DE10102870A1

DE10102870A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung von temperaturkritischen Bauteilen

Info

Publication number: DE10102870A1
Application number: DE10102870A
Authority: DE
Inventors: Guenter Spanner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-08-29
Also published as: US20020122226A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein optisches Netzelement, eine optische Datenübertragungsstrecke und Verfahren zur Verkippungs- und Welligkeitskompensation durch Aufspaltung des Datensignals in Subbänder und individuelle Verstärkung der Subbänder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzelement und ein Verfahren zum Ausgleich von Verkippungen in Datenübertragungsstrecken eines Wellenlängenmultiplex-Systems für optische Datenübertragungs signale mit mindestens einem Eingang für ein optisches N- kanaliges Eingangssignal und mindestens einen Ausgang für ein verändertes N-kanaliges Ausgangssignal.

Es ist bekannt, die Verkippung und gegebenenfalls die Wellig keit optischer Datenübertragungssignale über ihre Frequenz durch den Einsatz von Elementen, durch die das gesamte Fre quenzspektrum des Signals eines WDM-Systems läuft, insgesamt zu kompensieren. Hierbei zeigt sich, daß eine solche Kompen sation so ungenügend ist, daß aufgrund der ungenügenden Dyna mik schon nach einem Durchlauf von 6 bis 10 optischen Ver stärkern in einer Datenübertragungsstrecke bereits Netzele mente zum Ausgleich der Verkippung und Welligkeit eingesetzt werden müssen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Netzelemente mit verbes serter Dynamik zu finden.

Die Aufgabe der Erfindung wird die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Demnach schlägt der Erfinder ein Netzelement zum Ausgleich von Verkippungen und Welligkeiten in Datenübertragungsstre cken eines Wellenlängenmultiplex-Systems für optische Daten übertragungssignale mit mindestens einem Eingang für ein op tisches N-kanaliges Eingangssignal und mindestens einen Aus gang für ein verändertes N-kanaliges Ausgangssignal vor, das dahingehend verbessert ist, daß mindestens ein Demultiplexer zur frequenzabhängigen Aufteilung des Eingangssignals in eine Vielzahl Pfade für einzelne Subbänder, je Pfad mindestens ein Verstärker und mindestens ein Multiplexer zur Zusammenführung der getrennten Bänder, vorgesehen sind.

Hierdurch wird eine wesentlich höhere Dynamik erreicht, da es nun beispielsweise möglich ist, durch eine individuelle Ein stellung oder Voreinstellung der einzelnen Verstärker auf die jeweilige Form der Verkippung mit unterschiedlicher Steigung oder auf eine Welligkeit mit Steigungen mit unterschiedlichen Vorzeichen einzugehen und diese zu kompensieren. Dabei ist es nun sogar möglich auch eine Welligkeit im Signal über die Frequenz auszugleichen.

Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Netzelement auch derart ausgestaltet sein, daß jeder Verstärker eine individuelle Steuerung oder Regelung aufweist. Das Regelsignal kann am En de der Übertragungsstrecke mittels eines optischen Spektrum analysers (OSA) gewonnen und über einen optischen Überwa chungskanal (OSC: Optical Supervisory Channel) an die einzel nen Netzelemente verteilt werden.

Da die einzelnen Verstärker in den Pfaden in erster Näherung lediglich eine gleichmäßige Anhebung oder Absenkung des Sig nals in ihrem individuellen Pfad erzeugen, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn mindestens ein Pfad, vorzugsweise alle Pfa de, ein dispersionskompensierendes Mittel (DCM: Dispersion Compensating Module) aufweist beziehungsweise aufweisen. Hieraus ergibt sich ein optimaler Ausgleich jeglicher Wellig keit, Verkippung und Dispersion des gesamten Datenübertra gungssignals und damit eine wesentlich geringere Übertra gungsfehlerrate.

Erfindungsgemäß kann das Netzelement zusätzlich vor dem De multiplexer einen gemeinsamen, über das gesamte Spektrum des Datenübertragungssignals wirkenden, Verstärker aufweisen. Hierdurch wird erreicht, daß die technisch aufwendige Vorver stärkung in einem gemeinsamen Verstärker erfolgen kann und dieser somit nur einmal erforderlich ist. Von den schmalbandigen Einzelverstärkern muß dann nur noch eine relativ gerin ge Verstärkungsleistung erbracht werden, wodurch diese mit erheblich geringerem technischen Aufwand realisierbar sind.

Entsprechend kann auch nach dem Multiplexer ein gemeinsamer, über das gesamte Spektrum des Datenübertragungssignals wir kender, Verstärker angeordnet sein. Dieser kann die gemeinsa me Leistungsverstärkung des Signals übernehmen, so daß diese technisch aufwendige Stufe ebenfalls nur einmal erforderlich ist und die Einzelverstärker wiederum nur erheblich geringe ren technischen Aufwand erfordern.

Außerdem kann vor dem Demultiplexer und/oder nach dem Multi plexer je ein gemeinsames, über das gesamte Spektrum des Da tenübertragungssignals wirkendes, dispersionskompensierendes Mittel (DCM) angeordnet werden. Hierdurch kann die notwendige Wirkung der pfadindividuellen dispersionskompensierenden Mit tel vermindert werden.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Aufspaltung der Fre quenzen im Demultiplexer derart erfolgt, daß K Pfade mit m Kanälen entstehen, wobei N = K.m mit m größer gleich 1 gilt und N die Gesamtzahl der Kanäle darstellt. Hierbei wird also ent weder mit m = 1 auf jeden Pfad jeweils ein Kanal aufgeteilt, oder mit m größer gleich 2 ein kleines Frequenzband, welches mehrere Kanäle enthält, je Pfad übertragen.

Es ist auch darauf hinzuweisen, daß es möglich ist, sowohl eine gleiche als auch eine unterschiedliche Anzahl an Kanälen in den einzelnen Pfaden zu übertragen.

Des weiteren schlägt der Erfinder auch eine Datenübertra gungsstrecke mit einem Sender, einem Empfänger und einer Vielzahl von zwischengeschalteten Verstärkern vor, welche mindestens ein erfindungsgemäßes Netzelement enthält.

Entsprechend dem zugrundeliegenden Erfindungsgedanken wird außerdem vorgeschlagen, das bekannte Verfahren zum Ausgleich von Verkippungen in Datenübertragungsstrecken eines Wellen längenmultiplex-Systems für optische Datenübertragungssignale dahingehend zu verbessern, daß das Frequenzband des optischen Datenübertragungssignals in eine Vielzahl kleiner Subbänder aufgespalten wird, wobei jedes Subband individuell so ver stärkt oder gedämpft wird, daß nach einer Zusammenführung der einzelnen Subbänder eine ursprünglich bestehende Verkippung oder Welligkeit weitgehend ausgeglichen ist.

Zusätzlich kann je Subband auch eine Dispersionskorrektur stattfinden.

Sowohl die individuelle Verstärkung als auch die individuelle Verkippungsbeeinflussung kann entweder gesteuert oder gere gelt werden, so daß eine optimale dynamische Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse möglich ist.

Vorteilhaft ist es bei diesem Verfahren weiterhin, wenn das gesamte Datenübertragungssignal mit insgesamt N Kanälen auf K Subbänder mit jeweils m Kanälen aufgespalten wird, wobei N = K.m gilt, mit m größer gleich 1.

Erfindungsgemäß wird außerdem vorgeschlagen, eine Datenüber tragungsstrecke mit den beschriebenen Netzelementen derart auszustatten, daß nach mehreren Netzelementen eine Meßstelle zur Bestimmung der Verkippung angeordnet ist, wobei von die ser Meßstelle Regelinformationen an die vorgeschalteten steu erbaren Netzelemente übertragen werden und durch individuelle Veränderung der Verstärkerleistungen in den einzelnen Pfaden und Subbändern der Grad der Verkippung geregelt wird. Vor zugsweise sollte mindestens eine Meßstelle oder die einzige Meßstelle am Ende der Datenübertragungsstrecke angeordnet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind aus den Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus führungsbeispiele ersichtlich.

Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1: Einfaches erfindungsgemäßes Netzelement mit einzel nen Verstärkern je Pfad;

Fig. 2: Netzelement gemäß Fig. 1 mit zusätzlichen einzel nen EDFAs je Pfad;

Fig. 3: Netzelement gemäß Fig. 2 mit zwei zusätzlichen Verstärkerelementen;

Fig. 4: Netzelement gemäß Fig. 3 mit zusätzlichem gemein samen DCM;

Fig. 5: Datenübertragungsstrecke mit erfindungsgemäßen Netzelementen und kaskadierten Verstärkerelementen;

Fig. 6: Netzelement gemäß Fig. 4 mit zusätzlichem Steu er/Regeleingang für die einzelnen Verstärker;

Fig. 7: Datenübertragungsstrecke mit Netzelementen der Fig. 6 und kaskadierten Verstärkerelementen;

Fig. 8: Grafische Darstellung der Verkippung und Welligkeit eines unbehandelten Datensignals;

Fig. 9: Grafische Darstellung des ausgleichenden Effektes der erfindungsgemäßen Netzelemente bei Anwendung auf das Datensignal aus Fig. 8.

Die Fig. 1 zeigt die einfachste Version des erfindungsgemä ßen Netzelementes 1 mit einem Eingang 2 und einem Ausgang 3. Das Datensignal wird über den Eingang 2 zu einem Demultiple xer 4 geführt, wo das Datensignal in K Subbänder aufgespalten wird und jedes Subband durch einen individuell zugeordneten Verstärker 6.1-6.K so verstärkt wird, daß ein Ausgleich ei ner bestehenden Verkippung des eingehenden Datensignales über die gesamte Bandbreite des gesamten Signales entsteht. An schließend werden die Subbänder dem Multiplexer 5 zugeleitet, der diese zusammenführt und zum Ausgang 3 des Netzelementes 1 leitet.

Eine verbesserte Form des erfindungsgemäßen Netzelementes 1 ist in der Fig. 2 dargestellt. Hier befinden sich zusätzlich zu den Verstärkerelementen 6.1-6.K in jedem Pfad 16.1- 16.K jeweils eine dispersionskompensierendes Element (DCM) 7.1 bis 7.K mit denen die gegebenenfalls noch verbleibende Restdispersion in den einzelnen Subbänder ausgeglichen werden kann, so daß eine weitere Verbesserung des Datensignals er folgt.

Die Fig. 3 zeigt eine zusätzliche Variante eines erfindungs gemäßen Netzelementes 1, wobei zusätzlich zur Verbesserung der Dynamik vor dem Demultiplexer 4, ein Verstärker 8 und nach dem Multiplexer 5 ebenfalls ein Verstärker 9 angeordnet sind.

Des weiteren zeigt die Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Netzele ment 1 aus der Fig. 3, jedoch mit einer weiteren dispersi onskompensierendem Element 10 zwischen dem Demultiplexer 4 und dem Verstärkerelement 9.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Netzelementes 1 in einer Datenübertragungsstrecke mit kaskadierten Verstärkern ist in der Fig. 5 dargestellt, in der von einem Sender 11 ausgehend eine Vielzahl von seriell hintereinander geschalteten Ver stärkerelementen 12 mit mehreren dazwischen angeordneten er findungsgemäßen Netzelementen zu einem Empfänger 13 führen.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemä ßen Netzelementes 1. Dieses Netzelement 1 weist im wesentli chen die Struktur des in Fig. 4 dargestellten Netzelementes auf und verfügt zusätzlich über einen Eingang 14 mit K- Kanälen zur individuellen Ansteuerung der K Verstärker 6.1- 6.K in den einzelnen Pfaden zur individuellen Beeinflussung der Verstärkung in den einzelnen Subbändern.

Beispielhaft kann es sich hierbei um die Eingänge eines opti schen Überwachungskanals (OSC: Optical Supervisory Cannal) handeln, wie er in der nachfolgenden Fig. 7 dargestellt ist.

Diese Fig. 7 zeigt eine Datenübertragungsstrecke, zwischen einem Sender und einem Empfänger 13 mit einer Vielzahl von kaskadierten Verstärkern 12, zwischen die - zur Regelung der Verkippung - steuerbare Netzelemente mit Steuereingängen 14 dargestellt sind. Die Steuereingänge 14 werden durch einen optischen Überwachungskanal gespeist, der sich über die ge samte Datenübertragungsstrecke erstreckt und dessen Steuer signale über einen optischen Spetrumanalyser (OSA) 15 am Ende der Datenübertragungsstrecke gewonnen wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß in gleicher Weise auch die Netzelemente der einfacheren Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3 oder andere Kombinationen der dort dargestellten Merk male mit entsprechenden Steuereingängen versehen werden kön nen und ähnliche Datenübertragungsstrecken aufgebaut werden können.

Durch diese Art der Ausgestaltung einer Datenübertragungs strecke, besteht nun die Möglichkeit auf einfache Weise zeit liche Schwankungen in der Verkippung beziehungsweise Wellig keit der Datenübertragungsstrecke auszugleichen.

Zur Verdeutlichung ist nochmals in den Fig. 8 und 9 der Ausgleich der Verkippung und der Welligkeit eines solchen Da tenübertragungssignals gezeigt.

In der Fig. 8 ist auf der Ordinate die Intensität I der, auf der Abszisse aufgetragenen, einzelnen Subbänder mit steigen der Wellenlänge beziehungsweise der Kanäle K durch Pfeile dargestellt und die mittlere Verkippung der Intensitäten mit dem Winkel α angegeben. Um den Mittelwert der Verkippung - dargestellt über die gestrichelt angezeigt schräge Gerade A - weisen die Intensitäten I zusätzlich eine Abweichung auf, die als Welligkeit bezeichnet wird, deren Wert beispielsweise am Kanal K-1 mit W angegeben ist.

Da bei dem erfindungsgemäßen Netzelement die Verstärkung der einzelnen Kanäle auf den Pfaden 16.1-16.K über die Verstär ker 6.1-6.K individuell einstellbar ist, kann die Verstär kungsleistung je Kanal beziehungsweise Pfad so eingestellt werden, daß sich nach dem Durchlaufen eines Netzelementes mit den einzelnen, individuell geregelten Verstärkern ein Aus gleich der Verkippung - wie in der Fig. 9 dargestellt - ein stellt.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Netzelementes ist es möglich gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich höhere Anzahl an kaskadierten, zwischengeschalteten Verstär kern 12 einzusetzen, bis ein Ausgleich der Verkippung durch die Netzelemente stattfindet.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Insgesamt beschreibt also die Erfindung ein optisches Netz element, eine optische Datenübertragungsstrecke und ein Ver fahren zur Verkippungs- und Welligkeitskompensation durch Aufspaltung des Datensignals in Subbänder und individuelle Verstärkung der Subbänder, wodurch eine wesentlich verbesser te Ausgleichsdynamik erreicht wird.

Bezugszeichenliste

1

Netzelement

2

Eingang

3

Ausgang

4

Demultiplexer

5

Multiplexer
6.1-6.K Verstärker (EDFA)
7.1-7.K dispersionskompensierender Faser

8

Verstärker

9

Verstärker

10

dispersionskompensierendes Mittel

11

Sender

12

Verstärkerelement

13

Empfänger

14

Steuereingang

15

Spetrumanalyser/Meßvorrichtung
16.1-16.K Pfad

Claims

1. Netzelement zum Ausgleich von Verkippungen in Date übertragungsstrecken eines Wellenlängenmultiplex-Systems für optische Datenübertragungssignale mit mindestens einem Ein gang für ein optisches N-kanaliges Eingangssignal und mindes tens einen Ausgang für ein verändertes N-kanaliges Ausgangs signal, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Demultiplexer (4) zur frequenzabhängigen Aufteilung des Eingangssignals in eine Vielzahl Pfade (16.x) für einzelne Subbänder, je Pfad (16.x) mindestens ein Ver stärker (6.x) und mindestens ein Multiplexer (5) zur Zusam menführung der getrennten Bänder vorgesehen sind.

2. Netzelement gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verstärker (6.x) eine individuelle Steuerung oder Regelung aufweist.

3. Netzelement gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Pfad (16.x), vorzugsweise alle Pfade, ein dispersionskompensierendes Mittel (7.x) aufweist/aufweisen.

4. Netzelement gemäß dem voranstehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärker (6.x) EDFA sind, die vorzugsweise indivi duell gesteuert oder geregelt ausgeführt sind.

5. Netzelement gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Demultiplexer (4) ein gemeinsamer, über das ge samte Spektrum des Datenübertragungssignals wirkender, Ver stärker (8) angeordnet ist.

6. Netzelement gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Multiplexer (5) ein gemeinsamer, über das ge samte Spektrum des Datenübertragungssignals wirkender, Ver stärker (9) angeordnet ist.

7. Netzelement gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Multiplexer (5) ein gemeinsames, über das ge samte Spektrum des Datenübertragungssignals wirkendes, dis persionskompensierendes Mittel (10) angeordnet ist.

8. Netzelement gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass K Pfade (16.x) mit m Kanälen vorgesehen ist, wobei N = K.m gilt, mit m größer gleich 1.

9. Datenübertragungsstrecke mit einem Sender (11), einem Empfänger (13) und einer Vielzahl von zwischengeschalteten Verstärkerelementen (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Netzelement (1) mit den Merkmalen gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8 vorgesehen ist.

10. Datenübertragungsstrecke gemäß dem voranstehenden An spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach mehreren Netzelementen (1) eine Meßvorrichtung (15) zur Bestimmung der Verkippung angeordnet ist, von welcher Re gelinformationen an vorgeschaltete steuerbare Netzelemente (1) übertragen werden können um den Grad der Verkippung zu regeln.

11. Verfahren zum Ausgleich von Verkippungen in Datenüber tragungsstrecken eines Wellenlängenmultiplex-Systems für op tische Datenübertragungssignale, dadurch gekennzeichnet, dass das Frequenzband des optischen Datenübertragungssignals in eine Vielzahl kleiner Subbänder aufgespalten wird, wobei jedes Subband individuell so verstärkt oder gedämpft wird, daß nach einer Zusammenführung der einzelnen Subbänder eine ursprünglich bestehende Verkippung oder Welligkeit weitgehend ausgeglichen ist.

12. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung oder Regelung der Verstärkung vorgenommen wird.

13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass je Subband auch Verkippungsbeeinflussung, vorzugsweise mit einem EDFA, stattfindet.

14. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Steuerung oder Regelung der Verkippungsbeein flussung vorgenommen wird.

15. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Datenübertragungssignal mit insgesamt N Ka nälen auf K Subbänder mit jeweils m Kanälen aufgespalten wird, wobei N = K.m gilt, mit m größer gleich 1.