DE60000598T2

DE60000598T2 - Optisches übertragungssystem sowie optische verstärkungsvorrichtung, optische verstärkungseinheit und optischer koppler dafür

Info

Publication number: DE60000598T2
Application number: DE60000598T
Authority: DE
Inventors: Motoki Kakui
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2020-01-06
Also published as: US6549315B1; KR20010014457A; DE60000598D1; EP1073219A1; KR100649903B1; EP1073219B1; JP2001044546A; JP4411696B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem zum Verstärken und Weiterleiten einer Vielzahl von optischen Wellenlängensignalen in einem Breitband; und eine optische Verstärkungsvorrichtung, eine optische Verstärkungseinheit und einen optischen Koppler, die in diesem optischen Übertragungssystem auf geeignete Weise verwendet werden.
US-A-5,392,154 beschreibt eine automatische Eigen- Leistungsregelung auf einer Kanal-für-Kanal-Basis in einem Multi-Wellenlängen-Lichtwellen-Kommunikationssystem mit einer Kaskade von Multi- bzw. Mehrfach-Wellenlängen- Verstärkermodulen. Jedes Modul in der Kaskade enthält eine Vielzahl von parallelen Faserverstärkern mit gemeinsam genutzten Pumpen, die zwischen einem optischen Demultiplexer und einem Multiplexer angeschlossen sind.
Wellenlängenmultiplex-(WDM)-Übertragungssysteme, die eine Vielzahl von optischen Wellenlängensignalen übertragen, sind als System bekannt gewesen, das optische Kommunikationen mit hoher Geschwindigkeit und großer Kapazität ausführen kann. Da der Übertragungsverlust von auf Quarz basierenden optischen Fasern, die als optische Übertragungsleitungen verwendet werden, in der Nähe einer Wellenlänge von 1,55 um niedrig ist, und optische C-Band-Verstärker zum Verstärken optischer Signale im C-Band (1,55-um-Wellenlängenband, allgemein 1530 nm bis 1562 nm) in der Praxis angewendet worden sind, verwendet ein solches WDM-Übertragungssystem eine Vielzahl von optischen Wellenlängensignalen im C-Band.
In letzter Zeit ist jedoch deshalb, weil eine noch höhere Geschwindigkeit und eine noch größere Kapazität gefordert worden sind, während optische L-Band-Verstärker zum Verstärken optischer Signale im L-Band (1,58-um- Wellenlängenband, allgemein 1574 nm bis 1605 nm) gerade entwickelt worden sind, die Verwendung von optischen L-Band- Signalen zusätzlich zu optischen C-Band-Signalen zum Ausführen von WDM-Übertragungen berücksichtigt worden. Beispiele für Literatur, die dies offenbart, sind M. X. Ma et al., "765 Gb/s over 2,00 km Transmission Using C- and L-band Erbium Doped Fiber Amplifiers", OFC'99, Postdeadline Papers, PD16 (1999) und ähnliches.
Für eine optische Verstärkungsvorrichtung in einem solchen optischen Übertragungssystem ist es nötig, optische Signale in einem Band optisch zu verstärken, das sowohl das C-Band als auch das L-Band enthält. Daher ist es allgemeine Praxis, jeweils bestimmte optische Verstärker für das C-Band und das L-Band vorzusehen. Das bedeutet, dass die optische Verstärkungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass ein eingegebenes multiplextes optisches Signal durch einen optischen Verzweigungsabschnitt in das multiplexte optische C-Band-Signal und das multiplexte optische L-Band-Signal getrennt wird, das multiplexte optische C-Band-Signal durch den optischen C-Band-Verstärker optisch verstärkt wird und das multiplexte optische L-Band-Signal durch den optischen L- Band-Verstärker optisch verstärkt, wodurch die optisch verstärkten multiplexten optischen Signale durch einen optischen Kombinierer kombiniert werden und das resultierende kombinierte optische Signal ausgegeben wird.
Als der oben angegebene optische C-Band-Verstärker und der oben angegebene optische L-Band-Verstärker werden Er-dotierte Faserverstärker (EDFA) weit verbreitet verwendet. Der Erfinder hat herausgefunden, dass dann, wenn ein solcher EDFA zum Aufbauen des oben angegebenen WDM-Übertragungssystems verwendet wird, es folgende Probleme gibt.
Das rückwärts gerichtete ASE (Amplified Spontaneous Emission = verstärkte spontane Emission)-Licht hat nämlich eine Spitze nicht im L-Band, sondern im C-Band und die Zwischenbandisolation im optischen Verzweigungsabschnitt ist nicht perfekt. Daher wird aufgrund einer Relais-Streuung in der optischen Faserleitung, die an die stromauf angeordnete Stufe des optischen Verzweigungsabschnitts angeschlossen ist, das im optischen L-Band-Verstärker erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht mittels des optischen Verzweigungsabschnitts als Rückkehrlicht zum optischen C- Band-Verstärker eingegeben, um zu einem Rauschen zu werden. Daher ist es zum Sicherstellen eines günstigen optischen SN- Verhältnisses unvermeidbar, die Anzahl von Stufen für eine Verstärkung und eine Weiterleitung zu reduzieren, was bei Übertragungen über lange Entfernungen einen Engpass bildet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Übertragungssystem zu schaffen, das für Übertragungen über lange Entfernungen geeignet ist, und das die Anzahl von Stufen für eine Verstärkung und eine Weiterleitung erhöhen kann, während ein günstiges optisches SN-Verhältnis sichergestellt wird; und eine optische Verstärkungsvorrichtung, eine optische Verstärkungseinheit und einen optischen Koppler, die in diesem optischen Übertragungssystem verwendet werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein optisches Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, zu einer ersten und einer zweiten Übertragungsleitung geschaffen, die mittels einer verstärkenden Zwischenstellenstation miteinander verbunden sind, wobei die verstärkende Zwischenstellenstation folgendes aufweist: (1) einen optischen Verzweigungsabschnitt, der mit der ersten Übertragungsleitung verbunden ist, zum Trennen des multiplexten optischen Signals in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die voneinander unterschiedlich sind, und zum individuellen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen, während Rücklauflicht von einer Verzweigung davon zur ersten Übertragungsleitung dort hindurch übertragen wird; (2) zwei optische Verstärker, die jeweils einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter haben, der mit einem vorbestimmten fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, und die jeweils mit zwei Ausgängen des optischen Verzweigungsabschnitts verbunden sind, zum Verstärken des jeweiligen der multiplexten optischen Signale; (3) einen optischen Kombinierer, der mit jeweiligen Ausgängen der optischen Verstärker verbunden ist, zum Kombinieren der verstärkten multiplexten optischen Signale und zum Ausgeben eines so kombinierten optischen Signals zur zweiten Übertragungsleitung; und (4) ein optisches Filter, das zwischen dem optischen Verstärker zum Verstärken des multiplexten optischen Signals im zweiten Wellenlängenband und dem optischen Verzweigungsabschnitt angeschlossen ist, zum Blockieren von Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze und zum Übertragen von Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine optische Verzweigungsvorrichtung zur Verwendung einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, geschaffen, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: (1) einen optischen Verzweigungsabschnitt zum Trennen des multiplexten optischen Signals, in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die von einander unterschiedlich sind und zum individuellen bzw. einzelnen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen; (2) zwei optische Verstärker, die jeweils einen optischen Verzweigungs- Wellenleiter haben, der mit einem vorbestimmten fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, die jeweils mit zwei Ausgängen des optischen Verzweigungsabschnitts verbunden sind zum Verstärken des jeweiligen der getrennten multiplexten optischen Signale; (3) einen optischen Kombinierer, der mit jeweiligen Ausgängen der optischen Verstärker verbunden ist, zum Kombinieren der verstärkten multiplexten optischen Signale und zum Ausgeben eines so kombinierten optischen Signals; und (4) ein optisches Filter, das zwischen dem optischen Verstärker zum Verstärken des multiplexten optischen Signals im zweiten Wellenlängenband und dem optischen Verzweigungsabschnitt angeschlossen ist, zum Blockieren von Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze und zum Übertragen von Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine optische Verzweigungseinheit zur Verwendung in einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, geschaffen, wobei die Einheit folgendes aufweist: (1) einen optischen Verstärker mit einem optischen Verstärkungs- Wellenleiter, der mit einem vorbestimmten fluoreszierenden Material dotiert ist, zum Verstärken eines multiplexten optischen Signals in einem Wellenlängenband, das unterschiedlich von einem Wellenlängenband ist, das eine fluoreszierende Spektrumsspitze des fluoreszierenden Materials enthält; und (2) ein optisches Filter, das mit einem Eingangsende des optischen Verstärkers verbunden ist, zum Blockieren von Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze des fluoreszierenden Materials und zum Übertragen von Licht im Wellenlängenband dort hindurch, um durch den optischen Verstärker verstärkt zu werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein optischer Koppler zur Verwendung in einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, geschaffen, wobei der Koppler folgendes aufweist: (1) einen optischen Verstärkungsabschnitt zum Trennen des multiplexten optischen Signals in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die voneinander unterschiedlich sind, und zum einzelnen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen; und (2) ein optisches Filter, das mit einem Ausgangsende des optischen Verzweigungsabschnitts für das multiplexte optische Signal im zweiten Wellenlängenband verbunden ist, zum Führen des optischen Signals zu einem optischen Verstärker mit einem optischen Verzweigungs-Wellenleiter, der mit einem fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, wobei das optische Filter Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze blockiert und Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch überträgt.
Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden werden. Sie sind nur anhand einer Darstellung angegeben und sollten somit nicht als beschränkend für die vorliegende Erfindung angesehen werden.
Ein weiterer Schutzumfang einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich werden. Jedoch ist klar, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, nur anhand einer Darstellung angegeben sind und verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei:
Fig. 1 eine schematische Konfigurationsansicht ist, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des optischen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Konfigurationsansicht einer optischen verstärkenden Zwischenstellenstation im System der Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Ansicht zum Erklären von Charakteristiken eines optischen Kombinierers in der optischen verstärkenden Zwischenstellenstation der Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das ein Übertragungsspektrum eines optischen Filters in der optischen verstärkenden Zwischenstellenstation der Fig. 2 schematisch zeigt;
Fig. 5 eine Kurve ist, die jeweilige rückwärts gerichtete ASE-Lichtspektren des optischen C- Band-Verstärkers und des optischen L-Band- Verstärkers in der optischen verstärkenden Zwischenstellenstation der Fig. 2 zeigt; und
Fig. 6 eine schematische Konfigurationsansicht einer optischen Verstärkereinheit in der optischen verstärkenden Zwischenstellenstation der Fig. 2 ist.
Im optischen Übertragungssystem und in der optischen Verstärkungsvorrichtung, die hierin nachfolgend beschrieben sind, wird ein multiplextes optisches Signal, das zur verstärkenden Zwischenstellenstation oder zur optischen Verstärkungsvorrichtung eingegeben wird, durch den optischen Verzweigungsabschnitt in zwei Bänder, nämlich Wellenlängenbänder, getrennt, und die so getrennten optischen Signale werden einzeln ausgegeben. Die multiplexten optischen Signale in ihren jeweiligen Wellenlängenbändern werden durch ihre entsprechenden unterschiedlichen optischen Verstärker verstärkt und dann durch den optischen Kombinierer kombiniert, um ausgegeben zu werden.
Hier ist, obwohl dasselbe fluoreszierende Material zu den jeweiligen optischen Wellenleitern der zwei optischen Verstärker hinzugefügt ist, die Populationsinversion von einem optischen Wellenleiter unterschiedlich von derjenigen des anderen optischen Wellenleiters gemacht, so dass sich ihre jeweiligen Verzweigungsbänder voneinander verschieben, wodurch die zu verstärkenden Wellenlängenbänder geändert werden. In diesem Fall kann rückwärts gerichtetes ASE-Licht in einem Band in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze in irgendeinem der optischen Verstärker auftreten. Jedoch deshalb, weil das bei einer optischen Verstärkung des zweiten Wellenlängenbands erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht durch das optische Filter blockiert wird, wird verhindert, dass das rückwärts gerichtete ASE-Licht zum optischen Verstärker für das erste Wellenlängenband eingegeben wird, welches ein Band ist, das dieses rückwärts gerichtete ASE-Licht enthält, und zwar selbst dann, wenn die Zwischenbandisolation im optischen Verzweigungsabschnitt nicht perfekt ist. Daher wird die Verschlechterung von Rauscheigenschaften im optischen Verstärker für das erste Wellenlängenband beschränkt.
Als Ergebnis erweitert sich das Wellenlängenband für ein optisch verstärkbares optisches Signal in jeder optischen Verstärkungsvorrichtung und die Rauscheigenschaft jeder optischen Verstärkungsvorrichtung wird besser. Daher kann selbst dann, wenn die Anzahl von Stufen für eine Verstärkung und eine Weiterleitung größer als diejenige in herkömmlichen Fällen ist, ein günstiges optisches SN-Verhältnis sichergestellt werden, und Kommunikationen über weite Entfernungen mit großer Kapazität können ausgeführt werden.
Vorzugsweise sind der optische Verzweigungsabschnitt, das optische Filter und der optische Verstärker für das zweite Wellenlängenband in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet. Es erfolgt aufgrund der Tatsache, dass dann, wenn beispielsweise ein optischer Isolator zwischen dem optischen Verstärker für das zweite Wellenlängenband und dem optischen Verzweigungsabschnitt eingefügt wird, das SN-Verhältnis nach der Verstärkung sich aufgrund des resultierenden Einfügungsverlustes verschlechtern wird, wodurch die Anzahl von Stufen für eine Verstärkung beschränkt werden wird.
Vorzugsweise ist das optische Filter ein optisches Fasergitter, in welchem ein Gitter in einem Kernbereich einer optischen Faser ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Einfügeverlust in Bezug auf das Licht im durch das optische Filter zu übertragenden zweiten Wellenlängenband gering, und ein Fusionsverlust ist gering, wenn das optische Filter durch eine Fusion bzw. ein Schmelzen mit einer optischen Faser verbunden wird. Weiterhin wird es vorzuziehen sein, dass die mit dem optischen Fasergitter ausgebildete optische Faser und an beiden Enden davon angeschlossene optische Fasern von derselben Art sind, da der Fusionsverlust als Folge davon im Wesentlichen zu Null wird.
Vorzugsweise ist das zu jedem der optischen Verstärkungswellenleiter hinzugefügte fluoreszierende Material ein Er- Element oder ein Tm-Element. Aus diesem Grund wird eine effiziente optische Verstärkung in einem Wellenlängenband ausgeführt, in welchem der Übertragungsverlust einer auf Quarz basierenden optischen Faser, die als optische Übertragungsleitung verwendet wird, klein ist.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden. Zum Erleichtern des Verstehens der Erklärung bezeichnen dieselben Bezugszeichen in allen Zeichnungen dieselben Teile, wo es möglich ist, und eine wiederholte Erklärung wird weggelassen werden.
Fig. 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des optischen Übertragungssystems der vorliegenden Erfindung zeigt. In diesem optischen Übertragungssystem sind N Stufen von optischen verstärkenden Zwischenstellenstationen 1&sub1; bis 1N aufeinander folgend zwischen einer Sendestation 2 und einer Empfangsstation 3 angeordnet, sind die Sendestation 2 und die Zwischenstellenstation 1&sub1; durch eine optische Faserleitung 4&sub1; miteinander verbunden, sind die Zwischenstellenstation 1n-1 und die Zwischenstellenstation In durch eine optische Faserleitung 4n (n = 2 bis N) miteinander verbunden und sind die Zwischenstellenstation 1N und die Empfangsstation 3 durch eine optische Faserleitung 4N+1 miteinander verbunden. In diesem optischen Übertragungssystem wird ein multiplextes optisches Signal, das zu einem Wellenlängenband gehört, das sich über sowohl das C-Band als auch das L-Band erstreckt, von der Sendestation 2 ausgesendet und wird weitergeleitet bzw. zwischenverstärkt und zur Empfangsstation 3 übertragen, während es aufeinander folgend durch die Zwischenstellenstationen 1&sub1; bis 1N verstärkt wird.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Hauptkonfiguration der Zwischenstellenstation 1 zeigt. Der in dieser Zeichnung gezeigte Teil entspricht der optischen Verstärkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Somit wird er hierin nachfolgend die optische Verstärkungsvorrichtung 1 genannt werden. Die optische Verstärkungsvorrichtung 1 weist einen optischen Koppler 100, einen optischen C-Band-Verstärker 200, einen optischen L- Band-Verstärker 300 und einen optischen Kombinierer 400 auf; sie verstärkt das multiplexte optische Signal optisch gemeinsam, das aus multiplexten optischen Signalen von sowohl dem C-Band als auch dem L-Band zusammengesetzt ist, die zum Eingangsende 11 eingegeben werden; und sie gibt somit ein verstärktes optisches Signal über das Ausgangsende 12 aus.
Der optische Koppler 100 hat ein Eingangstor 101 und zwei Ausgangstore 102 und 103 und ist durch einen optischen Verzweigungsabschnitt 110 und ein optisches Filter 120 aufgebaut. Der optische Verzweigungsabschnitt 110 trennt das multiplexte optische Signal in einem Wellenlängenband mit sowohl dem C-Band (1,55-um-Wellenlängenband, allgemein 1530 nm bis 1562 nm) als auch dem L-Band (1,58-um- Wellenlängenband, allgemein 1574 nm bis 1605 nm), das vom Eingangstor 101 eingegeben wird, in ein multiplextes optisches C-Band-Signal zum ersten Ausgangstor 102 und ein multiplextes optisches L-Band-Signal and gibt das multiplexte optische C-Band-Signal zum ersten Ausgangstor 102 aus und gibt das multiplexte optische L-Band-Signal zum zweiten Ausgangstor 103 aus. Vorzugsweise ist der optische Verzweigungsabschnitt 110 durch Verwenden eines Gitters oder eines Interferenzfilters gebildet, das eines von dem multiplexten optischen C-Band-Signal und dem multiplexten L- Band-Signal reflektiert und das andere dort hindurch überträgt. Es wird insbesondere vorzuziehen sein, dass ein Interferenzfilter verwendet wird, das aus einem dielektrischen Mehrfachschichtfilm hergestellt ist, da es die Phase eines multiplexten optischen Signals in dem Band nicht ändern wird, das durch den optischen Verzweigungsabschnitt 110 reflektiert wird, wodurch die Übertragungsgeschwindigkeit eines optischen Signals in diesem Band erhöht werden kann.
Das optische Filter 120 ist auf dem optischen L-Band-Pfad zwischen dem optischen Verzweigungsabschnitt 110 und dem zweiten Ausgangstor 103 angeordnet und es überträgt dort hindurch das multiplexte optische L-Band-Signal und es blockiert das C-Band-Licht. Vorzugsweise wird ein Chirp- Fasergitter, in welchem ein Kern einer optischen Faser mit einem Chirp-Gitter (einer Brechzahlmodulation mit Intervallen, die in der Längsrichtung der optischen Faser variieren) ausgebildet ist, für das optische Filter 120 verwendet. Aufgrund dieser Tatsache wird der Einfügeverlust in Bezug auf das dort hindurch zu übertragende multiplexte optische L-Band-Signal reduziert. Weiterhin wird bevorzugt, dass das Gitter mit einer Neigung in Bezug auf die optische Achse der optischen Faser ausgebildet wird. Aufgrund dieser Tatsache würde das zu blockierende C-Band-Licht in diesem Fall nicht zum ursprünglichen optischen Pfad reflektiert werden.
Der optische C-Band-Verstärker 200 verstärkt das multiplexte optische C-Band-Signal optisch, das vom ersten Ausgangstor 102 des optischen Kopplers 100 ausgegeben wird und gibt somit ein verstärktes optisches Signal aus. Der optische L-Band- Verstärker 300 verstärkt das multiplexte optische L-Band- Signal optisch, das vom zweiten Ausgangstor 103 des optischen Kopplers 100 ausgegeben wird, und gibt somit ein verstärktes optisches Signal aus. Der optische Kombinierer 400 hat als Eingabe dort hinein das multiplexte optische C-Band-Signal, das vom optischen C-Band-Verstärker 200 ausgegeben wird, nachdem es durch ihn optisch verstärkt ist, und das multiplexte optische-L-Band-Signal, das vom optischen L-Band- Verstärker 300 ausgegeben wird, nachdem es durch ihn optisch verstärkt ist, und er kombiniert sie und gibt somit ein kombiniertes Signal zum Ausgangsende 12 aus.
Der optische C-Band-Verstärker 200 weist einen WDM-Koppler 221, einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211, einen optischen Isolator 231, einen WDM-Koppler 222, einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter 212, einen Verstärkungsentzerrer 240 und einen optischen Isolator 232 auf, die von der Eingangsseite zur Ausgangsseite aufeinander folgend verbunden sind. Der optische C-Band-Verstärker 200 weist weiterhin eine Erregungslichtquelle 251 auf, die mit dem WDM-Koppler 221 verbunden ist, und eine Erregungslichtquelle 252, die mit dem WDM-Koppler 222 verbunden ist. Zum Reduzieren der Verschlechterung von Rauscheigenschaften hat der optische C-Band-Verstärker 200 eine zweistufige Konfiguration mit zwei optischen Verstärkungs-Wellenleitern 211 und 212, wobei kein optischer Isolator (mit einem Einfügeverlust von allgemein etwa 0,5 dB) vor dem optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 in der Vorstufe angeordnet ist.
Jeder der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 und 212 ist eine optische Faser, die mit einem Er-Element als fluoreszierendes Material dotiert ist, zum optischen Verstärken eines optischen Signals, d. h. eine EDFA. Der WDM- Koppler 221 überträgt das multiplexte optische C-Band-Signal dort hindurch in Vorwärtsrichtung und führt in den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 das von der Erregungslichtquelle 251 ausgegebene Erregungslicht ein. Gleichermaßen überträgt der WDM-Koppler 222 das multiplexte optische C-Band-Signal dort hindurch in Vorwärtsrichtung und führt das von der Erregungslichtquelle 252 ausgegebene Erregungslicht in den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 212 ein. Jeder der optischen Isolatoren 231 und 232 überträgt Licht in Vorwärtsrichtung dort hindurch, nicht aber in Rückwärtsrichtung. Der Verstärkungsentzerrer 240 hat ein Verlustspektrum mit im Wesentlichen derselben Form wie derjenigen des Verstärkungsspektrums der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 und 212 im C-Band, wodurch die Gesamtverstärkung des optischen C-Band-Verstärkers 200 entzerrt gehalten wird.
Der optische L-Band-Verstärker 300 weist einen WDM-Koppler 321, einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311, einen optischen Isolator 331, einen WDM-Koppler 322, einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter 312, einen Verstärkungsentzerrer 340 und einen optischen Isolator 332 auf, die von der Eingangsseite zur Ausgangsseite aufeinander folgend angeschlossen sind. Der optische L-Band-Verstärker 300 weist weiterhin eine Erregungslichtquelle 351 auf, die mit dem WDM-Koppler 321 verbunden ist, und eine Erregungslichtquelle 352, die mit dem WDM-Koppler 322 verbunden ist. Zum Reduzieren der Verschlechterung von Rauscheigenschaften hat der optische L-Band-Verstärker 300 auch eine zweistufige Konfiguration mit den zwei optischen Verstärkungs-Wellenleitern 311 und 312, wobei kein optischer Isolator in der Vorstufe vor dem optischen Verstärkungswellenleiter 311 angeordnet ist.
Jeder der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 und 312 ist eine optische Faser, die mit einem Er-Element als einem fluoreszierenden Material dotiert ist, zum optischen Verstärken eines optischen Signals, d. h. ein EDFA. Der WDM- Koppler 321 überträgt das multiplexte optische L-Band-Signal dort hindurch in Vorwärtsrichtung und führt das von der Erregungslichtquelle 351 ausgegebene Erregungslicht in den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 ein. Gleichermaßen überträgt der WDM-Koppler 322 das multiplexte optische L- Band-Signal dort hindurch in Vorwärtsrichtung und führt das von der Erregungslichtquelle 352 ausgegebene Erregungslicht in den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 312 ein. Jeder der optischen Isolatoren 331 und 332 überträgt Licht dort hindurch in Vorwärtsrichtung, nicht aber in Rückwärtsrichtung. Der Verstärkungsentzerrer 340 hat ein Verlustspektrum mit im Wesentlichen derselben Form wie derjenigen des Verstärkungsspektrums der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 und 312 im L-Band, wodurch die Gesamtverstärkung des optischen L-Band-Verstärkers 300 entzerrt gehalten wird.
Die optische Verstärkungsvorrichtung 1 arbeitet wie folgt. Im optischen C-Band-Verstärker 200 wird das von der Erregungslichtquelle 251 ausgegebene Erregungslicht mittels des WDM-Kopplers 221 zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 zugeführt, während das von der Erregungslichtquelle 252 ausgegebene Erregungslicht mittels des WDM-Koppler 222 zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 212 zugeführt wird. Im optischen L-Band-Verstärker 300 wird das von der Erregungslichtquelle 351 ausgegebene Erregungslicht mittels des WDM-Kopplers 321 zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 zugeführt, während das von der Erregungslichtquelle 352 ausgegebene Erregungslicht mittels des WDM-Kopplers 322 zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 312 zugeführt wird.
Wenn das multiplexte optische Signal zum Eingangsende 11 der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 eingegeben wird, wird dann dieses multiplexte optische Signal zum Eingangstor des optischen Kopplers 100 zugeführt, und es wird durch den optischen Verzweigungsabschnitt 110 in das C-Band und das L- Band getrennt. Dann wird das multiplexte optische C-Band- Signal vom ersten Ausgangstor 102 ausgegeben, während das multiplexte optische L-Band-Signal vom zweiten Ausgangstor 103 ausgegeben wird, nachdem es durch das optische Filter 120 geführt ist.
Das vom ersten Ausgangstor 102 des optischen Kopplers 100 ausgegebene multiplexte optische C-Band-Signal läuft aufeinander folgend durch den WDM-Koppler 221, den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211, den optischen Isolator 231, den WDM-Koppler 222, den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 212, den Verstärkungsentzerrer 240 und den optischen Isolator 232 im optischen C-Band-Verstärker 200 und wird dann von dem letzteren ausgegeben. Während dieser Periode wird das multiplexte optische C-Band-Signal durch die optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 und 212 optisch verstärkt, und seine Verstärkung wird durch den Verstarkungsentzerrer 240 entzerrt.
Das vom zweiten Ausgangstor 103 des optischen Kopplers 100 ausgegebene multiplexte optische L-Band-Signal läuft aufeinander folgend durch den WDM-Koppler 321, den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311, den optischen Isolator 331, den WDM-Koppler 322, den optischen WDM-Koppler 322, den optischen Verstärkungs-Wellenleiter 312, den Verstärkungsentzerrer 340 und den optischen Isolator 332 im optischen L-Band-Verstärker 300 und wird dann vom letzteren ausgegeben. Während dieser Periode wird das optische L-Band- Signal durch die optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 und 312 optisch verstärkt und seine Verstärkung wird durch den Verstärkungsentzerrer 340 entzerrt.
Das vom optischen C-Band-Verstärker 200 ausgegebene multiplexte optische C-Band-Signal und das vom optischen L- Band-Verstärker 300 ausgegebene multiplexte optische L-Band- Signal werden durch den optischen Kombinierer 400 kombiniert. Dann wird das so kombinierte optische Signal vom Ausgangsende 12 der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 ausgegeben.
Da jeder der optischen L-Band-Verstärkungs-Wellenleiter 311 und 312 ein EDFA ist, wie es oben angegeben ist, tritt auf eine optische Verstärkung eines optischen Signals hin ein rückwärts gerichtetes ASE-Licht in einem Band in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze von Er auf. Das bedeutet, dass dieses rückwärts gerichtete ASE-Licht Licht innerhalb des C-Bandes ist. Wenn das optische Filter 120 nicht vorgesehen ist, wird das so im optischen L-Band- Verstärker 300 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht aufgrund der nicht perfekten Zwischenbandisolation im optischen Verzweigungsabschnitt 110 in Rückwärtsrichtung durch den optischen Pfad laufen und wird dann umgekehrt werden, um zum optischen C-Band-Verstärker 200 eingegeben zu werden, in welchem es zusammen mit einem optischen Signal verstärkt werden wird, wodurch sich die Rauscheigenschaften des optischen C-Band-Verstärkers 200 verschlechtern werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel das optische Filter 120 vorgesehen ist, wird jedoch das im optischen L-Band- Verstärker 300 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht durch das optische Filter 120 blockiert. Als Folge wird verhindert, dass das rückwärts gerichtete ASE-Licht in den optischen C- Band-Verstärker 200 eintritt, und die Verschlechterung von Rauscheigenschaften im optischen C-Band-Verstärker 200 wird beschränkt.
Ein spezifischeres Beispiel der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 wird nun erklärt werden. Im optischen Koppler 100 war der optische Verzweigungsabschnitt 110 ein Interferenzfilter, während das optische Filter 120 ein Chirp-Fasergitter war. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, war der Einfügeverlust des optischen Verzweigungsabschnitts 110 (d. h. der Einfügeverlust des optischen Kopplers 100 in dem Fall ohne das optische Filter 120) 0,7 dB für das C-Band und 20 dB für das L-Band zwischen dem Eingangstor 101 und dem ersten Ausgangstor 102 und 10 dB für das C-Band und 0,4 dB für das L-Band zwischen dem Eingangstor 101 und dem zweiten Ausgangstor 103. In Fig. 4 sind Übertragungsspektren schematisch gezeigt, und die Durchlässigkeit bzw. Übertragungseigenschaft des optischen Filters 120 war etwa -15 dB für das C-Band und im Wesentlichen 0 dB für das L-Band.
Jeder der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211, 212, 311 und 312 war eine auf Quarz basierende optische Faser, die zusätzlich zu einem Er-Element auch mit einem Al-Element dotiert ist, und zwar mit einer Er-Konzentration von 500 wtppm und einer Grenzwellenlänge von 1,1 um. Die Länge des optischen Vorstufen-Verstärkungs-Wellenleiters 211 für das C- Band war 5 m und die Länge des optischen Verstärkungswellenleiters 212 der hinteren Stufe war auch 5 m. Die Länge des optischen Verstärkungs-Wellenleiteis 311 der vorderen Stufe für das L-Band war 15 m, während die Länge des optischen Verstärkungswellenleiters 312 der hinteren Stufe 60 m war.
Das zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 der vorderen Stufe in Vorwärtsrichtung zugeführte Erregungslicht für das C-Band von der Erregungslichtquelle 251 hatte eine Wellenlänge von 0,98 um und eine Leistung von 75 mW. Das zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 212 der hinteren Stufe in Vorwärtsrichtung zugeführte Erregungslicht für das C-Band von der Erregungslichtquelle 252 hatte eine Wellenlänge von 1,48 um und eine Leistung von 15 mW. Das zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 der vorderen Stufe für das L- Band von der Erregungslichtquelle 351 in Vorwärtsrichtung zugeführte Erregungslicht hatte eine Wellenlänge von 0,98 um und eine Leistung von 75 mW. Das zum optischen Verstärkungswellenleiter 312 der hinteren Stufe für das L-Band von der Erregungslichtquelle 352 in Vorwärtsrichtung zugeführte Erregungslicht hatte eine Wellenlänge von 1,48 um und eine Leistung von 40 dB. Die Gesamtverstärkung der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 war 14 dB. Ebenso war für sowohl das C-Band als auch das L-Band ein zum Eingangsende 11 der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 eingegebenes multiplextes optisches Signal -15,5 dBm/ch · 8 ch.
Hier wurde, obwohl die Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze eines Er-Ions, das zu jedem der optischen Verstärkungs-Wellenleiter (der mit Er dotierten optischen Fasern) 211, 212, 311 und 312 etwa 1530 nm war, die Populationsinversion zu einem niedrigen Pegel in jedem der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 und 312 für den optischen L-Band-Verstärker 300 unterdrückt, um ihren Wellenlängenbereich mit auftretender Verstärkung zum L-Band zu verschieben.
Fig. 5 ist eine Kurve, die jeweilige rückwärts gerichtete ASE-Spektren des optischen C-Band-Verstärkers 200 und des optischen L-Band-Verstärkers 300 bei diesem Beispiel zeigt. Die Auflösung der Wellenlänge in dieser Kurve ist 0,5 nm. Das rückwärts gerichtete ASE-Spektrum des optischen C-Band- Verstärkers 200 wurde am Eingangsende des optischen C-Band- Verstärkers 200 gemessen (Punkt C1 in Fig. 2), während das rückwärts gerichtete ASE-Spektrum des optischen L-Band- Verstärkers 300 am Eingangsende des optischen L-Band- Verstärkers 300 gemessen wurde (Punkt L1 in Fig. 2). Wie es aus dieser Kurve gesehen werden kann, hat das rückwärts gerichtete ASE-Licht des optischen L-Band-Verstärkers 300 eine Spitze bei 1530 nm, welches die Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze eines Er-Ions ist, wobei ihr Spitzenwert eine Höhe von -1 dBm erreicht.
Es ist vorausgesetzt, dass dann, wenn kein optisches Filter 120 vorgesehen ist, diese Arten von rückwärts gerichtetem ASE-Licht als Rücklauflicht in die optische Verstärkungsvorrichtung 1 vom Eingangsende 11 aus eingegeben werden, und zwar aufgrund einer Rayleigh-Streuung in der optischen Faserleitung, die mit ihrer Vorderseite verbunden ist, und dann mittels des optischen Verzweigungsabschnitts zum optischen C-Band-Verstärker 200 eingegeben werden wird, wodurch sich die Rauscheigenschaften verschlechtern werden. Wenn die optische Faserleitung, die an der Vorderseite des Eingangsendes 11 angeschlossen ist, eine standardmäßige optische Monomodefaser ist, wird das Verhältnis eines durch eine Rayleigh-Streuung verursachten Rücklauflichts etwa 35 dB sein. Während der Einfügeverlust des optischen Verzweigungsabschnitts 110, der oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt ist, zusätzlich berücksichtigt wird, sind jeweilige Leistungen eines rückwärts gerichteten ASE-Lichts (bei Wellenlängen von 1530 nm und 1575 nm), das von den optischen Verstärkern für das L-Band und das C-Band bei individuellen Stellen bzw. Punkten innerhalb der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 in dem Fall ohne das optische Filter 120 erzeugt wird, in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet. TABELLE 1 Vom optischen L-Band-Verstärker ohne optisches Filter erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Lichtleistung TABELLE 2 Vom optischen C-Band-Verstärker ohne optisches Filter erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Lichtleistung
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Punkt A ein Punkt zwischen dem Eingangsende 11 und dem Eingangstor 101 des optischen Kopplers 100, ist die Stelle C1 das Eingangsende des optischen C-Band-Verstärkers 200, ist die Stelle C2 das Ausgangsende des optischen C-Band-Verstärkers 200, ist die Stelle L1 das Eingangsende des optischen L-Band-Verstärkers 300 und ist die Stelle L2 das Ausgangsende des optischen L- Band-Verstärkers 300.
Die Tabelle 1 zeigt die Ausgangsleistung bei der Stelle L1, die Eingangsleistung eines Rücklauflichts bei der Stelle A, die Eingangsleistung bei der Stelle C1, die Ausgangsleistung bei der Stelle C2, die Eingangsleistung bei der Stelle L1 und die Ausgangsleistung bei der Stelle L2 für das vom optischen L-Band-Verstärker 300 ausgegebene rückwärts gerichtete ASE- Licht, sowie die Ursprungsleistung des ASE-Lichts und das effektive Ausmaß einer Verschlechterung von Rauscheigenschaften. Die Tabelle 2 zeigt die Ausgangsleistung bei der Stelle C1, die Eingangsleistung eines Rücklauflichts der Stelle A, die Eingangsleistung bei der Stelle C1, die Ausgangsleistung bei der Stelle C2, die Eingangsleistung bei der Stelle L1 und die Ausgangsleistung bei der Stelle L2 für das vom optischen C-Band-Verstärker 200 ausgegebene rückwärts gerichtete ASE-Licht sowie die Ursprungsleistung des ASE- Lichts und das effektive Ausmaß an Verschlechterung von Rauscheigenschaften.
Wie es aus den Tabellen 1 und 2 gesehen werden kann, ist in dem Fall, in welchem kein optisches Filter 120 vorgesehen ist, das offensichtliche Ausmaß an Verschlechterung von Rauscheigenschaften selbst dann, wenn eine Relais-Streuung von rückwärts gerichtetem ASE-Licht existiert, im optischen L-Band-Verstärker 300 0,177 dB, wodurch der Effekt des Verbesserns der Rauscheigenschaften aufgrund der Tatsache erhalten wird, dass kein optischer Isolator (mit einem Einfügeverlust von 0,5 dB) vor dem optischen Verstärkungs- Wellenleiter 311 der vorderen Stufe vorgesehen ist. Im optischen C-Band-Verstärker 200 ist andererseits, obwohl das offensichtliche Ausmaß an Verschlechterung von Rauscheigenschaften zu der Zeit, zu welcher die Komponente einer Relais-Streuung des daraus emittierten rückwärts gerichteten ASE-Lichts erneut eingegeben wird, etwa 0,166 dB ist, das offensichtliche Ausmaß an Verschlechterung von Rauscheigenschaften zu der Zeit, zu der die Komponente einer Relais-Streuung des vom optischen L-Band-Verstärkers 300 erzeugten rückwärts gerichteten ASE-Lichts eingegeben wird, 3,3 dB oder darüber. Aufgrund dieser Tatsache tritt das vom optischen L-Band-Verstärker 300 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht aufgrund der nicht perfekten Zwischenbandisolation im optischen Verzweigungsabschnitt 110 in den optischen C- Band-Verstärker 200 ein, wodurch es verstärkt wird.
Daher ist bei der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das optische Filter 120 angeordnet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, um die Verschlechterung von Rauscheigenschaften des optischen C- Band-Verstärkers 200 zu beschränken. Das bedeutet, dass das vom optischen L-Band-Verstärker 300 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht durch das optische Filter 120 blockiert wird, so dass verhindert wird, dass die Komponente einer Relais-Streuung dieses rückwärts gerichteten ASE-Lichts in den optischen C-Band-Verstärker 200 eintritt, wodurch die Verschlechterung von Rauscheigenschaften des optischen C- Band-Verstärkers 200 beschränkt wird.
Ebenso ist deshalb, weil das vom optischen L-Band-Verstärker 300 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht auch davon abgehalten werden sollte, durch das optische Filter 140 reflektiert zu werden und dadurch in den optischen L-Band- Verstärker 300 einzutreten, bevorzugt, dass dann, wenn das optische Filter 120 durch ein Gitter aufgebaut ist, dass letztere schräg ausgebildet wird.
Da es auch wichtig ist, dass der Einfügeverlust des optischen Filters 120 im L-Band zum Unterdrücken der Verschlechterung von Rauscheigenschaften im optischen L-Band-Verstärker 300 minimiert wird, ist das optische Filter 120 vorzugsweise ein Fasergitter. Es wird auch bevorzugt sein, dass das Fasergitter in einer optischen Faser derselben Art wie die optische Faser ausgebildet ist, die mit dem optischen Verzweigungsabschnitt 110 und dem WDM-Koppler 321 verbunden ist, da dies im Wesentlichen keinen Fusionsverlust ergeben wird.
Wenn eine solche optische Verstärkungsvorrichtung 1 zum Aufbauen eines optischen Übertragungssystems verwendet wird, wie beispielsweise ein solches, das in Fig. 1 gezeigt ist, kann die optische Verstärkungsvorrichtung 1 (die verstärkende Zwischenstellenstation), d. h. jede der optischen Verstärkungsvorrichtungen 1&sub1; bis 1N, ein optisches SN- Verhältnis von etwa 37,8 dB (bei einer Wellenlängenauflösung von 0,1 nm) bei der Stelle B (einer Stelle zwischen dem Ausgangsende 12 und dem optischen Kombinierer 400 (in Fig. 2) sicherstellen. Somit kann, während ein optisches Übertragungssystem, das 2,5 Gb/s von Signalen pro Welle überträgt, ein optisches SN-Verhältnis von etwa 20 dB benötigt, wenn ein Spielraum im Hinblick auf Wellenformverzerrungen und ähnliches zugelassen wird, die Anzahl von Stufen N, die zu einer Verstärkung und einer Weiterleitung fähig sind, auf etwa 60 erhöht werden, wenn diese optische Verstärkungsvorrichtung 1 verwendet wird. Diese Anzahl ist etwa das Zweifache der Anzahl von Stufen, die zu einer Verstärkung und einer Weiterleitung in dem Fall fähig sind, in welchem das optische Filter 120 nicht vorgesehen ist. Wenn ein optischer Isolator vor jedem von dem optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211 im optischen C-Band- Verstärker 200 und dem optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 im optischen L-Band-Verstärker 300 angeordnet ist, wird sich die Anzahl von Stufen, die zu einer Verstärkung und einer Weiterleitung fähig sind, auf etwa 90% von denjenigen bei diesem Ausführungsbeispiel verkleinern. Daher ist bevorzugt, dass kein optischer Isolator bei einer solchen Position angeordnet ist.
Obwohl angenommen ist, dass das optische Filter 120 ein Element des optischen Kopplers 100 in der optischen Verstärkungsvorrichtung 1 gemäß diesem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, sollte es nicht darauf beschränkt sein. Es wird ausreichend sein, wenn das optische Filter 120 auf dem optischen Pfad eines multiplexten optischen L-Band- Signals zwischen dem optischen Verzweigungsabschnitt 110 und dem optischen Verstärkungs-Wellenleiter 311 im optischen L- Band-Verstärker 300 angeordnet ist. Das optische Filter 120 kann entweder ein unabhängiges Element sein, das nicht zu irgendeinem Element wie dem optischen Koppler 100 und dem optischen L-Band-Verstärker 300 gehört, oder ein Element des optischen L-Band-Verstärkers 300. Im letzteren Fall ist das optische Filter 120 zwischen dem Eingangsende des optischen L-Band-Verstärkers 300 und dem optischen Verstärkungswellenleiter 311 der Vorstufe davon angeordnet, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Das im optischen Verstärkungswellenleiter 311 erzeugte rückwärts gerichtete ASE-Licht wird durch das optische Filter 120 blockiert, damit verhindert wird, dass es vom Eingangsende des optischen L-Band- Verstärkers 300 zur Außenseite ausgegeben wird.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist anhand eines Beispiels angegeben und kann auf verschiedene Weisen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung modifiziert werden. Beispielsweise kann jeder der optischen Verstärkungswellenleiter 211, 212, 311 und 312 keine optische Faser sein, sondern ein planarer optischer Wellenleiter. Ebenso kann jeder der optischen Verstärkungs-Wellenleiter 211, 212, 311 und 312 nicht mit einem Er-Element dotiert sein, sondern mit anderen fluoreszierenden Materialien (z. B. Seltenerdenelementen, wie beispielsweise einem Tm-Element).
Wenn ein optischer Verstärkungs-Wellenleiter mit einem Tm- Element dotiert ist, kann eine optische Verstärkung in einem breiten Band ausgeführt werden, das sich über sowohl das 1,47-um-Band als auch das 1,50 m-Band erstreckt. Das bedeutet, dass, obwohl die Weilenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze eines Tm-Elements etwa 1,47 um ist, der Wellenlängenbereich, bei welchem eine Verstärkung auftritt, zum Wellenlängenband von 1,50 um verschoben werden kann, wenn die Populationsinversion niedrig gehalten wird. Somit wird ein multiplextes optisches Signal durch den optischen Verzweigungsabschnitt in ein multiplextes optisches Signal im Wellenlängenband von 1,47 um und ein multiplextes optisches Signal im Wellenlängenband von 1,50 um getrennt, wird das multiplexte optische Signal im Wellenlängenband von 1,47 um durch einen optischen Verstärker für das Wellenlängenband von 1,47 um optisch verstärkt und wird das multiplexte optische Signal im Wellenlängenband von 1,50 um durch einen optischen Verstärker für das Wellenlängenband von 1,50 um optisch verstärkt, wodurch eine optische Verstärkung in einem breiten Band ausgeführt werden kann, das sich über beide dieser Wellenlängenbänder von 1,47 um und 1,50 um erstreckt.
Das rückwärts gerichtete ASE-Licht mit einer Spitze in der Nähe der Wellenlänge von 1,47 um tritt im optischen Verstärker für das Wellenlängenband von 1,50 um auch auf. Wenn dieses ASE-Licht zum optischen Verstärker für das Wellenlängenband von 1,47 um eingegeben wird, dann werden sich die Rauscheigenschaften im optischen Verstärker für das Wellenlängenband von 1,47 um verschlechtern. Daher ist, wie beim oben angegebenen Ausführungsbeispiel, ein optisches Filter auf dem optischen Pfad des multiplexten optischen Signals im Wellenlängenband von 1,50 um zwischen dem optischen Verzweigungsabschnitt und dem optischen Verstärkungs-Wellenleiter des optischen Verstärkers für das Wellenlängenband von 1,50 um auch in diesem Fall angeordnet. Dann wird das Licht im Wellenlängenband von 1,50 um durch das optische Filter übertragen, während das Licht im Wellenlängenband von 1,47 um dadurch blockiert wird, so dass das im optischen Verstärker erzeugte ASE-Licht für das Licht im Wellenlängenband von 1,50 um davon abgehalten wird, in den optischen Verstärker für das Licht im Wellenlängenband von 1,47 um einzutreten, wodurch die Verschlechterung von Rauscheigenschaften im optischen Verstärker für das Licht im Wellenlängenband von 1,47 um beschränkt werden kann.
Aus den vorangehenden Erklärungen der Erfindung wird es offensichtlich werden, dass dieselbe auf viele Weisen variiert werden kann. Solche Veränderungen bzw. Variationen sollen nicht als Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung angesehen werden, und alle derartigen Modifikationen, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein würden, sollen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims

1. Optisches Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, zu einer ersten und einer zweiten Übertragungsleitung (4&sub1; ... 4N+1), die mittels einer verstärkenden Zwischenstellenstation (1&sub1; ... 1N) miteinander verbunden sind;

wobei die verstärkende Zwischenstellenstation folgendes aufweist:

einen optischen Verzweigungsabschnitt (110), der mit der ersten Übertragungsleitung verbunden ist, zum Trennen des multiplexten optischen Signals in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die voneinander unterschiedlich sind, und zum einzelnen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen, während Rücklauflicht von einer Verzweigung davon zur ersten Übertragungsleitung dadurch übertragen wird;

zwei optische Verstärker (200, 200), die jeweils einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter haben, der mit einem vorbestimmten fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, und der jeweils mit zwei Ausgängen des optischen Verzweigungsabschnitts (110) verbunden ist, zum Verstärken jedes der multiplexten optischen Signale;

einen optischen Kombinierer (400), der mit jeweiligen Ausgängen der optischen Verstärker (200, 300) verbunden ist, zum Kombinieren der verstärkten multiplexten optischen Signale und zum Ausgeben eines so kombinierten optischen Signals zur zweiten Übertragungsleitung; und

ein optisches Filter (120), das zwischen den optischen Verstärkern zum Verstärken des multiplexten optischen Signals im zweiten Wellenlängenband und dem optischen Verzweigungsabschnitt (110) angeschlossen ist, zum Blockieren von Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze und zum Übertragen von Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch.

2. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei der optische Verzweigungsabschnitt (110), das optische Filter (120) und der optische Verstärker (300) für das zweite Wellenlängenband in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind.

3. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei das optische Filter (120) ein optisches Fasergitter ist, bei welchem ein Gitter in einem Kernbereich einer optischen Faser ausgebildet ist.

4. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, wobei das zu jedem optischen Verstärkungs-Wellenleiter hinzugefügte fluoreszierende Material ein Er-Element oder ein Tm- Element ist.

5. Optische Verstärkungsvorrichtung zur Verwendung in einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört;

wobei die optische Verstärkungsvorrichtung folgendes aufweist:

einen optischen Verzweigungsabschnitt (110) zum Trennen des multiplexten optischen Signals in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die unterschiedlich voneinander sind und zum einzelnen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen;

zwei optische Verstärker (200, 300), die jeweils einen optischen Verstärkungs-Wellenleiter haben, der mit einem vorbestimmten fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, und der jeweils mit zwei Ausgängen des optischen Verzweigungsabschnitts (110) verbunden ist, zum Verstärken des jeweiligen der multiplexten optischen Signale;

einen optischen Kombinierer (400), der mit jeweiligen Ausgängen der optischen Verstärker verbunden ist, zum Kombinieren der verstärkten multiplexten optischen Signale und zum Ausgeben eines so kombinierten optischen Signals; und

ein optisches Filter (120), das zwischen den optischen Verstärkern zum Verstärken des multiplexten optischen Signals im zweiten Wellenlängenband und dem optischen Verzweigungsabschnitt (110) angeschlossen ist, zum Blockieren von Licht in Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze und zum Übertragen von Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch.

6. Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der optische Verzweigungsabschnitt (110) das optische Filter (120) und der optische Verstärker (300) für das zweite Wellenlängenband in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind.

7. Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das optische Filter (120) ein optisches Fasergitter ist, bei welchem ein Gitter in einem Kernbereich einer optischen Faser ausgebildet ist.

8. Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das zu jedem optischen Verstärkungs-Wellenleiter hinzugefügte fluoreszierende Material ein Er-Element oder ein Tm-Element ist.

9. Optische Verstärkungsvorrichtung, die in einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, verwendet wird;

wobei die optische Verstärkereinheit folgendes aufweist:

einen optischen Verstärker mit einem optischen Verstärkungs-Wellenleiter (311), der mit einem vorbestimmten fluoreszierender Material dotiert ist, zum Verstärken eines multiplexten optischen Signals in einem Wellenlängenband, das unterschiedlich von einem Wellenlängenband ist, das eine fluoreszierende Spektrumsspitze des fluoreszierenden Materials enthält; und

ein optisches Filter (120), das mit einem Eingangsende des optischen Verstärkers (311) verbunden ist, zum Blockieren von Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze des fluoreszierenden Materials und zum Übertragen von Licht im durch den optischen Verstärker zu verstärkenden Wellenlängenband dort hindurch.

10. Optische Verstärkungseinheit nach Anspruch 9, wobei das optische Filter (120) ein optisches Fasergitter ist, wobei ein Gitter in einem Kernbereich einer optischen Faser ausgebildet ist.

11. Optische Verstärkungseinheit nach Anspruch 9, wobei das zum optischen Verstärkungs-Wellenleiter hinzugefügte fluoreszierende Material ein Er-Element oder ein Tm- Element ist.

12. Optischer Koppler, der in einem optischen Übertragungssystem zum Übertragen eines multiplexten optischen Signals, das zu zwei Wellenlängenbändern gehört, verwendet wird;

wobei der optische Koppler folgendes aufweist:

einen optischen Verzweigungsabschnitt (110) zum Trennen des multiplexten optischen Signals in ein erstes und ein zweites Wellenlängenband, die unterschiedlich voneinander sind, und zum einzelnen Ausgeben von so getrennten multiplexten optischen Signalen; und

ein optisches Filter (120), das mit einem Ausgangsende des optischen Verzweigungsabschnitts für das optische Signal im zweiten Wellenlängenband verbunden ist und das zum Führen des optischen Signals zu einem optischen Verstärker (300) mit einem optischen Verstärkungs- Wellenleiter angeordnet ist, der mit einem fluoreszierenden Material mit einer fluoreszierenden Spektrumsspitze im ersten Wellenlängenband dotiert ist, wobei das optische Filter (120) Licht in der Nähe der Wellenlänge mit fluoreszierender Spektrumsspitze blockiert und Licht im zweiten Wellenlängenband dort hindurch überträgt.

13. Optischer Koppler nach Anspruch 12, wobei das optische Filter (120) ein optisches Fasergitter ist, wobei ein Gitter in einem Kernbereich einer optischen Faser ausgebildet ist.