DE19518295C1

DE19518295C1 - Optische Verstärkeranordnung

Info

Publication number: DE19518295C1
Application number: DE1995118295
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Kohn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2015-05-19

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine optische Verstärkeranordnung für optische Übertragungssysteme mit Wellenlängenmultiplex auf einem Übertragungslichtwellenleiter mit einem optischen Verstärker, dessen Verstärkungsbereich mindestens eine erste der Multiplexwellenlängen umfaßt, mit Multiplexmitteln, die mit dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers verbunden und derart ausgebildet sind, daß nur Signale, die Wellenlängen im Verstärkungsbereich aufweisen, in den Verstärker in der entsprechenden Richtung eingekoppelt werden.

Ein entsprechender Stand der Technik ist aus der EP 445 364 A2 bekannt. Diese beschreibt eine optische Verstärkeranordnung für ein optisches Kommunikationssystem mit Wellenlängenmultiplex. Bei der optischen Verstärkeranordnung ist vor und hinter einem optischen Verstärker je ein wellenlängenselektiver Koppler angeordnet. Signalanteile bei der Betriebswellenlänge des Verstärkers werden diesem über die Koppler zugeführt, während Signalanteile mit anderen Wellenlängen über eine Überbrückungsleitung zwischen den zweiten Ausgängen der Koppler geleitet werden. Statt der Überbrückungsleitung ist es auch möglich, zwischen den beiden Ausgängen der Koppler einen weiteren optischen Verstärker vorzusehen. Werden mehrere Signale mit mehr als zwei Wellenlängen übertragen und sollen auch verstärkt werden, so ist es erforderlich, mehrere Anordnungen gemäß der EP 445 364 A2 hintereinander anzuordnen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine optische Verstärkeranordnung anzugeben, mit der ein stabiler Betrieb möglich ist. Die Aufgabe wird gelöst durch Anordnungen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Beim Betrieb von optischen Verstärkern in bidirektionalen Übertragungssystemen kann es durch Mehrfachreflexionen zu Resonanzerscheinungen kommen (siehe Fig. 5). Fig. 5 zeigt eine Anordnung mit zwei Faserverstärkern OV1 und OV2, die über die Multiplexmittel WDM1 und WDM2 mit der Übertragungsfaser Ü verbunden sind. Auf der Übertragungsfaser Ü existieren Reflexionsstellen R₁ und R₂. Der Resonanzpfad ist in Fig. 5 gestrichelt dargestellt. Ursächlich für diese Resonanzeffekte sind unzureichende Selektivität in den Wellenlängenmultiplexern. Nähert sich die Summe der Verstärkungs- und Dämpfungswerte für eine Wellenlänge λ_i im Resonanzpfad dem Wert von 0 dB, beginnt die Anordnung bei dieser Wellenlänge zu oszillieren.

Resonanzbedingung bei Wellenlänge λ_i:

G1 + G2 + R1 + R2 + a_{WDM1_V} + a_{WDM1_R} + a_{WDM2_V} + a_{WDM2_R} = 0

R1
Reflexionsdämpfung an der Reflexionsstelle R1
a_WDM1V	Dämpfung von WDM1 in Vorwärtsrichtung
G1	Verstärkung von OFA1
a_WDM2V	Dämpfung von WDM2 in Vorwärtsrichtung
R2	Reflexionsdämpfung an der Reflexionsstelle R1
a_WDM2R	Dämpfung von WDM1 in Vorwärtsrichtung
G1	Verstärkung von OFA1
a_WDM1R	Dämpfung von WDM2 in Vorwärtsrichtung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung und

Fig. 2 das Transmissionsverhalten von Multiplexmitteln,

Fig. 3 das Transmissionsverhalten des eingesetzten Filters,

Fig. 4 das Transmissionsverhalten von Multiplexmitteln, mit denen ein Wellenlängenbereich aus der Übertragungsphase ausgekoppelt und über den Faserverstärker geleitet wird, während die anderen Wellenlängenbereiche unbeeinflußt bleiben, und

Fig. 5 eine Anordnung mit optischen Verstärkern für bidirektionale Übertragungssysteme.

Fig. 1 zeigt einen Übertragungslichtwellenleiter Ü, auf dem Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen in gleicher oder in entgegengesetzten Richtungen übertragen werden können. Auf dem Übertragungslichtwellenleiter Ü können Reflexionsstellen, beispielsweise an Steckern, auftreten. In den Übertragungslichtwellenleiter Ü ist ein wellenlängenselektives Multiplexmittel WDM eingefügt. Das Multiplexmittel weist vier Tore 1 bis 4 auf. Die Dämpfung in den einzelnen Zweigen zwischen jeweils zwei Toren ist von der Wellenlänge abhängig. Fig. 2 zeigt Transmissionskurven T_1-4 und T_2-4 für die verschiedenen Zweige von Tor 1 nach Tor 4 und von Tor 2 nach Tor 4 der Multiplexmittel WDM. Jeder Zweig weist für einen Wellenlängenbereich eine hohe Durchlässigkeit auf und für den anderen eine hohe Dämpfung. Der Schnittpunkt der beiden Transmissionskurven liegt bei einer Wellenlänge λ_i und bei einer Transmission von ungefähr 50%. Bei idealen verlustfreien Kopplern entspricht dieser Punkt dem 3dB-Punkt. Durch Reflexionen auf der Übertragungsleitung können Signalanteile, die beispielsweise über den Pfad 3-2 des WDM auf die abgehende Faser gegeben werden, wieder über den Pfad 2-4 an den Eingang des Verstärkers gelangen. Die Summe der Dämpfungen im Pfad 3-2 und im Pfad 2-4 wird minimal für die Wellenlänge λ_i. Bei hohen Reflexionswerten und hoher Verstärkung kann die Anordnung bei dieser Wellenlänge in Resonanz geraten. Abhilfe kann dadurch geschaffen werden, daß ein Filter F eingefügt wird, das für die Wellenlänge Xi eine sehr hohe Dämpfung aufweist. Die Transmission des Filters F ist in Fig. 3 dargestellt.

Je nach Art der Multiplexmittel weisen deren Transmissionskurven nicht nur einen einzigen Schnittpunkt auf. Es ist auch denkbar, daß mehrere solcher Schnittpunkte auftreten. Eine solche Transmissionskurve ist in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 ist das Transmissionsverhalten von Multiplexmitteln dargestellt, mit denen ein erster Wellenlängenbereich aus der Übertragungsphase ausgekoppelt wird, während alle Wellenlängen außerhalb dieses Bereichs ungestört übertragen werden. Es treten zwei Wellenlängen λ_i und λ_ii auf, für die es in der Verstärkeranordnung zu Resonanzen kommen kann.

Claims

1. Optische Verstärkeranordnung für optische Übertragungssysteme mit Wellenlängenmultiplex auf einem Übertragungslichtwellenleiter (Ü) mit einem optischen Verstärker (OFA), dessen Verstärkungsbereich mindestens eine der Multiplexwellenlängen umfaßt, mit Multiplexmitteln (WDM), die mit dem Eingang und dem Ausgang des Verstärkers (OFA) und mit dem Übertragungslichtwellenleiter (Ü) verbunden und derart ausgebildet sind, daß nur Signale, die Wellenlängen im Verstärkungsbereich aufweisen, in den Verstärker in entsprechender Richtung eingekoppelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Multiplexmitteln (WDM) und dem Verstärker (OFA) mindestens ein Filter (F) angeordnet ist, das Signale der Wellenlänge λ_i selektiv dämpft, wobei die Wellenlänge λ_i dadurch bestimmt ist, daß sich die Transmissionskurven für verschiedene Zweige der Multiplexmittel (WDM) bei dieser Wellenlänge schneiden.

2. Optische Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Multiplexmitteln (WDM) und dem Verstärker (OFA) Filter (F) für alle Wellenlängen vorgesehen sind, bei denen die Transmissionskurven für verschiedene Zweige der Multiplexmittel (WDM) sich bei diesen Wellenlängen schneiden.

3. Optische Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter (F) dielektrische Interferenzfilter eingesetzt sind.

4. Optische Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter (F) Bragg- Filter eingesetzt sind.

5. Optische Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker (OFA) ein Faserverstärker eingesetzt wird.