DE4222270B4

DE4222270B4 - Optische Verstärkerschaltung

Info

Publication number: DE4222270B4
Application number: DE4222270A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kohn; Dieter Dipl.-Ing. Dr. Schwarzenau; Willi Dipl.-Phys. Wolf
Original assignee: Ericsson AB
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2012-07-08
Also published as: JPH06194699A; FR2693564B1; DE4222270A1; FR2693564A1

Abstract

Optische Verstärkerschaltung, deren Eingang (11) mit einem optischen Sender (S) und deren Ausgang (23) mit einem optischen Empfänger (E) in Verbindung steht und die einen Faserverstärker (17) und eine damit verbundene Pumpquelle (33; 50; 70) aufweist, wobei hinter dem Faserverstärker (17) ein optisches Mittel (20; 40) vorgesehen ist, das einen Teil der am Ausgang des Faserverstärkers (17) abgegebenen optischen Leistung (N_A) auskoppelt, während der andere Teil dem mit dem optischen Empfänger (E) verbundenen Ausgang (23) der optischen Verstärker schaltung (12) zugeführt ist, und der Pumpquelle (33; 50; 70) eine Regelschaltung (28) zugeordnet ist, die die von dem Faserverstärker (17) abgegebene optische Leistung (N_A) der optischen Verstärkerschaltung (12) auf einen ersten vorgegebenen Wert (N_A1) regelt, und dass ein von dem Empfänger (E) – bei nicht vorhandenem optischen Eingangssignal – an die optische Verstärkerschaltung (12) geliefertes erstes Alarmsignal (S1) die Regelschaltung (28) derart beeinflusst, dass sie die optische Ausgangsleistung (N_A) des...

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Verstärkerschaltung, deren Eingang mit einem optischen Sender und deren Ausgang mit einem optischen Empfänger in Verbindung steht und die einen Faserverstärker und eine damit verbundene Pumpquelle aufweist.

Eine derartige optische Verstärkerschaltung ist aus der JP-A-4-147226 bekannt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die optische Verstärkerschaltung derart weiterzubilden, daß sie bei einer Unterbrechung der Glasfaserstrecke zwischen dem Ausgang der Verstärkerschaltung und dem Eingang eines optischen Empfängers auf eine geringere, für Personen unschädliche Ausgangsleistung regelt, die jedoch noch ausreicht, um nach dem Wiederherstellen der Glasfaserverbindung am Empfänger detektiert zu werden.

Diese Aufgabe wird durch eine optische Verstärkerschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Damit ist der Vorteil verbunden, daß eine meist ohnehin vorhandene Regelschaltung für den Strom der Pumpquelle beim Eintreffen eines Alarmsignals die Ausgangsleistung der optischen Verstärkerschaltung automatisch auf einen geringeren Wert regelt. Da die Ausgangsleistung von optischen Faserverstärkern unter anderem von der im Einzelfall unbekannten Eingangsleistung abhängt, verhindert die geräteinterne Regelung der Ausgangsleistung auch automatisch ein Überschreiten einer vorgegebenen maximalen optischen Ausgangsleistung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Wird die erfindungsgemäße optische Verstärkerschaltung durch die Merkmale des Anspruchs 6 ergänzt, so kann sie eine weitere Aufgabe lösen, die darin besteht, daß die optische Verstärkerschaltung ein Alarmsignal an den mit ihrem Eingang über eine Glasfaserstrecke verbundenen optischen Sender abgibt, wenn am Eingang der optischen Verstärkerschaltung kein optisches Signal ansteht. Mit diesem Alarmsignal kann dann die optische Ausgangsleistung des optischen Senders auf einen geringeren Wert herabgesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

1 ein Blockschaltbild einer optischen Verstärkerschaltung in einer ersten Ausführung,

2 ein Blockschaltbild einer optischen Verstärkerschaltung in einer zweiten Ausführung,

3 ein Blockschaltbild einer optischen Verstärkerschaltung mit einem Pumplaser mit Monitordiode,

4 ein Blockschaltbild einer optischen Verstärkerschaltung mit einer Alarmvorrichtung, die beim Ausfall der optischen Eingangsleistung aktiviert wird, und

5 ein Blockschaltbild einer optischen Verstärkerschaltung mit zwei Pumplasern mit Monitordioden und einer Alarmanzeige nach 4.

In 1 bezeichnet S einen optischen Sender, der über eine Glasfaserstrecke 10 mit einem Eingang 11 einer optischen Verstärkerschaltung 12 verbunden ist. Der Eingang 11 steht über eine Glasfaser 13 und einen gegebenenfalls vorgesehenen ersten Isolator 14 mit einem ersten Eingang 15 eines Wellenlängenmultiplexers 16 in Verbindung. Von dem Wellenlängenmultiplexer 16 führt eine optische Verbindung zu einem Faserverstärker 17, an den sich gegebenenfalls über ein optisches Bandpaßfilter 18 ein optischer Koppler 20 anschließt, dessen erster Ausgang 21 gegebenenfalls über einen zweiten Isolator 22 mit einem Ausgang 23 der optischen Verstärkerschaltung 12 verbunden ist. An den Ausgang 23 schließt sich über eine Glasfaserstrecke 24 ein optischer Empfänger E an. Ein zweiter Ausgang 25 des optischen Kopplers 20 steht über eine Photodiode 26 mit einem ersten Eingang 27 einer Regelschaltung 28 in Verbindung, deren zweiten Eingang 30 ein erstes Alarmsignal S1 zugeführt werden kann. Ein Ausgang 31 der Regelschaltung 28 ist mit einem Steuereingang 32 einer regelbaren Pumpquelle 33, das ist vorzugsweise eine Laserdiode, verbunden. Die Pumpquelle steht mit einem weiteren Eingang 35 des Wellenlängenmultiplexers 16 in Verbindung.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen optischen Verstärkerschaltung ist folgende.
Ein von dem optischen Sender S an den Eingang 11 der optischen Verstärkerschaltung 12 geliefertes, zu verstärkendes optisches Signal gelangt über die Glasfaser 13 und gegebenenfalls den ersten Isolator 14 an den ersten Eingang 15 des Wellenlängenmultiplexers 16, der die optischen Signale dem Faserverstärker 17 zuführt. Die mit dem Faserverstärker 17 verstärkten optischen Signale passieren gegebenenfalls das Bandpaßfilter 18, das nur das Nutzsignalspektrum durchläßt und die verstärkten optischen Signale an den optischen Koppler 20 weiterleitet. Von dem ersten Ausgang 21 des optischen Kopplers 20 gelangen die optischen Signale dann über den gegebenenfalls vorhandenen zweiten Isolator 22 an den Ausgang 23 der optischen Verstärkerschaltung und von dort über die Glasfaserstrecke 24 an den Empfänger E. Die regelbare Pumpquelle 33 liefert in einem anderen Wellenlängenbereich als dem Wellenlängenbereich der zu übertragenden Nutzsignale optische Signale an den Wellenlängenmultiplexer 16 und an den Faserverstärker 17, der dadurch zur Verstärkung angeregt wird. Die Regelung der regelbaren Pumpquelle 33 geschieht folgendermaßen. Von der optischen Ausgangsleistung N_A am Eingang des optischen Kopplers 20 wird ein Teil über den zweiten Ausgang 25 abgezweigt und mit der Photodiode 26 in einen der optischen Ausgangsleistung N_A proportionalen Gleichstrom I1 umgewandelt. Dieser Gleichstrom I1 liegt am ersten Eingang 27 der Regelschaltung 28. In der Regelschaltung 28 findet ein Vergleich zwischen dem Gleichstrom I1 und einem zweiten Gleichstrom I2 statt, der einer vorgegebenen ersten Ausgangsleistung N_A1 entspricht. Weicht der augenblickliche Wert des ersten Gleichstroms I1 von dem fest vorgegebenen Wert des zweiten Gleichstroms I2 ab, so gibt die Regelschaltung 28 an ihrem Ausgang 31 einen der Abweichung proportionalen Regelstrom I_R an den Steuereingang 32 der Pumpquelle 33 ab, wodurch die Ausgangsleistung N_A entsprechend verändert wird.
Tritt an dem zweiten Eingang 30 der Regelschaltung 28 ein Alarmsignal S1 auf, das der Empfänger E liefert, wenn die Glasfaserstrecke 24 unterbrochen ist, so wird dadurch der zweite Gleichstrom I2 auf einen geringeren Wert eingestellt, so daß die optische Verstärkerschaltung 12 eine vorgegebene zweite optische Ausgangsleistung N_A2 mit einem herabgesetzten, für Personen unschädlichen Wert abgibt. Die Regelschaltung 28 sorgt dafür, daß in diesem Fall die reduzierte optische Ausgangsleistung eingehalten wird.
Die in 1 als Option gezeigten Isolatoren 14, 22 sorgen dafür, daß optische Signale nur in Richtung des Pfeils übertragen werden, so daß eine unerwünschte Übertragung in umgekehrter Richtung verhindert wird. Das optische Bandpaßfilter 18 bechränkt die optische Signalübertragung auf das optische Nutzsignalspektrum. Die Übertragung des ersten Alarmsignals S1 vom Empfänger E zum zweiten Eingang 30 der Regelschaltung 28 erfolgt entweder auf elektrischem Wege oder über eine zweite Glasfaser, die parallel zu der Glasfaserstrecke 24 verläuft.
In dem Ausführungsbeispiel nach 2 tritt an die Stelle des Bandpaßfilters 18 und des optischen Kopplers 20 der optischen Verstärkerschaltung 12 nach 1 ein weiterer Wellenlängenmultiplexer 40, der wie ein Filter zur Dämpfung der restlichen Pumpleistung dient und dessen freier Ausgang 41 mit der Photodiode 26 verbunden ist.
In einer optischen Verstärkerschaltung nach 3, in welcher gleiche Baugruppen wie in 1 gleiche Bezugszahlen tragen, wird die optische Leistung einer Pumpquelle 50 in bekannter Weise mit einer Monitordiode 51 überwacht, die vorzugsweise in die Pumpquelle 50 integriert ist. Das elektrische Ausgangssignal der Monitordiode 51 beeinflußt die Regelschaltung 28 für die Pumpquelle 50. In 3 ist ein Umschalter 52 vorgesehen, der in der gezeigten Schaltstellung den elektrischen Ausgang der Monitordiode 51 mit dem Eingang 27 der Regelschaltung 28 verbindet. Trifft von einem Empfänger E (vgl. 1) ein erstes Alarmsignal S1 ein, so wird der Umschalter 52 umgeschaltet, wodurch die Regelung der optischen Leistung der Pumpquelle 50 in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung N_A über die Photodiode 26 erfolgt.
Eine optische Verstärkerschaltung nach 4 ist gegenüber der Verstärkerschaltung nach 1 in der Weise ergänzt, daß ein zweites Alarmsignal S2 gegeben wird, wenn am Eingang 11 der optischen Verstärkerschaltung kein optisches Signal eintrifft. Die optische Verstärkerschaltung nach 4 setzt voraus, daß in den vom optischen Nutzsignal übertragenen Modulationssignalen ein Pilotsignal des Senders S (1) enthalten ist. Das Pilotsignal ist zusammen mit den anderen Modulationssignalen in dem Wechselstromanteil des Photostroms einer Photodiode 60 enthalten und kann mit einem Bandpaßfilter 61, das auf die Frequenz des Pilotsignals abgestimmt ist, ausgefiltert werden. Das am Ausgang des Bandpaßfilters 61 vorhandene Pilotsignal wird mit einer Gleichrichterschaltung 62 gleichgerichtet und das gleichgerichtete Signal mit einem Schwellwertschalter 63 überwacht. Nur wenn kein Pilotsignal erkannt wird, gibt die optische Verstärkerschaltung nach 4 das zweite Alarmsignal S2 ab, das zu dem Sender S übertragen wird und dort eine Reduzierung der optischen Sendeleistung veranlaßt.
Eine optische Verstärkerschaltung nach 5 unterscheidet sich von den optischen Verstärkerschaltungen nach den 3 und 4 dadurch, daß zwei Pumpquellen 70, 70' mit je einer integrierten Monitordiode 71, 71' vorgesehen sind. Die Pumpquellen speisen den Faserverstärker 17 in entgegengesetzten Richtungen. Trifft in der optischen Verstärkerschaltung nach 5 ein erstes Alarmsignal S1 ein, dann wird über eine Schaltvorrichtung 72 und die durch gestrichelte Linien angedeutete Wirkverbindung ein Schalter 73 zwischen einer Regelschaltung 28' und der zweiten Pumpquelle 70' geöffnet, so daß diese Pumpquelle vollständig abgeschaltet wird. Die erste Pumpquelle 70 wird nach dem Umschalten des Umschalters 52 durch die Regelschaltung 28 und den von der Photodiode 60 gelieferten ersten Strom I1 geregelt. Die Monitordiode 71 der ersten Pumpquelle 70 ist in diesem Fall wirkungslos.
Liegt an dem Eingang 11 der optischen Verstärkerschaltung nach 5 kein optisches Nutzsignal und Pilotsignal, so wird, wie bei der optischen Verstärkerschaltung nach 4 beschrieben, ein zweites Alarmsignal S2 ausgelöst.
In den 3 und 5 sind die Schalter 52, 73 als elektromechanische Schalter dargestellt, die jedoch durch elektronisch steuerbare Halbleiterschalter ersetzt werden können. In diesem Fall kann dann das erste Alarmsignal S1 die Schalter unmittelbar steuern.

Claims

Optische Verstärkerschaltung, deren Eingang (11) mit einem optischen Sender (S) und deren Ausgang (23) mit einem optischen Empfänger (E) in Verbindung steht und die einen Faserverstärker (17) und eine damit verbundene Pumpquelle (33; 50; 70) aufweist, wobei hinter dem Faserverstärker (17) ein optisches Mittel (20; 40) vorgesehen ist, das einen Teil der am Ausgang des Faserverstärkers (17) abgegebenen optischen Leistung (N_A) auskoppelt, während der andere Teil dem mit dem optischen Empfänger (E) verbundenen Ausgang (23) der optischen Verstärker schaltung (12) zugeführt ist, und der Pumpquelle (33; 50; 70) eine Regelschaltung (28) zugeordnet ist, die die von dem Faserverstärker (17) abgegebene optische Leistung (N_A) der optischen Verstärkerschaltung (12) auf einen ersten vorgegebenen Wert (N_A1) regelt, und dass ein von dem Empfänger (E) – bei nicht vorhandenem optischen Eingangssignal – an die optische Verstärkerschaltung (12) geliefertes erstes Alarmsignal (S1) die Regelschaltung (28) derart beeinflusst, dass sie die optische Ausgangsleistung (N_A) des Faserverstärkers (17) auf einen zweiten, geringeren Wert (N_A2) regelt, wobei über den ausgekoppelten Teil die Regelschaltung (28) beaufschlagbar ist.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpquelle (33; 50; 70) ein Pumplaser ist.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Mittel (20; 40) ein optischer Koppler (20) ist, der einen Teil der am Ausgang des Faserverstärkers (17) vorhandenen optischen Leistung (N_A1) auskoppelt, dass eine mit einem Ausgang (25) des optischen Kopplers (20) verbundene Photodiode (26; 60) vorgesehen ist, die die ausgekoppelte optische Ausgangsleistung in einen proportionalen Gleichstrom (I1) umsetzt, und dass der Ausgang der Photodiode (26, 60) mit einem Eingang (27) der Regelschaltung (28) verbunden oder mit diesem verbindbar ist.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Mittel (20; 40) ein Wellenlängenmultiplexer (40) ist.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer auf der Eingangsseite des Faserverstärkers (17) vorgesehenen Pumpquelle (50; 70) mit integrierter Monitordiode (51; 71) ein Umschalter (52) vorgesehen ist, der in einer ersten Schaltstellung, in welcher das erste Alarmsignal (S1) nicht empfangen wird, den Ausgang der Monitordiode (51; 71) mit der Regelschaltung (28) verbindet, und der in einer zweiten Schaltstellung, in welcher das erste Alarmsignal (S1) empfangen wird, den Ausgang der mit dem optischen Koppler (20) verbundenen Photodiode (26; 60) mit dem Eingang (27) der Regelschaltung (28) verbindet.
Optische Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Ausgang des optischen Kopplers (20) verbundene Photodiode (60) mit einer Auswerteschaltung (61, 62, 63) für ein von dem Sender (S) zu der optischen Verstärkerschaltung (12) übertragenes Pilotsignal verbunden ist und dass die Auswerteschaltung beim Ausbleiben des Pilotsignals ein zweites Alarmsignal (S2) an den Sender (S) abgibt.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung eine Reihenschaltung aus einem auf das Pilotsignal abgestimmten Bandpassfilter (61), einer Gleichrichterschaltung (62) und einem Schwellwertschalter (63) aufweist.
Optische Verstärkerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang und der Ausgang des Faserverstärkers (17) über je einen Wellenlängenmultiplexer (74, 75) mit je einer Pumpquelle (70, 70') verbunden ist, zu der je eine Monitordiode (71, 71') und je eine Regelschaltung (28, 28') gehören, und dass ein durch das erste Alarmsignal (S1) betätigbarer Schalter (73) vorgesehen ist, der im betätigten Zustand eine (70') der Pumpquellen (70, 70') abschaltet, und dass der durch das erste Alarmsignal (S1) betätigbare Umschalter (52) im nicht betätigten Zustand die Monitordiode (71) der anderen Pumpquelle (70) mit deren Regelschaltung (28) verbindet und im betätigten Zustand die mit dem Ausgang des optischen Kopplers (20) verbundene Photodiode (60) über die zugehörige Regelschaltung (28) mit der anderen Pumpquelle (70) verbindet.
Optische Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang (11) und am Ausgang (23) der optischen Verstärkerschaltung (12) je ein optischer Isolator (14, 22) vorgesehen ist.
Optische Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Faserverstärker (17) und dem optischen Koppler (20) ein auf die optischen Nutzsignale abgestimmtes Bandpassfilter (18) vorgesehen ist.