten nur geringe Nichlinearitäten auf, da die Pegel im EDFA klein gehalten werden. Außerdem ist keine unnötig hohe Pumpleistung erforderlich.
Eine weitere Alternative zum Aufbau des Verstärkers mit einem Fasermodul FM1 ist in Fig. 7 gezeigt. Ein erster Abschnitt EDF11 der Verstärkungsfaser der zweiten Verstärkerstufe V2a ist auf dem Verstärkermodul VM angeordnet, ein zweiter Ab­ schnitt EDF12 ist auf dem Fasermodul FM1 angeordnet. Ebenso ist ein erster Abschnitt EDF21 der Verstärkungsfaser der letzten Verstärkerstufe V2b auf dem Verstärkermodul VM und ein zweiter Abschnitt EDF22 ist auf dem Fasermodul FM1 ange­ ordnet. Das Dämpfungsglied DG und der Isolator IS2 sind zwi­ schen den Verstärkungsfaserabschnitten EDF12, EDF22 im Faser­ modul FM1 eingefügt. Die Abschnitte EDF21 und EDF22 werden ko- bzw. kontradirektional gepumpt werden.
Die Fig. 8 und 9 stellen die Reduktion der Gewinnunter­ schiede für die zwei Gewinne von 30 dB und 20 dB mit Hilfe eines einzigen Filters dar, das sich im Verstärkermodul VM befindet. Auf ein zusätzliches Filter im Fasermodul FM wird verzichtet. Den Gewinnverlauf GOF ohne Filter zeigt die durchgezogene Linie; den Gewinnverlauf GMF mit Filter zeigt die gestrichelte Linie.
Ohne Filter beträgt der Gewinnunterschied im Falle eines L- Band-Verstärkers zwischen den einzelnen Wellenlängenkanälen beim Verstärkergewinn von 30 dB typischer Weise ca. 1,8 dB. Diese Gewinnunterschiede werden mit Hilfe eines Filters aus­ geglichen.
Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Gewinnunter­ schied bei den unterschiedlichen Verstärkungswerten von 30 und 20 dB nicht gleich bleibt; aber die Dämpfung des Filters in Abhängigkeit von der Wellenlänge konstant bleibt. Deshalb muß bei der Filterdimensionierung ein Kompromiß getroffen werden. Sieht man z. B. vor, daß der Gewinn mit Zusatzmodul 30 dB und ohne Zusatzmodul 20 dB beträgt, muß der Filter so dimensioniert werden, daß bei einem Gewinn von 25 dB die Un­ terschiede vollständig verschwinden. Dann bleibt in den bei­ den vorgesehenen Konfigurationen der Gewinnunterschied unter 0,3 dB, wie dies in Fig. 8 und 9 veranschaulicht ist. Die­ ser Aspekt erschwert die Anwendung der gezeigten Konfigurati­ onen für das C-Band, denn dort treten erheblich größere Ge­ winnunterschiede auf, die durch mehrere Filter kompensiert werden müssen. Bei hohen Anforderungen zur Einebnung des Ge­ winnspektrums sind in der Regel für einen C-Band-Verstärker Glättungsfilter sowohl im Zusatzmodul als auch im Verstärker­ grundmodul erforderlich. Beim L-Band-Verstärker kann unter Umständen auf das Filter im Zusatzmodul verzichtet werden.
Zur Dispersionskompensation kann das Fasermodul (auch teil­ weise) eine dispersionskompensierende Faser, z. B. die Faser EDF1, EDF12 oder EDF22 (Fig. 5, Fig. 7), enthalten. Eine oder mehrere Pumpquellen vermeiden eine zusätzliche Dämpfung. Durch eine eigene Verstärkungsregelung kann der gesamte Ge­ winn konstant gehalten werden.
In Zukunft wäre es auch denkbar, das Zusatzmodul in das Ver­ stärkergrundmodul zu integrieren. Dazu sind preiswerte opti­ sche Schalter mit geringer Dämpfung erforderlich, die durch die hohen optischen Leistungen keine Beschädigung erfahren.

Claims (9)

1. Optischer Faserverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß ein umschaltbares oder auswechselbares Fasermodul (FM, FM1) zum Verändern der effektiven Länge einer Verstärkungsfa­ ser (EDF) vorgesehen ist.
2. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermodul (FM) wahlweise eine Verbindungsfaser, eine Verstärkungsfaser (EDF) oder eine Verstärkungsfaser (EDF) und ein Dämpfungsglied (DG) enthält.
3. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermodul (FM1) eine in zwei Verstärkungsfaserab­ schnitten (EDF12, EDF22) aufgeteilte Verstärkungsfaser (EDF1, EDF2) mit einem zwischengeschalteten Dämpfungsglied (DG) ent­ hält.
4. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermodul (FM) zwischen der ersten Verstärkerstufe (V1) und der letzten Verstärkerstufe (V2) angeordnet ist.
5. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale eingestellte Dämpfung des Dämpfungsglieds (DG) geringer ist als die Differenz aus maximalem und minima­ lem Verstärkergewinn.
6. Optischer Faserverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Filter im Verstärkermodul und/oder im Fasermodul (FM) zur Einebnung des Spektrums der Signalpegel vorgesehen sind.
7. Optischer Faserverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fasermodul (FM; FM1) eine dispersionskompensierende Faser (EDF1; EDF12) angeordnet ist.
8. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Pumpquelle angeordnet ist.
9. Optischer Faserverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Verstärkungsregelung für die dispersions­ kompensierende Faser vorgesehen ist.
DE10058059A 1999-12-07 2000-11-23 Optischer Faserverstärker Withdrawn DE10058059A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10058059A DE10058059A1 (de) 1999-12-07 2000-11-23 Optischer Faserverstärker
US09/732,167 US6583923B1 (en) 1999-12-07 2000-12-07 Optical fiber amplifier

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19958894 1999-12-07
DE10058059A DE10058059A1 (de) 1999-12-07 2000-11-23 Optischer Faserverstärker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10058059A1 true DE10058059A1 (de) 2001-06-21

Family

ID=7931675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10058059A Withdrawn DE10058059A1 (de) 1999-12-07 2000-11-23 Optischer Faserverstärker

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10058059A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144948A1 (de) * 2001-09-12 2003-04-03 Siemens Ag Verfahren zur Regelung einer Pumpeinrichtung bei optischer Verstärkung eines übertragenen Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals
US7061667B2 (en) 2002-04-08 2006-06-13 Marconi Uk Intellectual Property Ltd. Optical amplifiers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144948A1 (de) * 2001-09-12 2003-04-03 Siemens Ag Verfahren zur Regelung einer Pumpeinrichtung bei optischer Verstärkung eines übertragenen Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals
US7088496B2 (en) 2001-09-12 2006-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a pump unit while optically amplifying a transmitted wavelength multiplex (WDM) signal
DE10144948B4 (de) * 2001-09-12 2007-10-31 Siemens Ag Verfahren zur Regelung einer Pumpeinrichtung bei optischer Verstärkung eines übertragenen Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals
US7061667B2 (en) 2002-04-08 2006-06-13 Marconi Uk Intellectual Property Ltd. Optical amplifiers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69936628T2 (de) Optischer Verstärker und Optisches Übertragungssystem für Wellenlängenmultiplexübertragung
DE69633109T2 (de) Optisches Übertragungssystem und optischer Verstärker
DE69506077T2 (de) Optischer Verstärker
DE69633476T2 (de) Faseroptischer Verstärker und dispersionskompensierendes Fasermodul für faseroptischen Verstärker
DE60031347T2 (de) Optischer Verstärker für die C und L Banden
DE19936422B4 (de) Langwelliger optischer Faserverstärker
DE69834382T2 (de) Optische Verstärkungseinrichtung für Wellenlängenmultiplexsignale
DE69005794T2 (de) Optische Verstärkungseinrichtung mit niedrigem Rauschen und Reflexion der Pumpleistung.
DE69838463T2 (de) Optische Übertragungseinrichtung und optisches Übertragungssystem
EP1905139B1 (de) Mehrstufiger faserverstärker und verfahren zur anpassung einer pumpleistung eines mehrstufigen faserverstärkers
DE60022288T2 (de) Optische Verstärkungseinrichtung, Breitbandige optische Verstärkungseinrichtung und optisches Übertragungssystem
DE19704685A1 (de) Optischer Verstärker
DE60206535T2 (de) Optischer breitbandiger Tellurit-Faserverstärker mit Multiwellenlängen-Pumpquelle
DE102005031897B4 (de) Mehrstufiger Faserverstärker
DE10040446A1 (de) Kaskadierbare optische Verstärkeranordnung
WO2018184943A1 (de) Laserverstärkersystem mit zweistufigem kompressorsystem
DE60126531T2 (de) Codotierter optischer Hochleistungsverstärker mit MEHREREN ABGRIFFEN
DE69301955T2 (de) Faseroptischer Verstärker
DE60319198T2 (de) Thuliumdotierer Faserverstärker
EP1034629A1 (de) Verfahren zur pegeleinstellung für optische signale
DE602004006714T2 (de) Optischer Verstärker und Methode zur Kontrolle eines Raman-Verstärkers
DE10058059A1 (de) Optischer Faserverstärker
EP1320950B1 (de) Raman-verstärker
DE60308668T2 (de) Optische verstärker
DE10144948B4 (de) Verfahren zur Regelung einer Pumpeinrichtung bei optischer Verstärkung eines übertragenen Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: NOKIA SIEMENS NETWORKS GMBH & CO.KG, 81541 MUE, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee