DE102006013777A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke und Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke und Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung Download PDF

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Abstract

Ein breitbandiges Referenzsignal wird erzeugt, indem der erste optische Verstärker einer optischen Übertragungsstrecke ohne Eingangssignal betrieben wird. Anschließend werden am Ausgang dieses Verstärkers für einzelne Kanäle eines Kanalrasters innerhalb deren Bandbreite erste Leistungswerte des Referenzsignals und an einem weiteren Punkt der Übertragungsstrecke zweite Leistungswerte innerhalb der Bandbreite der Kanäle ermittelt. Aus den ersten und zweiten Leistungswerten wird eine Leistungsübertragungsfunktion ermittelt, die beispielsweise zur Einstellung einer Preemphase verwendet werden kann. Darüber hinaus kann eine Leistungspegelverkippung ermittelt werden und bei Variation der Leistung des Referenzsignals auch näher charakterisiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt bereits bei Inbetriebnahme eine vollständige Charakterisierung des WDM-Systems für volle Kanallast, so dass auf wellenlängenabhängige Änderungen der Leistungspegel und des Rauschens beim Hinzufügen oder Entfernen von Datenkanälen leichter reagiert werden kann. Ferner wird ein Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung in einer optischen Übertragungsstrecke angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke eines mehrere Kanäle aufweisenden WDM-Systems mit mindestens einem optischen Verstärker und ein Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung in einer optischen Übertragungsstrecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • In der optischen Übertragungstechnik werden üblicherweise Übertragungssysteme basierend auf dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren eingesetzt, um dem Bedarf nach wachsender Bandbreite nachzukommen. Bei der WDM- oder DWDM-Übertragungstechnik (WDM = Wavelength Division Multiplex; DWDM = Dense Wavelength Division Multiplex) besteht das zu übertragende optische WDM-Signal aus einer Vielzahl optischer Kanäle, in denen jeweils ein moduliertes optisches Datensignal übertragen wird. Als Kanal wird im Folgenden stets ein für die Übertragung eines modulierten optischen Datensignals genutzter Frequenz- oder Wellenlängenbereich bezeichnet. WDM-Systeme mit einer Kanalanzahl von bis zu 160 Kanälen mit Kanalabständen von 100 GHz (0,8 nm) oder 50 GHz (0,4 nm) sind heutzutage kommerziell erhältlich.
  • In der Regel wird ein solches WDM-System mit nur wenigen Kanälen in Betrieb genommen. Typischerweise werden bei der Installation des Systems zwei bis vier Kanäle, d.h. nur wenige Prozent der vollen Kanalzahl geliefert und betrieben. Bei der Auslegung dieses WDM-Systems muss festgelegt werden, welche Leistungspegel in den einzelnen Kanälen übertragenen werden dürfen, ohne übermäßige Signalstörungen oder -verzerrungen bei ausreichendem und optimalem optischen Signal-Rausch-Verhältnis (engl. „optical signal to noise ratio", abgekürzt OSNR) zu erzeugen und um möglichst große Reichweiten zu er zielen. Dazu wird das System bei Inbetriebnahme für die wenigen aktiven Kanäle eingehend charakterisiert, indem die Leistungsübertragungsfunktion sowohl für die optischen Signale als auch für das Rauschen ermittelt wird und die Systemkomponenten dementsprechend eingestellt werden. Als Leistungsübertragungsfunktion wird im Folgenden stets das Verhältnis aus den pro Kanal gemessenen Leistungen am Ausgang zu den pro Kanal gemessenen Leistungen am Eingang eines Übertragungsabschnitts bezeichnet. Des Weiteren werden im Folgenden stets Übertragungsstrecken oder Übertragungsabschnitte zwischen einzelnen Knotenpunkten eines optischen Netzwerks betrachtet.
  • Zur Systemcharakterisierung gehören insbesondere Verfahren des Leistungsmanagements, wie Preemphase, die Ermittlung und Kompensation von Leistungspegelverkippungen und die Ermittlung von Rauschleistung. Leistungspegelverkippungen werden beispielsweise durch den Raman-Effekt, durch die wellenlängenabhängige Dämpfung der Faser oder durch den vom Arbeitspunkt der optischen Verstärker wellenlängenabhängigen Verstärkungsverlauf verursacht. In diesem Zusammenhang ist die Auslegung der optischen Verstärker hervorzuheben, da beispielsweise der Gewinn eines mit Erbium dotierten Faserverstärkers (engl. „Erbium doped fiber amplifier", abgekürzt EDFA) signifikant von der Wellenlänge abhängt. Ferner wird in jedem EDFA, ebenfalls wellenlängenabhängig, ASE-Rauschen (engl. „amplified spontaneous emission, abgekürzt ASE) hinzugefügt. Die Pegelverteilung und Rauschleistungsverteilung innerhalb eines WDM-Signals wird zusätzlich auch durch passive Komponenten wie Filter, Isolatoren oder Faser-Bragggitter beeinflusst, weil diese oft wellenlängenabhängige Dämpfungen aufweisen.
  • Da prinzipiell jede Komponente des optischen WDM-Systems eine Wellenlängenabhängigkeit aufweist, hängt die Einstellung der Kanalleistung eines WDM-Systems entscheidend von den aktiv betriebenen Kanälen ab. Sowohl die Wellenlänge der aktiven Kanäle als auch die Anzahl und die Leistungspegel der aktiven Kanäle beeinflussen die Leistungsübertragungsfunktion. Ferner spielt die Anzahl der Kanäle in Bezug auf den Rauschanteil des WDM-Signals eine große Rolle. Da sich die Gesamtleistung des WDM-Signals aus der Summensignalleistung und einem breitbandigen ASE-Rauschen zusammensetzt, wird für wenige Kanäle die Summenleistung des WDM-Signals aufgrund des hohen Rauschanteils verfälscht. So ist für wenige Kanäle die Summen-ASE-Leistung größer als die eigentliche Signalleistung.
  • Dies bedeutet, dass bei einer Änderung der Anzahl der Kanäle das Leistungsmanagement stets neu eingestellt werden muss. Das gleiche gilt, wenn aktive oder passive Komponenten ausgetauscht werden müssen, insbesondere für optische Verstärker aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Gewinns. Außerdem wird zumeist eine Vielzahl optischer Verstärker kaskadiert eingesetzt. Ist in einer solchen Serienschaltung ein Verstärker nicht korrekt kalibriert, summieren sich Fehler zu großen Pegelunterschieden auf. In all diesen Fällen muss das gesamte WDM-System in Bezug auf seine Leistungsübertragungseigenschaften neu charakterisiert werden. Preemphase, Komponenten zur Kompensation der spektralen Verkippungen, Dämpfungsglieder oder auch der Gewinn der einzelnen Verstärker müssen dann neu eingestellt werden. Dies ist mit großem Aufwand verbunden, da entweder zahlreiche Messungen der Leistungsübertragungsfunktion (beispielsweise durch Vergleich der Spektren des WDM-Signals an einem Punkt der Strecke mit dem Eingangsspektrum) notwendig sind oder näherungsweise Berechnungen oder Simulationen der Übertragungsstrecke durchgeführt werden müssen.
  • Um Kosten zu sparen werden häufig Dämpfungsglieder wie Festdämpfungsglieder oder variable optische Dämpungsglieder (abgekürzt VOAs) eingesetzt, um kanalweise Dämpfungen einzustellen, und um somit eine flexibles Leistungsmanagement zu ermöglichen. Dabei kommt es darauf an, basierend auf umfangreichen vorab gewonnenen Messdaten für EDFAs, Fasern usw. möglichst gut die Dämpfungseinstellung bei voller Kanalzahl abzuschätzen, was jedoch häufig mit Ungenauigkeiten verbunden ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke anzugeben. Außerdem wird nach einem Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung in einer optischen Übertragungsstecke gesucht.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird in einem WDM-Übertragungssystem, das mindestens einen optischen Verstärker aufweist, der erste optische Verstärker, bei dem es sich in der Regel um den Booster-Verstärker handelt, ohne Eingangssignal betrieben. Durch Anpassen der Pumpleistung dieses Verstärkers wird ein breitbandiges Ausgangssignal generiert, bei dem es sich im Wesentlichen um ASE-Rauschen handelt. Dieses Referenzsignal wird zur Ermittlung einer Leistungsübertragungsfunktion verwendet. Dazu werden für ein bestimmtes Kanalraster innerhalb der Bandbreite einzelner Kanäle erste Leistungswerte des Referenzsignals am Boosterausgang und zweite Leistungswerte an einem weiteren Punkt der Übertragungsstrecke ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine äußerst einfache Methode zur Ermittlung der Leistungsübertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke dar, da keine Signalquellen oder Zusatzausrüstung benötigt werden, um das Übertragungsverhalten einer Strecke zu untersuchen.
  • Wird die Leistungsübertragungsfunktion für alle Kanäle des Kanalrasters ermittelt, so wird das WDM-System in vorteilhafter Weise wie bei voller Kanallast betrieben. Das WDM-System ist dadurch komplett charakterisierbar, weil aus einer Leistungsübertragungsfunktion bei voller Kanallast ablesbar ist, wie eine Preemphase eingestellt werden oder wie eine Leistungspegelverkippung kompensiert werden muss. Werden die Messungen mit dem breitbandigen Referenzsignal bereits bei der Inbetriebnahme des WDM-Systems durchgeführt, ist das System auf diese Weise einmalig vollständig charakterisiert. Bei einer Kanalaufrüstung müssen neue Kanäle lediglich neu hinzugeschaltet werden. Es sind somit vorteilhaft keine weiteren Signalquellen oder eine zusätzliche Messausrüstung notwendig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit einfach auf wellenlängenabhängige Änderungen der Leistungspegel und des Rauschens insbesondere beim Hinzufügen oder Entfernen von Datenkanälen reagiert werden, was die Servicefreundlichkeit des WDM-Systems verbessert.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine exakte Kalibration von einzelnen Komponenten des Übertragungssystems insbesondere eine genaue Kalibration der EDFAs nicht mehr notwendig ist, wenn die Leistungsübertragungsfunktion bei voller Kanallast bekannt ist. Statt variabler Dämpfungsglieder können nach Aufnahme der Leistungsübertragungsfunktion mittels des breitbandigen Referenzsignals Festdämpfungsglieder innerhalb der EDFAs eingesetzt werden, um der Verkippung des Verstärkergewinns entgegenzuwirken. Das Einsparen der EDFA-Kalibrationskosten und der Einsatz von Festdämpfungsgliedern bringen erhebliche Kostenvorteile mit sich.
  • Ferner trägt die Ermittlung der Leistungsübertragungsfunktion zu einer signifikanten Verbesserung der Genauigkeit bei der Einstellung der Systemkomponenten bei, da beispielsweise bei der Inbetriebnahme aus einer Messung alle notwendigen Informationen zur Systemcharakterisierung entnehmbar sind, und nicht auf Abschätzungen zurückgegriffen werden muss.
  • Werden die zweiten Leistungswerte vorteilhaft am Ende der Übertragungsstrecke aufgenommen, zum Beispiel hinter dem Preamplifier, so wird vorteilhaft die Leistungsübertragungsfunktion der Gesamtstrecke für volle Kanallast erhalten. Diese erlaubt eine schnellere Charakterisierung des Gesamtsystems.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Leistungsübertragungsfunktion am Ende der Übertragungsstrecke vorteilhaft zur Einstellung einer Preemphase verwendet. Da die Einstellung für volle Kanallast vorgenommen wird, wird im Vergleich zum Betrieb mit wenigen Kanälen eine höhere Genauigkeit der Preemphase erzielt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die durch das Referenzsignal ermittelten ersten und zweiten Leistungswerte vorteilhaft zur Ermittlung der Leistungspegelverkippungen verwendet. Daraus können genauere Maßnahmen zur Tiltkompensation durchgeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante wird sowohl für geringere Summenleistungen als auch für größere Summenleistungen des Referenzsignals eine Pegelverkippung der Leistungswerte ermittelt. Aus dem Vergleich der beiden Pegelverkippungen lassen sich vorteilhaft Aussagen darüber treffen, ob die Pegelverkippungen auf den Raman-Effekt oder auf den faserabhängigen Dämpfungstilt zurückzuführen sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt
  • 1 ein Blockschaltbild einer WDM-Übertragungsstrecke
  • In 1 ist der prinzipielle Aufbau einer WDM-Übertragungsstrecke zwischen zwei Knotenpunkten eines optischen Netzwerks dargestellt. Auf der Senderseite ist ein erster optischer Add-Drop-Multiplexer OADM1 angeordnet, an dessen Ausgang ein erster optischer Leistungsverstärker für ein zu übertragendes WDM-Signal angeschlossen ist. Dieser erste optische Leistungsverstärker wird i.A. als Booster-Verstärker BO bezeichnet. An diesen schließen sich ein oder mehrere Zwischen- oder Inline-Verstärker IL1, IL2 ... an. Vor dem Einspeisen des WDM-Signals in den empfangsseitigen zweiten optischen Add-Drop-Multiplexer OADM2 wird das WDM-Signal in einem als Preamplifier PA bezeichneten optischen Vorverstärker nochmals verstärkt. Bei den optischen Verstärkern BO und PA handelt es sich in der Regel um EDFAs. Als Inline-Verstärker können alternativ auch Raman-Verstärker vorgesehen werden.
  • In 1 ist die Verbindung zwischen dem Multiplexer MUX und dem Booster BO unterbrochen. Der Booster wird demnach ohne Eingangssignal betrieben. Im Leerlaufbetrieb wird die durch spontane Übergange des Erbium-Ions vom metastabilen Energieniveau in das Grundniveau erzeugte Strahlung anschließend wieder verstärkt. Der Booster dient somit als ASE Quelle und kann bei entsprechender Einstellung der Pumpleistung eine Ausgangsrauschleistung in der Größenordnung der Summenleistung bei voller Kanalzahl abgeben. Alternativ zur Pumpleistung kann auch ein variables Dämpfungsglied am Ausgang des Verstärkers verstellt werden, um die Ausgangsleistung des Boosters zu verändern.
  • Am Booster-Ausgang wird ein Teil der ASE-Leistung abgezweigt und einem optischen Spektrumanalysator OSA_BO zugeführt. In diesem wird das ASE-Spektrum aufgenommen. In 1 ist in dem Kasten S_BO ein solches Spektrum qualitativ eingezeichnet. Das Rauschleistungsspektrum S_BO erstreckt sich beispielsweise über das gesamte C-Band und ist aufgrund von ASE-Filtern, die im Booster ohnehin angeordnet sind, vorteilhaft bandbegrenzt. Die ASE-Leistungswerte werden innerhalb der Bandbreite einzelner Kanäle beispielsweise in Wellenlängenintervallen von 0.4 nm an den Stellen gemessen, die den Mittenwellenlängen oder Frequenzen der Kanäle eines WDM-Signals entsprechen. Mittels des breitbandigen ASE-Signals erhält man auf diese Weise die einzelnen Leistungswerte eines Referenzsignals, die den einzelnen Kanalleistungswerten eines WDM-Signals mit voller Kanallast entsprechen.
  • Am Eingang des nächsten Verstärkers liegt somit fast dieselbe Leistung an, wie bei voller Kanalzahl. Am Ausgang des nächsten Verstärkers ist das Referenzsignal entsprechend der in Inline-Verstärker IL1 enthaltenen Filter oder Dispersionskompensationselemente geformt. Ein qualitatives Beispiel für ein solches Spektrum des Referenzsignals am Ausgang des Inlineverstärkers IL1 ist in 1 im Kasten S_IL1 dargestellt. Das Spektrum S_IL1 entspricht dem eines WDM-Signals bei voller Kanalzahl. Die Kette der EDFAs inklusive des letzten Preamplifiers werden demnach wie bei voller Kanalzahl betrieben. Das Spektrum des Referenzsignals am Ausgang des Preamplifiers ist in Kasten S_PA in 1 skizziert. Es weist hauptsächlich aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Gewinns ein unregelmäßiges Profil auf. Die einzelnen Kanäle sind unregelmäßig verstärkt worden.
  • Zur Charakterisierung des WDM-Systems wird an einem oder mehreren Messpunkten der Übertragungsstrecke hinter dem Booster das optische Spektrum aufgenommen und die Leistungswerte innerhalb einer Bandbreite einzelner Kanäle an den Stellen des Kanalrasters ermittelt. Aus diesen Messungen kann eine Leistungsübertragungsfunktion bei voller Kanalzahl berechnet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird am Ende der optischen Übertragungsstrecke hinter dem Preamplifier PA das optische Spektrum mittels des optischen Spektrumanalysators OSA_PA aufgenommen und die Leistungswerte an den Stellen des Kanalrasters ermittelt. Diese können zur Einstellung einer Preemphase verwendet werden. In diesem Fall wird anhand der erfindungsgemäß ermittelten Leistungsübertragungsfunktion eine Leistungsverteilung am Beginn der Strecke berechnet, die das OSNR am Ende der Strecke annähernd ausgleicht. Die Einstellung der Eingangsleistung Pin_new(i) eines Kanals i mit i = 1, 2, ... N wird nach folgender Vorschrift vorgenommen:
    Figure 00090001
    mit
  • <P>
    = mittlere Kanaleingangsleistung (frei wählbar),
    f(i)
    = Leistungsübertragungsfunktion eines Kanals
    k
    = Konstante
    N
    = maximale Anzahl der Kanäle
  • Damit können statt VOAs wesentlich kostengünstigere Festdämpfungsglieder in das WDM-System eingebracht werden, auch wenn der Betrieb nur mit wenigen aktiven Kanälen beabsichtigt ist. Beim Kanalupgrade ist eine erneute Ermittlung der Leistungsübertragungsfunktion der Gesamtstrecke nicht mehr notwendig. Die neuen Kanäle werden mit den bei der Charakterisierung ermittelten Eingangsleistungspegeln in das System eingespeist.
  • Des Weiteren entfällt durch das erfindungsgemäße Verfahren eine detaillierte Charakterisierung der optischen Verstärker für unterschiedliche Gewinne und Ausgangsleistungen. Die spektralen Eigenschaften der EDFAs müssen nun in der Fertigung nicht mehr hochgenau auf einen flachen Gewinn kalibriert werden oder wenn verschiedene Gewinnkurven, die ja von den jeweils anliegenden Eingangs- und Ausgangsleistungen abhängen, vorgesehen sind, sogar mehrmals kalibriert werden. Durch die volle Kanallast ist die VOA-Einstellung innerhalb des EDFAs bereits auf einen flachen Gewinn optimiert. Auch eine Berechnung der Leistungsübertragungsfunktion im Planungstool oder im System anhand gespeicherter Gewinnkurven entfällt. Dabei wurden zuvor entweder durchschnittliche Gewinnkurven für bestimmte Betriebszustände interpoliert, oder es wurde im System aus gespeicherten Verstärker-Gewinnprofilen für jeden individuellen Verstärker die Leistungsübertragungsfunktion berechnet. Die Verwendung von durchschnittlichen Gewinnprofilen ist sehr ungenau, und die Berechnung im System aufwändig, weil man viele Kurven für viele Gewinnsituationen vorher aufnehmen muss, was entsprechend Zeit kostet. Dieser Aufwand wird mittels der erfindungsgemäßen einmaligen Ermittlung der Leistungsübertragungsfunktion der gesamten Übertragungsstrecke bei voller Kanallast vermieden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird am Ausgang jedes Zwischenverstärkers und hinter dem Preamplifier PA das optische Spektrum mittels eines optischen Spektrumsanalysators aufgenommen und die Leistungswerte an den Stellen des Kanalrasters ermittelt. Aus diesen Leistungswerten wird die Pegelverkippung (engl. „tilt") als Steigung einer Regressionsgerade an die Leistungswerte ermittelt. Die Pegelverkippung kann dann für jeden einzelnen Zwischenverstärker korrigiert werden. Innerhalb eines Übertragungsabschnitts sollte die Verkippung von einem zuvor angeordneten Abschnitt dadurch ausgeschlossen werden, dass der Gesamttilt als Differenz aus der Verkippung am Ausgang minus der Verkippung am Eingang berechnet wird.
  • Die Ursachen der Pegelverkippung kann differenziert werden, wenn verschiedene Leistungspegel des Referenzsignals am Booster eingestellt werden. So ergibt sich der Gesamttilt eines Streckenabschnitts aus der Summe des Fasertilts der Strecke und des Ramankoeffizienten multipliziert mit der Summensignalleistung: Gesamttilt = Fasertilt + (Ramankoeffizient·Summenleistung)
  • Bei kleiner Summenleistung des Referenzsignals wirkt primär der Fasertilt, bei großer Summenleistung des Referenzsignals wirkt die Summe aus Fasertilt und Ramantilt. Als Fasertilt wird hier die aufgrund der Materialdämpfung hervorgerufene spektrale Pegelverkippung in einer Standard-Einmodenfaser bezeichnet. Mit zwei Messungen bei kleiner Booster ASE Leistung und grosser Booster ASE Leistung kann man den Fasertilt und den Ramankoeffizient ermitteln. Man kann damit Ungenauigkeiten in der Kenntnis der Pegelverkippung des Übertragungsabschnitts korrigieren.
  • Alternativ kann auch nur hinter dem Preamplifier gemessen werden und ein Gesamttilt der Strecke ermittelt werden. Der Tiltfehler wird in diesem Fall gleichmäßig auf die Strecke verteilt, und in jedem Verstärker korrigiert.
  • Auch bei der Tiltbestimmung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten die Vorteile, dass keine zusätzlichen Signalquellen zur Tiltermittlung notwendig sind, dass nur einmalig beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Systems gemessen wird und dass keine detaillierte Charakterisierung der Verstärker bei vielen Gewinnkurven notwendig ist. Auch umfangreiche Tiltabschätzungen durch Berechnungen im Planungstool nach typischen Faserdaten können vermieden werden und Korrekturen können genauer erfolgen.
  • Wurde das WDM-System mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens für volle Kanallast charakterisiert, müssen die Arbeitspunkte der Verstärker wieder an den Wenigkanalbetrieb angepasst werden, um einen optimalen Systembetrieb zu gewährleisten. Üblicherweise sind die Gewinnregelungen der einzelnen Verstärker mit Monitordioden am Verstärkerein- und Ausgang ausgestattet. Um die Summenleistung am Ausgang eines Verstärkers exakt einzustellen, ist insbesondere für den Betrieb weniger Kanäle eine ASE-Korrektur notwendig, weil sich die Summenleistung aus der breitbandigen ASE-Leistung und der Signalleistung zusammensetzt. Beim Betrieb von wenigen Kanälen ist die Signalleistung kleiner als die ASE-Leistung. Daher muss die ASE-Leistung am Ausgang jedes Verstärkers geschätzt oder gemessen werden. Ohne eine ASE-Korrektur wird von der Monitordiode am Verstärkerausgang ein verfälschtes Ausgangssignal ermittelt, wodurch die Regelung den Gewinn falsch einstellen wird.
  • Zur ASE-Korrektur wird die innerhalb der Übertragungsstrecke aufsummierte ASE-Leistung bestimmt. Hierzu existieren vielfache Berechnungsmethoden. In einer einfachen Messmethode wird für einen Kanal oder für nur eine geringe Anzahl von Kanälen hinter jedem Verstärker das Summengesamtsignal gemessen. Dieses entspricht der Summe aus Signal und ASE. In einer zweiten Messung wird mittels eines optischen Spektrumanalysators oder einer Monitordiode mit vorgeschaltetem schmalbandigen Filter nur die Signalleistung gemessen, indem nur die integrierte Leistung innerhalb der Kanalbandbreite aufgenommen wird. Innerhalb dieser schmalen Bandbreite ist der ASE-Anteil vernachlässigbar. Durch Bildung der Differenz der Summensignalleistung aus der ersten Messung minus der Signalleistung aus der zweiten Messung wird die ASE-Leistung hinter jedem Verstärker ermittelt. Ist diese bekannt, wird die Regelung entsprechend eingestellt.
  • Auch bei einem Austausch von Verstärkern stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Vereinfachung dar, weil mit nur wenigen Messungen einmalig die Leistungsübertragungsfunktion und der Leistungspegeltilt auch für volle Kanallast ermittelt werden kann und Einstellungen der Preemphase und Tiltkorrekturen durchführbar sind. Das optische Kabel für das vom Sender abgegebene WDM-Signal am Eingang des Boosters wird dazu lediglich abgezogen, um das Eingangssignal zu unterbrechen.
  • Alternativ zur Verwendung des Boosters zur Erzeugung des Referenzsignals für ein Spektrum bei voller Kanallast kann eine breitbandige ASE-Quelle wie zum Beispiel Breitbandstrahler des Modells EBS oder EYBS der Fa. Polytec oder die Modelle AQ4315A und -B der Fa. Ando verwendet werden. Allerdings handelt es sich hierbei um eine Zusatzausstattung, die ja gerade vorteilhaft durch den Einsatz des Boosters umgangen wird.
  • Auch in Bezug auf polarisationsabhängige Verluste erweist sich der Einsatz des ASE-Rauschsignals zur Charakterisierung des WDM-Systems als vorteilhaft, weil das ASE-Rauschsignal im Gegensatz zu einem polarisierten WDM-Signal unpolarisiert ist. Damit werden polarisationsabhängige Verluste stets gemittelt. Die Einstellung der Tiltkorrektur und der Preemphase können durch das unpolarisierte Referenzsignal demnach genauer vorgenommen werden. Darüber hinaus kann das unpolarisierte Referenzsignal zur Ermittlung polarisationsabhängiger Verluste eingesetzt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion einer optischen Übertragungsstrecke eines mehrere Kanäle aufweisenden WDM-Systems mit mindestens einem optischen Verstärker, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpleistung eines ersten optischen Verstärkers der Übertragungsstrecke derart verändert wird, dass ein breitbandiges Referenzsignal am Ausgang dieses optischen Verstärkers erzeugt wird, dass am Ausgang dieses optischen Verstärkers für einzelne Kanäle eines Kanalrasters innerhalb deren Bandbreite erste Leistungswerte dieses breitbandingen Referenzsignals ermittelt werden, dass an einem weiteren Punkt der Übertragungsstrecke hinter dem optischen Verstärker zweite Leistungswerte innerhalb der Bandbreite der Kanäle ermittelt werden, und dass aus dem Verhältnis der ersten und zweiten Leistungswerte eine Leistungsübertragungsfunktion ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsübertragungsfunktion für alle Kanäle des Kanalrasters ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leistungswerte am Ende der Übertragungsstrecke ermittelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Leistungspegel am Eingang der Übertragungsstrecke mittels der Leistungsübertragungsfunktion derart eingestellt werden, dass am Ausgang der Übertragungsstrecke zumindest annähernd gleiche OSNR-Werte für zumindest einen Teil der Kanäle des Kanalrasters vorliegen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine lineare Regressionsrechnung aus den zweiten Leistungswerten eine lineare Funktion der Leistung in Abhängigkeit von den Kanälen ermittelt wird, die ein Maß für eine Leistungspegelverkippung ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine erste Summenleistung des Referenzsignals eine erste Leistungspegelverkippung ermittelt wird, dass für eine zweite Summenleistung des Referenzsignals, die größer als die erste Summenleistung ist, eine zweite Leistungspegelverkippung ermittelt wird, und dass mittels eines Vergleichs der beiden Leistungspegelverkippungen ein Ramankoeffizient und eine dämpfungsabhängige Pegelverkippung der Übertragungsstrecke ermittelt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Referenzsignals ein variabler Abschwächer am Ausgang des ersten optischen Verstärkers angepasst wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal mittels Filter geformt wird.
  9. Verfahren zur Ermittlung einer ASE-Leistung in einer optischen Übertragungsstrecke eines mehrere Kanäle aufweisenden WDM-Systems mit mindestens einem optischen Verstärker, dadurch gekennzeichnet, dass für eine erste Kanalanzahl am Ausgang eines ersten optischen Verstärkers eine erste Summenleistung gemessen wird, dass für diese Kanäle die Signalleistung pro Kanal gemessen wird, dass aus der Differenz der ersten Summenleistung und der Signalleistung der Kanäle eine erste ASE-Leistung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an weiteren Verstärkern entsprechend Anspruch 9 weitere ASE-Leistungen ermittelt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1248334A2 (de) * 2001-04-04 2002-10-09 Nortel Networks Limited Verfahren und System zur automatischen Kontrolle von Ramanverstärkung
DE10239304A1 (de) * 2002-08-27 2004-03-11 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung des Gewinnspektrums eines Raman-Verstärkers in einem WDM-Übertragungssystem

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