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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, welche
eingerichtet ist, indem als ein Repeater ein optischer Verstärker verwendet
wird, welcher ausgebildet ist, indem eine optische Faser, welche
mit einer laseraktivierenden Substanz oder laseraktivierenden Substanzen,
wie beispielsweise einem seltenen Erdeelement oder seltenen Erdenelementen,
einem Übergangsmetall
oder Übergangsmetallen
oder ähnlichem
dotiert ist, verwendet wird und bezieht sich auch auf ein optisches
Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem,
in welchem die optischen Verstärkungs-Repeatervorrichtungen
verwendet werden.
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Techniken aus dem Stand der
Technik
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Im
Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten optischen Repeater,
welcher 3R (Umformen, erneu tes Zeitgeben, Regenerieren; von Englisch:
Reshaping, Retiming, Regenerating) Funktionen aufweist, welche vordem
bekannt waren, weist der optische Faserverstärker gewünschte Eigenschaften auf, wie
beispielsweise Unabhängigkeit
von der Übertragungsrate,
Empfindlichkeit für
vereinfachte Einrichtung des Repeaters, Möglichkeit der Einrichtung mit
großer
Kapazität
dank der Wellenlängenmultiplexfähigkeit
und andere. Demgemäß wird erwartet,
dass der optische Faserverstärker
verspricht, eine Schlüsselkomponente
zu werden, welche fähig ist,
die Flexibilität
des optischen Kommunikationssystems zu verbessern. Insbesondere
ist es in einem optischen Netzwerk, in welchem die Wellenlängenmultiplextechnik
eingesetzt wird, möglich,
eine bemerkenswerte Einsparung zu erzielen.
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Als
eine konventionelle oder aus dem Stand der Technik bekannte optische
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
des oben genannten Typs kann beispielsweise diejenige, welche in „Optical
Amplifiers and Their Application",
Seiten 280 bis 283, 1998 offenbart ist, genannt werden. 12 zeigt
ein Blockdiagramm, welches die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
nach dem Stand der Technik, wie sie in der oben genannten Veröffentlichung
offenbart ist, darstellt.
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In 12 bezeichnen
die Bezugszeichen 1, 4 optische Verstärker, welche
jeweils vom festen Verstärkungstyp
sind, zum Verstärken
von Lichtsignalen von Wellenlängen λ1 bis λn en bloc,
Bezugszeichen 3 bezeichnet einen anpassbaren optischen
Abschwächer,
Bezugszeichen 77 bezeichnet ein optisches Verzweigungsgerät zum Extrahieren
eines Teils der Ausgangsleistung, Bezugszeichen 6 bezeichnet
einen optischen Verstärkungssteuerkreis zum
Steuern des anpassbaren optischen Abschwächers, Bezugszeichen 501, 506 bezeich nen
jeweils optische Verstärker,
wobei jeder unter Verwendung einer Erbium-dotierten Faser oder ähnliches
eingerichtet ist, Bezugszeichen 502 und 507 bezeichnen jeweils
Pumplichtquellen, Bezugszeichen 503, 504, 508 und 509 bezeichnen
jeweils optische Verzweigungsgeräte
zum Extrahieren von Teilen der Leistung der darin eingegebenen Lichtsignale
und Bezugszeichen 505 und 510 bezeichnen jeweils Pumplichtquellen-Steuerkreise zum
Steuern der Pumplichtquellen.
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Nachfolgend
wird eine Beschreibung der Arbeitsweise der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gegeben. Die eingegebenen wellenlängengemultiplexten Lichtsignale λ1 bis λn werden als
erstes durch den fest verstärkenden
optischen Verstärker 1 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G0 verstärkt
und werden danach einer Abschwächung mit
einem vorbestimmten Abschwächungsfaktor durch
den anpassbaren optischen Abschwächer 3 unterworfen.
Die von dem anpassbaren optischen Abschwächer 3 ausgegebenen
wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale werden erneut mittels des fest verstärkenden
optischen Verstärkers 4 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G1 verstärkt,
um letztlich mit Hilfe des optischen Verzweigungsgeräts 77 ausgegeben
zu werden. In diesem Fall wird ein Teil des Ausgangssignals durch
das optische Verzweigungsgerät 77 extrahiert
und durch den optischen Abschwächungssteuerkreis 6 erfasst,
wobei dieser Kreis so ausgebildet ist, dass er den durch den anpassbaren
optischen Abschwächer 3 bewirkten
Verstärkungsfaktor
steuert, so dass der Teil des ausgegebenen Lichtsignals, welcher
durch das optische Verzweigungsgerät 77 extrahiert wird,
einen vorbestimmten Wert annimmt. Auf diese Art und Weise wird die
Gesamtausgangsleistung oder totale Ausgangsleistung der optischen
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
auf einem konstan ten Wert gehalten. Im Fall, wo die Anzahl der Wellenlängen konstant
ist, können
die Ausgangsleistungen der jeweiligen Wellenlängen auf einer Wellenlängen-für-Wellenlängen-Basis konstant gehalten
werden, was es möglich macht,
eine ideale Arbeitsweise zu realisieren.
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An
dieser Stelle wird die Arbeitsweise des fest verstärkenden
optischen Verstärkers 1 im
Detail beschrieben. Eingangs-/Ausgangsleistungen zu/von dem fest
verstärkenden
optischen Verstärker 1 werden
jeweils durch die optischen Verzweigungsgeräte 503 und 504 überwacht,
worin der Pumplichtquellen-Steuerkreis 505 die Pumplichtquelle 102 so
steuert, dass das Verhältnis
zwischen den Eingangs- und Ausgangsleistungen des fest verstärkenden
optischen Verstärkers
konstant gehalten werden kann. Auf diese Art und Weise wird die
Verstärkung
des fest verstärkenden
optischen Verstärkers 1 konstant
gehalten. Eine ähnliche
Arbeitsweise liegt ebenso dem fest verstärkenden optischen Verstärker 4 zugrunde.
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Darüberhinaus
zeigt 13 in einem Blockdiagramm eine
andere optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
nach dem Stand der Technik, welche beispielsweise in „Optische
Verstärker
und ihre Anwendungen",
MD1, 1998 offenbart ist. Diese optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung ist so angeordnet,
dass mit ihr nicht nur eine Verstärkung der Lichtsignale der
Wellenlängen λ1 bis λn durchführbar ist,
sondern auch eine Verstärkungssteuerung
für den
optischen Repeater auf Basis von Überwachungsinformationen, welche
von einem Überwachungslichtsignal λs, welches
von einer Endgeräteausstattung
gesendet wird, getragen werden. In 13 bezeichnet
das Bezugszeichen 11 ein optisches Verzweigungsgerät zum Trennen
des Überwachungs lichtsignals λs von den
Lichtsignalen der Wellenlängen λ1 bis λn und Bezugszeichen 17 bezeichnet
einen Überwachungslicht-Empfänger.
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Nachfolgend
wird die Beschreibung der Arbeitsweise der oben beschriebenen optischen
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
zugewendet. Die wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale λ1
bis λn werden
wie eingegeben zuerst durch den fest verstärkenden optischen Verstärker 1 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G0 verstärkt,
um anschließend einer
Schwächung
mit einem vorbestimmten Schwächungsfaktor
durch den anpassbaren optischen Abschwächer 3 unterworfen
zu werden. Die von dem anpassbaren optischen Abschwächer 3 ausgegebenen
wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale werden erneut durch den fest verstärkenden optischen Verstärker 4 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G1 verstärkt,
um über
das optische Verzweigungsgerät 77 ausgegeben
zu werden. Ein Teil des ausgegebenen Signals wird durch das optische
Verzweigungsgerät 77 extrahiert
und durch den optischen Abschwächungssteuerkreis 6 erfasst,
wobei dieser Kreis ebenfalls ausgebildet ist, um die durch den anpassbaren
optischen Abschwächer 3 bewirkte
Abschwächung
zu steuern, so dass der Teil des Ausgangssignals, welcher durch
das optische Kopplungsgerät 77 extrahiert
wurde, einen vorbestimmten Wert annimmt. Auf diese Art und Weise
wird die gesamte totale Ausgangsleistung der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
auf einem konstanten Wert oder Niveau gehalten. Solange die Anzahl der
Wellenlängen
konstant ist, können
die Ausgangsleistungen der jeweiligen Wellenlängen auf einer Wellenlängen-für-Wellenlängen-Basis
konstant gehalten werden, wodurch eine ideale Arbeitsweise sichergestellt
werden kann. Die Information über
die Anzahl von Wellenlängen
ist in der Überwachungsinformation enthalten,
welche von dem Überwachungslichtsignal λs getragen
wird, welches von der Endgeräteausstattung
ausgesandt wurde und demgemäß in den
optischen Abschwächersteuerkreis 6 eingegeben
wurde, nachdem es durch den Überwachungslichtempfänger 17 empfangen
wurde.
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In
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
der oben beschriebenen Strukturen wird ein Teil der Gesamtausgangsleistung
durch das optische Verzweigungsgerät 77 zum Zweck der
Steuerung des anpassbaren optischen Abschwächers 3 extrahiert.
Als ein Ergebnis davon kann eine variierende Leistung konstant gehalten
werden. Als ein Ergebnis davon wird ein sehr mühseliges Verfahren benötigt, um
mit einer Erhöhung
oder einer Erniedrigung der Anzahl von Wellenlängen fertig zu werden. Im Speziellen
tritt, da die Gesamtausgangsleistung der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung von der Anzahl
von Wellenlängen
abhängt,
die Notwendigkeit auf, vorab an den optischen Abschwächersteuerkreis 6 den
Wert zu übertragen,
welchen die Lichtleistung, welche durch das optische Verzweigungsgerät 77 extrahiert
wurde, annehmen wird, wenn die Anzahl der Wellenlängen geändert wird.
Konsequenterweise wird in dem Fall, bei dem eines der wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale der Wellenlängen λ1 bis λn aufgrund
beispielsweise eines Fehlers in der Senderausstattung nicht übertragen
wird, das oben genannte Übertragungsverfahren
nicht zeitgerecht sein, um mit der Änderung der Anzahl von Wellenlängen fertig
zu werden, was entsprechende Änderungen
in den Leistungen der anderen Wellenlängen hervorbringt, was natürlich einen
ungünstigen
Einfluss auf die Qualität
der Kommunikation ausübt.
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EP 0 902 565 A beschreibt
ein optisches Kommunikationssystem, welches ein Endgerät zum Senden
erster und zweiter Lichtsignale durch eine optische Übertragungsleitung
und einen optischen Repeater zum Empfang der ersten und zweiten
Lichtsignale umfasst. Das erste Lichtsignal hat eine variable Anzahl
von Kanälen,
welche unterschiedlichen Wellenlängen
zugeordnet sind und das zweite Lichtsignal zeigt ein Einsetzen einer Änderung
der Anzahl von Kanälen
in dem ersten Lichtsignal an. Der optische Repeater beinhaltet.
einen optischen Verstärker,
welcher das erste Lichtsignal verstärkt, und eine Steuereinheit,
welche das zweite Lichtsignal empfängt und den optischen Verstärker so
steuert, dass das erste Lichtsignal mit einer ungefähr konstanten Verstärkung während eines
Prozesses der Änderung der
Anzahl von Kanälen
verstärkt
wird.
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Darüberhinaus
zeigt
US 5 500 756 A einen optischen
Repeater zur Realisierung der Übertragung
von Überwachungsinformation
eines optischen Faserübertragungssystems,
ohne die Ausgangsleistung eines optischen Faserverstärkers zu
reduzieren. Ein optischer Überwachungsüberträger und
ein optischer Empfänger
mit einer Wellenlänge,
welche ähnlich
zu der Wellenlänge
der Pumplichtquelle des optischen Faserverstärkers ist, werden auf der Eingangsseite
des optischen Repeaters zur Verfügung gestellt,
Pumplicht wird in der Vorwärtsrichtung
gemultiplext und ein optisches Überwachungssignal, welches
wellenlängengemultiplext
ist und übertragen wird,
wird simultan durch einen ersten Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer
gedemultiplext und sie werden durch den optischen Überwachungsempfänger empfangen.
Auf der Ausgangsseite des optischen Repeaters wird Pumplicht in
der umgekehrten Richtung gemultiplext und ein optisches Überwachungssignal,
welches von dem optischen Überwachungsüber träger ausgegeben
wurde, wird durch einen zweiten Wellenlängenmultiplexer und -demultiplexer
gemultiplext.
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Schließlich offenbart
US 5 455 704 A einen optischen
Faserlichtverstärker,
welcher mit seltenen Erden gedopte optische Fasern verwendet. Der Lichtverstärker kombiniert
erstes und zweites Anregungslicht von ersten und zweiten Quellen,
um kombiniertes Anregungslicht auszubilden und teilt das kombinierte
Anregungslicht zur invertierten Verteilung an beide Fasern zweier
optischer Fasern. Das Licht, welches in eine optische Faser eintritt,
und das, welches in die andere optische Faser eintritt, werden polarisiert,
um senkrecht zueinander zu sein, so dass eine Fluktuation des Ausgangspegels
ohne gemeinsame Interferenz verhindert wird. Alternativ dazu können das
erste Anregungslicht und das zweite Anregungslicht unterschiedliche
Wellenlängen
aufweisen; auch in diesem Fall wird eine Fluktuation des Pegels
ohne jegliche Interferenz verhindert.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Problem, welches
oben dargestellt wurde, zu vermeiden und eine optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, welche zwangsweise die Qualität der Kommunikation davor schützt, verschlechtert
zu werden, auch wenn die Leistungen der anderen Wellenlängen sich ändern und
stellt darüberhinaus
die Verwendung dieser Repeater-Vorrichtung in einem optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
zur Verfügung,
welches die Systemverstärkung
konstant halten kann unabhängig
von der eingegebenen Lichtsignalleistung oder der Anzahl von Wellenlängen davon.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe gemäß der Erfindung
wird durch eine optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
welche die Eigenschaften von Anspruch 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und eine vorteilhafte Verwendung dieser Vorrichtung sind in den
Unteransprüchen
beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration oder eine Struktur
einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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7 ist
eine Ansicht, welche Energieniveaus einer dotierten Faser zeigt,
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8 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration oder Struktur eines
optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems
gemäß einer
achten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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9 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur eines optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems
gemäß einer
neunten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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10 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
zwölften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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11 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
13. Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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12 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer konventionellen optischen
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
welche vordem bekannt ist, zeigt und
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13 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Struktur einer anderen konventionellen
optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
zeigt.
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Beste Ausführungsformen der Erfindung
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Ausführungsform
1
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration oder Struktur einer
optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 einen ersten fest verstärkenden
optischen Verstärker,
Bezugszeichen 2 bezeichnet einen optischen Demultiplexer, Bezugszeichen 3 bezeichnet
einen anpassbaren optischen Abschwächer, Bezugszeichen 4a; 4b bezeichnen
fest verstärkende
optische Verstärker #1–#n, Bezugszeichen 5 bezeichnet
ein Überwachungslicht-Verzweigungsgerät, Bezugszeichen 6 bezeichnet
einen Steuerkreis für
einen anpassbaren Abschwächer
und Bezugszeichen 7 bezeichnet einen optischen Multiplexer.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der optischen Verstärker-Repeater-Vorrichtung beschrieben. Unter
Bezugnahme auf 1 ist der erste fest verstärkende optische
Verstärker 1 so
ausgebildet, dass wellenlängengemultiplexte
Lichtsignale von n Bändern,
d. h. Wellenlängen λ11 bis λ1n (erstes
Band), λ21
bis λ2n
(zweites Band), ..., λn1
bis λnn
(n-tes Band) mit einer vorbestimmten Verstärkung verstärkt werden.
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In
dem gegenwärtigen
Stand der Technik wurde ein solches System bereits für praktische
Anwendungen entwickelt, in welchen zwei Bänder, z. B. ein erstes Band von
1530 bis 1560 nm und ein zweites Band von 1570 bis 1600 nm jeweils
zur Übertragung
von 32 Lichtwellen zur Verfügung
gestellt werden. Als erster fest verstärkender optischer Verstärker 1 kann
ein Faserverstärker,
welcher mit Erbium oder ähnlichem
dotiert ist, eingesetzt werden. Die Lichtsignale von dem ersten
bis zum n-ten Band (#1, ..., #n), welche en bloc durch den ersten
fest verstärkenden
optischen Verstärker 1 verstärkt wurden, werden
dann durch den einstellbaren optischen Abschwächer 3 sauber in Übereinstimmung
mit der Abschwächung,
welcher diese Lichtsignale während der Übertragung
durch eine optische Faser, welche mit einem Eingangsanschluss der
optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
verbunden ist, unterworfen wurden, abgeschwächt, um nachfolgend mittels
des optischen Demultiplexers 2 in jeweilige Bänder getrennt
oder gemultiplext zu werden. Die Lichtsignale der diskreten Bänder, welche
aus der Demultiplexverarbeitung des optischen Demultiplexers 2 resultieren,
werden dann jeweils auf einer Band-für-Band-Basis durch die fest verstärkenden optischen
Verstärker
#1 bis #n verstärkt,
wobei jeder eine hohe feste Verstärkung aufweist, um nachfolgend
mittels des optischen Multiplexers 7 gemultiplext zu werden,
wobei dessen Ausgabe auf eine Übertragungsleitung
gesendet wird.
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Das Überwachungslicht-Verzweigungsgerät 5 dient
dazu, ein Überwachungslichtsignal
einer spezifischen Wellenlänge
zu extrahieren, zum Beispiel ein Teil der Lichtleistung der Wellenlänge λ1n, welches
dann diesem anpassbaren Abschwächungssteuerkreis 6 zur
Verfügung
gestellt wird. Als Antwort auf das Überwachungslichtsignal steuert
der anpassbare Abschwächungssteuerkreis 6 den
Abschwächungsfaktor
des anpassbaren optischen Abschwächers 3 so,
dass die Lichtleistung der Wellenlänge λ1n konstant wird. Durch die
oben beschriebene Arbeitsweise kann die Verstärkung der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
für die
besondere oder spezifische Wellenlänge bestimmt werden.
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Demgemäß kann,
indem als optisches Verstärkungsmedium
ein im wesentlichen homogenes Medium, wie beispielsweise ein Halbleiterverstärker oder
eine optische Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement oder
seltenen Erdeelementen oder ähnlichem
dotiert ist, verwendet wird, die Verstärkung der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
für die
anderen Wellenlängen
ebenso festgelegt werden. Demgemäß kann die
optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
realisiert werden, deren Verstärkung
im Wesentlichen keine Abhängigkeit
von der Änderung
der Anzahl von Wellenlängen
zeigt. In diesem Zusammenhang ist es vorstellbar, dass zum Zwecke
des weiteren Erhöhens
der Genauigkeit der oben beschriebenen Verstärkungssteuerung ein solches
System so ausgebildet sein kann, dass dem Überwachungslichtsignal ein
Tonsignal einer spezifischen Frequenz überlagert ist, wobei das Tonsignal durch
einen elektrischen Filter, welcher in dem anpassbaren Abschwächungssteuerkreis 6 zum
Zweck des Unterdrückens
des Einflusses von Rauschen eingebaut ist, extrahiert wird.
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Ausführungsform
2
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 2 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen
ersten fest verstärkenden
optischen Verstärker,
Bezugszeichen 2 bezeichnet einen optischen Demultiplexer,
Bezugszeichen 3a; 3b bezeichnen jeweils an passbare
optische Abschwächer #1–#n, Bezugszeichen 4a; 4b bezeichnen
jeweils fest verstärkende
optische Verstärker
#1–#n,
Bezugszeichen 5a; 5b bezeichnen jeweils Überwachungslicht-Verzweigungsgeräte #1–#n, Bezugszeichen 6a; 6b bezeichnen
jeweils anpassbare Abschwächungs-Steuerkreise
#1–#n
und Bezugszeichen 7 bezeichnet einen optischen Multiplexer.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
beschrieben. Unter Bezugnahme auf 2 ist der
erste fest verstärkende
optische Verstärker 1 ausgebildet,
um wellenlängengemultiplexte
Lichtsignale von n-Bändern, d.
h. Wellenlängen λ11 bis λ1n (erstes
Band), λ21
bis λ2n
(zweites Band), ..., λn1
bis λnn
(n-tes Band) mit einer vorbestimmten Verstärkung zu verstärken.
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Die
Lichtsignale des ersten bis n-ten Bandes, welche en bloc wie oben
beschrieben verstärkt
wurden, werden dann gedemultiplext oder in die jeweiligen Bänder getrennt
und jeweils einer geeigneten Abschwächung durch die anpassbaren
optischen Abschwächer 3a; 3b unterworfen,
worauf die einzelnen Lichtsignale durch die ersten bis n-ten fest
verstärkenden
optischen Verstärker
(#1, ..., #n), welche jeweils eine hohe feste Verstärkung in
den jeweiligen Bändern
aufweisen, verstärkt,
um nachfolgend durch den optischen Multiplexer 7 gemultiplext
zu werden und dann auf die Übertragungsleitung
ausgesandt zu werden. Die anpassbaren optischen Abschwächer 3a; 3b (#1,
..., #n) werden für
den Zweck der Kompensierung von Abweichungen von dem vorbeschriebenen
Verlustwert eingesetzt, welche während
der Übertragung
durch eine optische Faser, welche mit dem Eingangsanschluss der
optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
verbunden ist, be wirkt wurden, wie vorstehend in Verbindung mit
der ersten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wurde.
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Genauer
gesagt werden, wenn der Verlust in der optischen Faser, welche mit
dem Eingangsanschluss der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
verbunden ist, um D [dB] kleiner ist, die Abschwächungsfaktoren der anpassbaren
optischen Abschwächer 3a; 3b jeweils
auf D [dB] gesetzt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen,
dass es in dem Fall, in dem die Wellenlängenbereiche der Bänder #1,
..., #n weit sind, dazu kommen kann, dass die Abschwächungsfaktoren,
welche jeweils für
die anpassbaren optischen Abschwächungsfaktoren 3a; 3b (#1,
..., #n) zu setzen sind, untereinander differieren, da der Verlust,
welcher während
der Übertragung
durch die optische Faser, welche mit dem Eingangsanschluss der optischen
Verstärker-Repeater-Vorrichtung
verbunden ist, bewirkt wird, eine Abhängigkeit von den Wellenlängen aufweisen
wird. Demgemäß werden
im Falle der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung die anpassbaren optischen Abschwächer 3a; 3b (#1,
..., #n) jeweils in Übereinstimmung
mit den diskreten Bändern
(#1, ..., #n) zur Verfügung
gestellt.
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Die Überwachungslicht-Verzweigungsgeräte 5a; 5b (#1,
#n) sind jeweils so ausgebildet, um spezifische Überwachungslichtsignale, zum
Beispiel Teile der Lichtleistung der Wellenlängen λ1n, ..., λnn, zu extrahieren, welche dann
jeweils in die anpassbaren Abschwächersteuerkreise 6a; 6b (#1,
..., #n) eingespeist werden. Die anpassbaren Abschwächersteuerkreise 6a; 6b steuern
jeweils die Abschwächungsfaktoren
der zugeordneten anpassbaren optischen Abschwächer 3a; 3b (#1,
..., #n), so dass die Lichtleistungen der spezifischen Wellenlängen λ1n, ..., λnn konstant
bleiben. Durch die oben dargelegte Arbeitsweise können die
Verstärkungen
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
für die Überwachungslicht-Wellenlängen λ1n, ..., λnn in dem
spezifischen Band bestimmt werden. Demgemäß können, indem als das optische
Verstärkungsmedium
ein im wesentlichen homogenes Medium, wie beispielsweise ein Halbleiterverstärker oder
eine optische Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement oder
seltenen Erdeelementen oder ähnlichem
dotiert ist, eingesetzt wird, die Verstärkungen für die anderen Wellenlängen festgesetzt
werden. Demgemäß kann die
optische Verstärker-Repeater-Vorrichtung
eingerichtet werden, deren Verstärkung
im Wesentlichen unempfindlich bezüglich der Änderung in der Anzahl der Wellenlängen ist.
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Ausführungsform
3
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration oder Struktur einer
optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 3 bezeichnet Bezugszeichen 8 eine
optische Faser, Bezugszeichen 9 bezeichnet ein optisches
Koppelgerät und
Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Pumplichtquelle. In der
Figur werden Komponenten, welche dieselben sind wie solche der optischen
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
welche vorangehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wurde, durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung
von ihnen wird übergangen.
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Die
Arbeitsweise der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
nun beschrieben. In der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, die nun betrachtet
wird, sendet die Pumplichtquelle 10 Pumplicht, welches
in die optische Faser 8 mittels des optischen Kopplungsgerätes 9 zum
Bewirken der stimulierten Raman-Verstärkung eingegeben wird, aus.
Da der stimulierte Raman-Verstärker im
Vergleich mit dem Halbleiterverstärker und der optischen Faser,
welche mit einem seltenen Erdeelement oder seltenen Erdeelementen
dotiert ist, schwer einer Verstärkungssättigung
unterwerfbar ist und fähig
ist, eine im Wesentlichen lineare Arbeitsweise bis hin zu einer
Ausgangsleistung, welche im Wesentlichen gleich zu der Pumplichtleistung
ist, durchzuführen,
ist der stimulierte Raman-Verstärker
das geeignetste Verstärkungsmedium,
welches als der erste festverstärkende
optische Verstärker
zu verwenden ist. Demgemäß kann eine
ideale Arbeitsweise des ersten festverstärkenden optischen Verstärkers 1 realisiert
werden. Die Arbeitsweise der anderen in 3 gezeigten
Komponenten ist ähnlich
zu derjenigen der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
wie sie vorhergehend in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben wurde.
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Ausführungsform
4
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Die
optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung ist im Wesentlichen mit derselben Struktur wie bei
derjenigen der dritten Ausführungsform
ausgeführt.
Demgemäß ist eine
wiederholte Beschreibung unnötig.
Es ist jedoch zu bemerken, dass die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
von der dritten Ausführungsform
bezüglich
der Pumplichtquelle 10 differiert.
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Die
Arbeitsweise der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird nun beschrieben. Gemäß der Lehre der
Erfindung, wie sie in dieser Ausführungsform verkörpert ist,
wird eine Pumplichtquelle mit ausreichend hoch bemessener Leistung
eingesetzt, so dass die optische Faser 8, welche mit einer
seltenen Erde oder seltenen Erden oder mit einem Übergangsmetall
oder Übergangsmetallen
dotiert ist, fähig
ist, eine Verstärkungsoperation
in der nicht-gesättigten
Region auf Basis des Effektes der stimulierten Emission in den Wellenlängenbändern von
mehreren wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen durchzuführen.
Der optische Multiplexer 7 dient zum optischen Koppeln der
mehreren wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale, welche vorstehend erwähnt wurden, mit der Ausgabe
der Pumplichtquelle 10. Auf diese Art und Weise kann, indem
die Pumplichtquelle 10 mit ausreichend hoher Ausgangsleistung
verwendet wird, die Verstärkung
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
im Wesentlichen konstant gehalten werden.
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Ausführungsform
5
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Genauer gesagt zeigt diese Figur eine exemplarische
Struktur des festverstärkenden
optischen Verstärkers
#1, ..., #n. In 4 bezeichnet Bezugszeichen 61 einen
optischen Isolator, Bezugszeichen 62 bezeichnet eine optische
Koppelvorrichtung, welche als eine Kompensationslicht-Kopplungsvorrichtung
dient, Bezugszeichen 63 bezeichnet eine optische Faser,
welche mit einer seltenen Erde oder seltenen Erden oder mit einem Übergangsmetall
oder Übergangs metallen
dotiert ist (auf welche nachstehend unter dem Begriff der dotierten
Faser Bezug genommen wird), Bezugszeichen 64 bezeichnet
eine optische Kopplungsvorrichtung, Bezugszeichen 650 bezeichnet
einen optischen Filter, welcher als eine Kompensationslicht-Verzweigungsvorrichtung
zur Extraktion des Kompensationslichtes dient, Bezugszeichen 66 bezeichnet
einen Photodetektor, Bezugszeichen 67 bezeichnet einen
Kompensationslicht-Steuerkreis, Bezugszeichen 68 bezeichnet
eine Kompensationslichtquelle, Bezugszeichen 69 bezeichnet
ein Kompensationslicht-Überwachungselement,
Bezugszeichen 70 bezeichnet einen Kompensationslicht-Quellentreiberkreis,
Bezugszeichen 71 bezeichnet eine Pumplichtquelle, Bezugszeichen 72 bezeichnet
ein Pumplicht-Überwachungselement
und Bezugszeichen 73 bezeichnet einen Pumplichtquellen-Treiberkreis.
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Beiläufig ist
hinzuzufügen,
dass die dotierte Faser 63, die optische Kopplungsvorrichtung 64 und die
Pumplichtquelle 71 so zusammenarbeiten, dass sie eine optische
Verstärkungseinheit
darstellen.
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Nachfolgend
wird sich die Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung zuwenden.
Die üblicherweise
als der festverstärkende
optische Verstärker
#1, ..., #n verwendete dotierte Faser ist wahrscheinlich in der
Verstärkung
gesättigt.
Demgemäß wird im
Falle, dass die dotierte Faser als der festverstärkende optische Verstärker verwendet
wird, ein Hilfskreis in Verbindung mit dem festverstärkenden optischen
Verstärker,
welcher unter Verwendung der dotierten Faser eingerichtet ist, zur
Verfügung
gestellt werden müssen.
Bezug nehmend auf die Figur wird die dotierte Faser 63 mit
Pumplicht eines konstanten Pegels von dem optischen Multiplexer 7 durch
das Medium der optischen Koppelvorrichtung 64 versorgt.
Die Arbeitsweise um das Pumplicht auf konstantem Pegel zu halten
kann einfach durch Überwachung
der Ausgangsleistung der Pumplichtquelle mittels des Pumplicht-Überwachungselementes 72 und
durch entsprechendes Steuern des Pegels des Treiberstroms für die Pumplichtquelle
mittels des Pumplichtquellen-Treiberkreises 73 erreicht werden.
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Das
Kompensationslicht, welches von der Kompensationslichtquelle 68 emittiert
wird, wird durch die optische Kopplungsvorrichtung 62 in
die dotierte Faser 63 eingegeben. Das Kompensationslicht-Verzweigungsgerät 650 dient
zum Extrahieren oder Herausfiltern des verstärkten Kompensationslichtes,
welches von der dotierten Faser 63 ausgegeben wird, worin
die Ausgabe des Kompensationslicht-Verzweigungsgerätes dem
Photodetektor 66 zur Verfügung gestellt wird. Die Ausgabe
des Photodetektors 66 wird wiederum in den Kompensationslicht-Steuerkreis 67 zum
Zweck des Steuerns des Kompensationslichtquellen-Treiberkreises 70 eingeführt, so
dass das Verhältnis
zwischen dem überwachten
Pegel, welcher von dem Kompensationslicht-Überwachungselement 69 ausgegeben
wurde, und demjenigen des Photodetektors 66 konstant bleibt.
Durch die Arbeitsweise, wie sie oben beschrieben wurde, kann die
Verstärkung
des festverstärkenden
optischen Verstärkers
#1, ..., #n bei der Wellenlänge
des Kompensationslichtes so geregelt werden, dass sie konstant ist.
Demgemäß kann für den festverstärkenden
optischen Verstärker 1,
welcher die homogene Charakteristik aufweist, eine konstante Verstärkung für all die
Wellenlängenbänder zur
Verstärkung
sichergestellt werden.
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Ausführungsform
6
-
1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Verstärker-Repeater-Vorrichtung gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Genauer gesagt zeigt diese Figur eine exemplarische
Struktur des festverstärkenden
optischen Verstärkers
#1, ..., oder #n. In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 651 einen
optischen Filter zum Extrahieren oder zum Herausfiltern von spontan
emittiertem Licht von der dotierten Faser in einem vorbestimmten
Wellenlängenband. Übrigens
werden in 5 Komponenten, welche dieselben
sind wie diejenigen, welche vorstehend in Verbindung mit der optischen
Verstärker-Repeater-Vorrichtung,
die in 4 gezeigt ist, erwähnt wurden oder diesen gleichen,
mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, und die diesbezügliche Beschreibung
wird weggelassen.
-
Im
Betrieb filtert der optische Filter 651 das spontan emittierte
Licht von der dotierten Faser 63 in einem vorbestimmten
Wellenlängenband
heraus, wobei die Ausgabe des optischen Filters 651 in
den Photodetektor 66 eingegeben wird. Im Falle des festverstärkenden
optischen Verstärkers
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist der Kompensationslicht-Steuerkreis 67 ausgebildet,
um den Kompensationslichtquellen-Treiberkreis 70 zu steuern,
so dass die Ausgabe des Photodetektors 66 konstant gehalten
wird. Grundsätzlich
ist die Verstärkung
der dotierten Faser 63 proportional zur Leistung des spontan
emittierten Lichtes. Demgemäß kann mit
der vorstehend beschriebenen Anordnung eine konstante Verstärkung unabhängig von
der Anzahl der Signalwellenlängen,
welche in die dotierte Faser 63 eingespeist oder eingegeben
werden, sichergestellt werden.
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Ausführungsform
7
-
6 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration der optischen Verstärker-Repeater-Vorrichtung
gemäß einer
siebten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Genauer gesagt zeigt diese Figur eine exemplarische
Struktur des festverstärkenden
optischen Verstärkers
#1, ..., #n. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 77 einen
anpassbaren Abschwächer,
und Bezugszeichen 78 bezeichnet einen Steuerkreis für einen
anpassbaren Abschwächer.
In 6 werden Komponenten, welche dieselben sind wie
diejenigen, welche vorstehend in Verbindung mit der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, welche
in 4 gezeigt ist, erwähnt sind oder diesen gleichen,
mit entsprechenden Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung
davon wird ausgelassen.
-
7 ist
ein Energiepegeldiagramm einer dotierten Faser.
-
Zuerst
wird eine Beschreibung der Charakteristik der Temperaturabhängigkeit
der Verstärkung der
dotierten Faser 63 ausgeführt. Die Verstärkung der
dotierten Faser ist proportional zu der Dichtedifferenz zwischen
dem gepumpten oder stimulierten Zustand oder Niveau, bei welchem
der Laserübergang stattfindet,
und dem Grundzustandsniveau. Grundsätzlich können das stimulierte Zustandsniveau
und das Grundzustandsniveau jeweils hinsichtlich des Stark-Effektes
fein in Unterniveaus aufgeteilt werden.
-
Unter
Bezugnahme auf 7 wird die Temperaturabhängigkeit
der Verstärkung
für die
längste Wellenlänge berücksichtigt.
Die Verstärkung
für die längste Wellenlänge ist
durch die Dichtedifferenz zwischen dem tiefsten Energiesubniveau
in dem gepumpten oder angeregten Zustand und dem höchsten Energiesubniveau
in dem Grundzustand bestimmt. Da die Dichteverteilung zwischen diesen
Unterniveaus durch die Boltzmann-Verteilung
bestimmt ist, ist die Verstärkung
für die
längste
Wellenlänge gering,
wenn die Temperatur hoch ist, wohingegen sie hoch ist, wenn die
Temperatur gering ist. Demgemäß wird die
Temperaturabhängigkeit
der Verstärkungswellenlängen-Charakteristik
für die
längste Wellenlänge in einem
gegebenen Band bemerkbar.
-
Kehrt
man im Hinblick auf die Kompensation der Temperaturabhängigkeit
der vorstehend beschriebenen Verstärkung zu 6 zurück, so ist
der anpassbare Abschwächungs-Steuerkreis 78 ausgebildet,
um den Abschwächungsfaktor
des anpassbaren Abschwächers 77 so
zu steuern, dass er auf einen kleinen Wert bei einer hohen Temperatur
gesetzt wird, während
er auf einen großen
Wert bei einer niedrigen Temperatur gesetzt wird. Als ein Ergebnis davon
nimmt die Verstärkung
der dotierten Faser 63 für die längste Wellenlänge ab,
wenn die Temperatur zunimmt, wohingegen Erstere zunimmt, wenn die Letztere
abnimmt, wodurch die Verstärkungswellenlängen-Charakteristik
in der längsten
Wellenlängenregion
im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Daneben kann der
Absolutwert der Verstärkung
im Wesentlichen konstant gehalten werden.
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Ausführungsform
8
-
8 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems gemäß einer
achten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 8 bezeichnen Be zugszeichen 101a; 101b jeweils
Endgeräte, Bezugszeichen 102a; 102b bezeichnen
optische Repeater, Bezugszeichen 103a, ..., 103c bezeichnen
jeweils optische Fasern, Bezugszeichen 104, ..., 106 bezeichnen
jeweils Sender oder Überträger, Bezugszeichen 107 bezeichnet
einen optischen Multiplexer, Bezugszeichen 108 bezeichnet
einen Fernüberwachungs/Steuerkreis,
welcher als ein Steuersignal-Erzeugungsmittel oder ein Steuersignal-Überlagerungsmittel
dient, Bezugszeichen 112; 114 bezeichnen jeweils
festverstärkende
optische Verstärker,
Bezugszeichen 113 bezeichnet einen anpassbaren optischen
Abschwächer,
Bezugszeichen 115 bezeichnet einen optischen Filter oder
ein optisches Verzweigungsmittel, welcher/s als ein Steuersignalpegel-Erfassungsmittel
dient, Bezugszeichen 116 bezeichnet einen Steuerkreis für einen
anpassbaren optischen Abschwächer,
welcher als ein Mittel zur Verstärkungssteuerung
eines optischen Repeaters dient, Bezugszeichen 123 bezeichnet
einen optischen Demultiplexer und Bezugszeichen 124, ..., 126 bezeichnen
eine Empfangsausstattung oder Empfänger.
-
Nachstehend
wird sich die Beschreibung der Arbeitsweise des optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems zuwenden.
In dem Endgerät 101a dient
eine Mehrzahl von Überträgern 104, ..., 106 dem
Umwandeln der zu übertragenden
Information in Lichtsignale λ1,
..., λn,
welche dann einer Wellenlängen-Multiplex-Operation
durch den optischen Multiplexer 107 unterworfen werden,
um auf die optische Faser 103a ausgesendet zu werden. Der Fernüberwachungs/Steuerkreis 108 dient
dazu, die Lichtintensität
der Ausgabe des Überträgers 106 mit einer
spezifischen Frequenz fs zu modulieren. Dazu wird der Modulationsfaktor
(prozentuale Modulation) gewöhnlicherweise
auf mehrere Prozent oder geringer eingestellt, so dass kein nachteiliger
Einfluss auf den Eingangsanschluss ausgeübt wird. In dem optischen Repeater 102a wird
das empfangene wellenlängengemultiplexte
Signal zuerst durch den festverstärkenden optischen Verstärker 112 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G0 verstärkt
und danach durch den anpassbaren optischen Abschwächer 113 mit
einem vorbestimmten Faktor L geschwächt, wonach das wellenlängengemultiplexte
Signal, welches von dem anpassbaren optischen Abschwächer ausgegeben
wurde, erneut durch den festverstärkenden optischen Verstärker 114 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G1 verstärkt
wird.
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Der
Abschwächungsfaktor
L wird wie folgt bestimmt. Der optische Filter 115 extrahiert
einen Teil der Leistung der Wellenlänge λn von dem verstärkten wellenlängengemultiplexten
Signal, die Ausgabe des optischen Filters wird in den Steuerkreis 116 des
anpassbaren optischen Abschwächers
eingegeben, welcher darauf durch Steuern des Abschwächungsfaktors
L des anpassbaren optischen Abschwächers 113 antwortet,
so dass die Leistung der in der extrahierten Leistung der Wellenlänge λn enthaltenen
Frequenz fs konstant wird. Auf diese Art und Weise kann die Repeater-Verstärkung für die Wellenlänge λn unabhängig von
der Anzahl von Wellenlängen
konstant gehalten werden. Grundsätzlich
zeigt das optische Verstärkungsmedium,
welches zur Verstärkung
des wellenlängengemultiplexten
Lichtsignals eingesetzt wird, wie beispielsweise der optische Faserverstärker, welcher
mit einem seltenen Erdeelement oder seltenen Erdeelementen dotiert
ist, der optische Halbleiterverstärker oder Ähnliches eine homogene Charakteristik.
Dies bedeutet, dass die Verstärkung, welche
für eine
gegebene Wellenlänge
festgelegt wurde, auch für
die anderen Wellenlängen
festgelegt ist. Demgemäß kann eine
stabile Verstär kungscharakteristik
realisiert werden, welche keine Abhängigkeit von der Anzahl von
Wellenlängen
zeigt.
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Im
Falle des optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung ist der Fernüberwachungs/Steuerkreis 108,
welcher als das Steuersignal-Erzeugungsmittel dient, zum Erzeugen
des Steuersignals durch Modulation der von dem Überträger 106 ausgegebenen
Lichtintensität
ausgebildet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der Fernüberwachungs/Steuerkreis 108 so
angeordnet sein kann, dass ein Steuersignal einer spezifischen Frequenz erzeugt
wird und dieses einem gegebenen Signal der mehreren Lichtsignale überlagert
wird (Steuersignal-Überlagerungsmittel).
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Ausführungsform
9
-
9 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems gemäß einer
neunten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 9 bezeichnet Bezugszeichen 108 einen
Fernüberwachungs/Steuerkreis,
Bezugszeichen 109 bezeichnet ein optisches Koppelgerät, Bezugszeichen 110 bezeichnet
ein optisches Verzweigungsgerät,
Bezugszeichen 111 bezeichnet ein Lichtsignal-Verzweigungsgerät, Bezugszeichen 118 bezeichnet
einen Überwachungs/Steuerkreis,
Bezugszeichen 119 bezeichnet einen Überwachungssignalsender, Bezugszeichen 120 bezeichnet
ein optisches Koppelgerät, Bezugszeichen 121 bezeichnet
ein optisches Verzweigungsgerät
und Bezugszeichen 126 bezeichnet einen Steuerkreis für einen
optischen Abschwächer.
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Die
Funktionsweise des optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems
wird nun beschrieben. Der Fernüberwachungs/Steuerkreis 108 dient
nicht nur der Modulation der Lichtsignalintensität, welche von dem Überträger 106 ausgegeben
wurde, mit der Frequenz fs, sondern auch zum Messen der Leistung
des Lichtsignals der Wellenlänge λn, welche
in dem wellenlängengemultiplexten
Signal enthalten ist und welche durch das optische Verzweigungsgerät 110 verzweigt
wird, um dadurch die Information, welche durch das Lichtsignal der
Wellenlänge λn getragen
wird, auf das Überwachungslichtsignal λs zu überlagern.
Demgemäß dient
der Fernüberwachungs/Steuerkreis
des optischen Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystems
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung nicht nur als das Steuersignal-Erzeugungsmittel, sondern
auch als das Steuersignal-Überlagerungsmittel
und das Überwachungssignal-Übertragungsmittel.
Das optische Kopplungsgerät 109 ist
ausgebildet, um das Überwachungslichtsignal λs mit den Lichtsignalen
mit geringem Verlust zu multiplexen. In dem optischen Repeater 102a wird
das Überwachungslichtsignal λs durch das
Lichtsignal-Verzweigungsgerät 111 extrahiert
und durch das optische Repeater-Verstärkungssteuermittel empfangen,
um darauffolgend an den Überwachungs/Steuerkreis 118 übertragen
zu werden, welcher wiederum so ausgebildet ist, um die Arbeitsweise
des Überwachungs/Steuersystems,
welches durch den anpassbaren optischen Abschwächer 113 und den Steuerkreis 116 für den anpassbaren
optischen Abschwächer
ausgebildet ist, zu steuern. Genauer gesagt erlaubt der Überwachungs/Steuerkreis
eine Operation des Verstärkungssteuersystems
so lange, wie die Leistung des Lichtsignals der Wellenlänge λn normal ist,
während
die Operation des Verstärkungssteuersystems
unterbrochen wird, indem der Abschwächungsfaktor des anpassbaren optischen
Abschwächers 113 konstant
gehalten wird, wenn die Leistung der Wellenlänge λn abnormal ist. Kraft dieser
Anordnung wird die Verstärkung
des optischen Repeaters 102a daran gehindert, auf einen
fehlerhaften Wert gesetzt zu werden, sogar wenn die Leistung des Lichtsignals
der Wellenlänge λn aufgrund
der sogenannten Altersverschlechterung oder Ähnlichem abnimmt.
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Ausführungsform
10
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Die
Frequenz fs, mit welcher die Lichtsignalintensität, welche von dem Überträger 106 ausgegeben
wird, durch den Fernüberwachungs/Steuerkreis 108 moduliert
wird, sollte auf einen großen
Wert gesetzt werden, bei welchem eine Variation in der Verstärkung der
festverstärkenden
optischen Verstärker 112; 114 nicht
auftritt. Genauer gesagt ist in dem Fall der optischen Faser, welche
mit einem seltenen Erdeelement oder seltenen Erdeelementen dotiert
ist und welche üblicherweise
als das optische Verstärkungsmedium,
in welchem Erbium als das Lasermedium eingesetzt wird, verwendet
wird, die Lebensdauer des Lichtquants oder Photons 10 Sekunden. Demgemäß ist es
ausreichend, die Frequenz f0 auf mehrere 10 kHz oder höher zu setzen.
Demgemäß wird gemäß der Lehre
der Erfindung, welche durch das zehnte Ausführungsbeispiel verkörpert wird,
die Frequenz fs auf 100 kHz oder höher gesetzt, um eine stabile
Verstärkungscharakteristik
für die
festverstärkenden
optischen Verstärker 112; 114 durch
Verhinderung einer Variation der Verstärkungen dieser Verstärker sicherzustellen.
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Ausführungsform
11
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In
Verbindung mit der zehnten Ausführungsform
wurde eine Beschreibung ausformuliert, welche die Maßnahme betrifft,
um mit einer solchen Situation, dass die Leistung des Lichtsignals
der Wellenlänge λn, welches
als das Steuerlicht zum Steuern der Verstärkung des optischen Repeaters
eingesetzt wird, abnormal wird, fertig zu werden. Andererseits ist
es auch vorstellbar, dass das Lichtsignal der Wellenlänge λn plötzlich durch
eine Ursache unterbrochen wird. In diesem Fall ist es notwendig,
die plötzliche
Unterbrechung sogar den Endgeräten 101a und 101b mit
dem Überwachungslichtsignal λn mitzuteilen,
bevor das unterbrochene Lichtsignal der Wellenlänge λn bei den Endgeräten anlangt.
Unter dieser Hinsicht wird mitgeteilt, dass die optischen Fasern 103a,
..., 103c eine Gruppengeschwindigkeit, welche in der Abhängigkeit
von den Wellenlängen
differiert, darstellen. Beispielsweise pflanzt sich ein Lichtsignal mit
einer Wellenlänge
von 1,3 Mikrometern um 2,2 ns pro Kilometer schneller fort als ein
Lichtsignal mit einer Wellenlänge
von 1,15 Mikrometern. Demgemäß kann,
indem die Wellenlänge
des Überwachungslichtsignals
auf beispielsweise 1,3 Mikrometer gesetzt wird, was kürzer ist
als diejenige des Lichtsignals mit einer Wellenlänge von 1,55 Mikrometern, welches üblicherweise
verwendet wird, die Operationszustandssteuerung des Verstärkungssteuersystems
auch in dem Fall, dass die Leistung der Wellenlänge λn durch einen Grund unterbrochen
wird, durchgeführt
werden, dank der Verfügbarkeit
des Überwachungslichtsignals λs.
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Ausführungsform
12
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10 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß einer
zwölften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 10 bezeichnet
Bezugszeichen 603 ein Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerät zum Extrahieren
eines Teiles der Leistung eines Steuerlichtsignals, welches zum
Steuern der Verstärkung
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
eingesetzt wird.
-
Die
Arbeitsweise der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung wird nun beschrieben. Die eingegebenen wellenlängengemultiplexten
Signale λ1; λn werden
zuerst durch den ersten festverstärkenden optischen Verstärker 1 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
G0 verstärkt,
um nachfolgend in das Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerät 603 eingegeben zu
werden, welches ausgebildet ist, um einen Teil der Leistung des
Steuerlichtes λc
zu extrahieren. Wesentliche Teile der Leistungen der Lichtsignale
der anderen Wellenlängen
und diejenigen des Steuerlichtes λc
werden in den anpassbaren optischen Abschwächer 3 mit geringem
Verlust eingegeben. Andererseits ist der Steuerkreis 6 für den anpassbaren Abschwächer ausgebildet,
um den Abschwächungsfaktor
des anpassbaren optischen Abschwächers 3 so
zu steuern, dass die von dem Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerät 603 ausgegebene
Leistung konstant bleibt. Die wellenlängengemultiplexten Lichtsignale λ1; λn, welche
von dem anpassbaren optischen Abschwächer 3 ausgegeben
wurden, werden erneut mithilfe des zweiten festverstärkenden optischen
Verstärkers 4 mit
einer konstanten Verstärkung
G1 verstärkt.
Aufgrund der Arbeitsweise, wie sie vorstehend beschrieben wurde,
kann die Verstärkung
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
für eine
spezifische Wellenlänge
bestimmt werden. Demgemäß ist die
Verstärkung
für die
anderen Wellenlängen
festgelegt, indem ein im Wesentlichen homogenes Medium wie beispielsweise
der Halbleiter-Verstärker,
die optische Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement oder seltenen
Erdeelementen oder Ähnlichem
dotiert ist, als das optische Verstärkungsmedium verwendet wird.
Mit anderen Worten kann die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, welche eine Verstärkung, die
unabhängig
von der Änderung
der Anzahl von Wellenlängen
ist, aufweist, realisiert werden.
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Der Überwachungs/Steuerkreis 17 spielt
die Rolle, welche unten beschrieben wird. Wenn die Leistung des
empfangenen Lichtsignals geringer wird als ein vorbestimmter Wert,
hält der Überwachungs/Steuerkreis 17 die
Verstärkungshandlung des
ersten festverstärkenden
optischen Verstärkers 1 und
des zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkers 4 an,
während
ein Überspannungsphänomen, welches
auf die Wiederherstellung des empfangenen Signals auftritt, unterdrückt wird.
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Ausführungsform
13
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11 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung gemäß einem
dreizehnten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. In 11 bezeichnet
Bezugszeichen 26 einen Steuerkreis für einen optischen Abschwächer, welcher
ausgebildet ist, um auch als der Ausgangs-Unterbrechungskreis zu
dienen. In dem Fall der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung ist dem Steuerkreis 26 des optischen Abschwächers auch
die Funktion der Steuerung der Verstärkungshandlung des zweiten
festverstärkenden
optischen Verstärkers 4 verliehen.
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Im
Betrieb der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung dient
der Steuerkreis 26 für
den optischen Abschwächer
nicht nur zur Steuerung des Abschwächungsfaktors des anpassbaren
optischen Abschwächers 3,
so dass die Leistung, welche von dem Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerät 603 ausgegeben
wurde, konstant ist, sondern auch zum Beenden des Verstärkungsbetriebes
des zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkers 4,
wenn die Leistung, welche von dem Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerät 603 ausgegeben
wird, niedriger als ein vorbestimmter Pegel wird (Ausgangs-Unterbrechungsschaltung).
Kraft dieser Funktion ist es möglich,
zu verhindern, dass die Ausgangsleistung des zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkers 4 abnormal
zunimmt, sogar wenn das Steuerlicht durch einen Grund unterbrochen
wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet einen Eingangsanschluss, in welchen eine Mehrzahl
von Lichtsignalen, welche in der Wellenlänge gemultiplext sind, eingegeben
werden, einen ersten festverstärkenden
optischen Verstärker
zum Verstärken
der wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale, welche durch den Eingangseinschluss eingegeben wurden,
mit einer vorbestimmten Verstärkung,
einen anpassbaren optischen Abschwächer zum Abschwächen der
wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale um einen vorbestimmten Faktor nach der Verstärkung durch
den ersten festverstärkenden
optischen Verstärker,
einen optischen Demultiplexer zum Demultiplexen der wellenlängengemultiplexten Lichtsignale,
welche von dem anpassbaren optischen Abschwächer ausgegeben wurden, in
eine Mehrzahl von einzelnen Lichtsignalen jeweils diskreter Wellenlängen, festverstärkende optische
Verstärker
#1; #n zum Verstärken
der Mehrzahl von einzelnen wellenlängengedemultiplexten Lichtsignalen,
welche von dem optischen Demultiplexer ausgegeben wurden, mit einer
vorbestimmten Verstärkung,
ein Überwachungslicht-Verzweigungsgerät, welches
mit einem der Ausgänge
der zweiten festverstärkenden
optischen Verstärker
#1; #n verbunden ist, zum Extrahieren eines Teils eines spezifischen Überwachungslichtsignals,
einen optischen Multiplexer zum Multiplexen der einzelnen Lichtsignale,
welche von den zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkern
#1; #n jeweils ausgegeben wurden, um dadurch gemultiplexte Lichtsignale
auszugeben, und einen Steuerkreis für einen anpassbaren Abschwächer zum
Detektieren der Ausgangsleistung des Überwachungslicht-Verzweigungsgerätes, um
dadurch den Abschwächungsfaktor
des optischen Abschwächers
zu steuern, so dass die erfasste Ausgangsleistung einen konstanten
Wert annimmt. Kraft der oben beschriebenen Anordnung kann die optische
Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, deren
Verstärkung
im Wesentlichen keine Abhängigkeit
von der Änderung der
Anzahl von Wellenlängen
aufweist, zur Verfügung
gestellt werden. Mit anderen Worten kann die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
welche die Kommunikationsqualität,
welche im Wesentlichen unempfindlich auf die Änderung in der Anzahl von Wellenlängen reagiert,
aufweist, realisiert werden. In der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, die
oben beschrieben ist, kann ein solches System, in welchem ein Tonsignal
einer spezifischen Frequenz dem Überwachungslicht überlagert
wird, eingerichtet werden, worin das Tonsignal in dem Steuerkreis
für den
optischen Abschwächer
zum Zwecke der Eliminierung des Einflusses von Rauschen extrahiert
wird.
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Darüber hinaus
beinhaltet die optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Eingangsanschluss, in welchen eine Mehrzahl von
Lichtsignalen, welche in der Wellenlänge gemultiplext sind, eingegeben
werden, einen festverstärkenden
optischen Verstärker
zum Verstärken
der wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale, welche durch den Eingangsanschluss eingegeben wurden,
mit einer vorbestimmten Verstärkung, einen
optischen Demultiplexer, welcher mit dem Ausgang des ersten festverstärkenden
optischen Verstärkers
verbunden ist, zum Demultiplexen der wellenlängengemultiplexten Lichtsignale
in eine Mehrzahl von einzelnen Lichtsignalen von jeweiligen Wellenlängen, anpassbare
optische Abschwächer
#1; #n zum jeweiligen Abschwächen
der Ausgänge
des optischen Demultiplexers um einen vorbestimmten Faktor, festverstärkende optische
Verstärker
#1; #n zum Verstärken
der Mehrzahl von Lichtsignalen, welche von den anpassbaren optischen
Abschwächern
ausgegeben wurden, mit einer vorbestimmten Verstärkung, Überwachungslicht-Verzweigungsgeräte, welche
mit Ausgängen
von den festverstärkenden
optischen Verstärkern
#1; #n verbunden sind zum jeweiligen Extrahieren von Teilen von
spezifischen Überwachungslichtsignalen
#1; #n, einen optischen Multiplexer zum Multiplexen der Ausgänge der
festverstärkenden
optischen Verstärker
#1; #n, um dadurch gemultiplexte Lichtsignale auszugeben, und anpassbare
Abschwächungssteuerkreise
#1; #n zum Erfassen von Ausgangsleistungen der Überwachungslicht-Verzweigungsgeräte, um dadurch
den Abschwächungsfaktor
der optischen Abschwächer
so zu steuern, dass jede der erfassten Ausgangsleistungen einen
konstanten Wert annimmt. Dank der oben beschriebenen An ordnung können die
Verstärkungen
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
für die Überwachungslicht-Wellenlängen λ1n, ..., λnn in dem
spezifischen Band bestimmt werden. Demgemäß können, indem als das optische
Verstärkungsmedium
ein im Wesentlichen homogenes Medium wie ein Halbleiterverstärker oder
eine optische Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement oder Ähnlichem
dotiert ist, verwendet wird, die Verstärkungen für die anderen Wellenlängen festgelegt
werden, wodurch die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, deren Verstärkung im
Wesentlichen keine Abhängigkeit
von der Änderung
in der Anzahl der Wellenlängen
aufweist, realisiert werden kann.
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In
der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung,
wie sie oben beschrieben ist, beinhaltet der erste festverstärkende optische
Verstärker
eine optische Faser, welche als eine Übertragungsleitung dient, eine
Pumplichtquelle zur Induzierung einer stimulierten Raman-Verstärkungshandlung
innerhalb der optischen Faser in Wellenlängenbändern der Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen und eine optische Kopplungsvorrichtung zum Koppeln
des Ausgangs der Pumplichtquelle mit der Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen. Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Pumplichtquelle,
welche die stimulierte Raman-Verstärkungshandlung aktiviert, im
Vergleich mit dem Halbleiterverstärker und der optischen Faser,
welche mit einem seltenen Erdeelement dotiert ist, schwer einer
Verstärkungssättigung
unterworfen werden und ist fähig,
einen im Wesentlichen linearen Betrieb durchzuführen bis hin zu der Ausgangsleistung,
welche im Wesentlichen gleich zu der Pumplichtleistung ist. Mit
anderen Worten ist der stimulierte Raman-Verstärker das geeignetste Verstär kungsmedium,
welches als der erste festverstärkende
Verstärker
zu verwenden ist. Demgemäß kann eine
ideale Betriebsweise des ersten festverstärkenden optischen Verstärkers 1 realisiert
werden. Darüber
hinaus beinhaltet in der optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung, wie
sie oben beschrieben ist, der erste festverstärkende optische Verstärker eine
optische Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement oder alternativ
einem Übergangsmetall dotiert
ist, eine Pumplichtquelle zum Induzieren einer Verstärkungshandlung
unter stimulierter Emission innerhalb der optischen Faser in Wellenlängenbändern der
Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen und eine optische Kopplungsvorrichtung zum Koppeln
des Ausgangs der Pumplichtquelle mit der Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen, worin die optische Faser, welche mit dem seltenen
Erdeelement oder alternativ dem Übergangsmetall
dotiert ist, in einer nicht-gesättigten
Region arbeitet. Demgemäß kann,
indem die Pumplichtquelle mit ausreichend hoher Ausgangsleistung
verwendet wird, eine konstante Verstärkung für die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung unabhängig von
der Anzahl der Wellenlängen
ebenso wie der Veränderung
des Verlustes in der Übertragungsleitung
sichergestellt werden.
-
Darüber hinaus
beinhaltet in den optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtungen,
wie sie oben beschrieben sind, der festverstärkende optische Verstärker #1;
#n eine optische Verstärkungseinheit, welche
aus einer optischen Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement
oder alternativ einem Übergangsmetall
dotiert ist, und einer Pumplichtquelle zur Stimulation des seltenen
Erdeelementes oder alternativ des Übergangsmetalls, um dadurch
eine stimulierte Emission zu bewirken, zusammengesetzt ist, eine
Kompensations lichtquelle zum Erzeugen von Kompensationslicht, welches
eine Wellenlänge
innerhalb eines verstärkten
Wellenlängenbandes
der optischen Verstärkungseinheit
aufweist, eine Kompensationslicht-Kopplungsvorrichtung zum Koppeln des
Kompensationslichtes mit der Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen, eine Kompensationslicht-Verzweigungsvorrichtung zum
gemeinsamen Separieren des Kompensationslichtes und der mehreren
wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale, welche in der Ausgabe der optischen Verstärkungseinheit
enthalten sind, und einen Kompensationslicht-Steuerkreis zum Steuern
einer Ausgangsleistung der Kompensationslichtquelle dergestalt,
dass ein Verhältnis
zwischen der Leistung des von dem Kompensationslicht-Verzweigungsgerät ausgegebenen
Kompensationslichtes und der Leistung des von der Kompensationslichtquelle
ausgegebenen Kompensationslichtes einen vorbestimmten Standardwert
annimmt. Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Verstärkung der
festverstärkenden
optischen Verstärker
#1, ..., #n bei der Wellenlänge
des Kompensationslichtes so reguliert werden, dass sie konstant
ist. Demgemäß kann für die dotierte
Faser 1, welche eine homogene Charakteristik aufweist,
eine konstante Verstärkung
für all
die Wellenlängenbänder für die Verstärkung sichergestellt
werden.
-
Darüber hinaus
beinhaltet in den optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtungen,
wie sie oben beschrieben sind, der festverstärkende optische Verstärker #1;
#n eine optische Verstärkungseinheit, welche
sich aus einer optischen Faser, welche mit einem seltenen Erdeelement
oder alternativ einem Übergangsmetall
dotiert ist, und einer Pumplichtquelle zum Stimulieren des seltenen
Erdeelementes oder alternativ des Übergangsmetalls, um dadurch
stimulierte Emission zu be wirken, zusammensetzt, und einen Kompensationslicht-Steuerkreis zum Steuern der
Ausgangsleistung der Kompensationslichtquelle dergestalt, dass eine
Leistung des spontan emittierten Lichtes, welches von der optischen
Verstärkungseinheit
ausgegeben wurde, einen vorbestimmten Standardwert annimmt. Mit
der oben beschriebenen Anordnung kann eine konstante Verstärkung unabhängig von
der Anzahl der Signalwellenlängen,
welche in die optische Faser eingegeben oder eingekoppelt wurden,
sichergestellt werden, da die Verstärkung der optischen Faser proportional
zu der Leistung von spontan emittiertem Licht ist.
-
Darüber hinaus
beinhaltet in den optischen Verstärker-Repeater-Vorrichtungen,
wie sie oben beschrieben sind, der festverstärkende optische Verstärker #1;
#n einen anpassbaren optischen Abschwächer #1'; #n',
welcher auf einer Eingangs- oder Ausgangsseite eingefügt ist,
wodurch ein Mittel zur Änderung
des Verstärkungsfaktors
des anpassbaren optischen Verstärkers
#1'; #n' unabhängig von
der Umgebungstemperatur eingerichtet wird. Mit einer solchen Anordnung
nimmt die Verstärkung
der optischen Faser für
die längste
Wellenlänge
ab, wenn die Temperatur zunimmt, wohingegen die Erstere zunimmt,
wenn die Letztere abnimmt, wodurch die Verstärkungs-Wellenlängen-Charakteristik
in der längsten
Wellenlängenregion
im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Übrigens kann der Absolutwert
der Verstärkung
im Wesentlichen konstant gehalten werden.
-
Darüber hinaus
beinhaltet das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Mehrzahl von Sendern zum Aussenden von Lichtsignalen
von Wellenlängen,
welche untereinander differieren und welche Information tragen,
eine Mehr zahl von Empfängern zum
Empfang der Mehrzahl von Lichtsignalen von untereinander unterschiedlichen
Wellenlängen
und eine Mehrzahl von optischen Repeatern, welche zwischen den Sendern
und den Empfängern
zum Verstärken
der Mehrzahl von Lichtsignalen eingerichtet sind, und optische Fasern,
welche die Sender und den optischen Repeater, die Mehrzahl von optischen Repeatern
und die optischen Repeater und die Empfänger jeweils untereinander
verbinden, worin das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
darüber
hinaus ein Steuersignal-Überlagerungsmittel
zum Überlagern
eines Steuersignals einer spezifischen Frequenz auf eines der mehreren
Lichtsignale, ein Steuersignalpegel-Erfassungsmittel, welches mit
dem Ausgang des optischen Repeaters verbunden ist, zum Extrahieren
eines Teiles einer Ausgangsleistung des optischen Repeaters, um
dadurch eine Leistung des Steuersignals zu erfassen, und ein Verstärkungssteuermittel
für einen
optischen Repeater zum Steuern der Verstärkung des optischen Repeaters
beinhaltet, so dass der Pegel des Steuersignals, welcher durch das
Steuersignalpegel-Erfassungsmittel erfasst wird, konstant bleibt.
Demgemäß wird das
optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
realisiert, welches eine konstante Verstärkung unabhängig von der Leistung des Eingabesignals
und der Anzahl der Wellenlängen
davon sicherstellen kann.
-
Darüber hinaus
beinhaltet das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Mehrzahl von Sendern zum Aussenden von Lichtsignalen
von Wellenlängen,
welche untereinander differieren und welche Information tragen,
eine Mehrzahl von Empfängern zum
Empfang der Mehrzahl von Lichtsignalen mit untereinander unterschiedlichen
Wellenlängen
und eine Mehrzahl von optischen Repea tern, welche zwischen den Sendern
und den Empfängern
zum Verstärken
der Mehrzahl von Lichtsignalen angeordnet sind, und optische Fasern,
welche die Sender und den optischen Repeater, die Mehrzahl von optischen Repeatern
und den optischen Repeater und die Empfänger jeweils untereinander
verbinden, worin das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
darüber
hinaus ein Steuersignal-Erzeugungsmittel zum Modulieren einer der
mehreren Lichtsignale mit einem Steuersignal einer spezifischen
Frequenz, ein Steuersignalpegel-Erfassungsmittel, welches mit dem
Ausgang des optischen Repeaters zur Extraktion eines Teils einer
Ausgangsleistung des optischen Repeaters verbunden ist, um dadurch
eine Leistung des Steuersignals zu erfassen, und ein Verstärkungssteuermittel
für einen
optischen Repeater zum Steuern der Verstärkung des optischen Repeaters so,
dass ein Pegel des Steuersignals, welcher durch das Steuersignalpegel-Erfassungsmittel
erfasst wurde, konstant bleibt. Kraft der oben beschriebenen Anordnung
ist das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
realisiert, welches eine konstante Verstärkung unabhängig von der Leistung des Eingangssignals
und der Anzahl von Wellenlängen
davon sicherstellen kann.
-
Darüber hinaus
beinhaltet das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Mehrzahl von Sendern zum Aussenden von Lichtsignalen
von Wellenlängen,
welche sich untereinander unterscheiden und welche Information tragen,
eine Mehrzahl von Empfängern
zum Empfangen der Mehrzahl von Lichtsignalen der untereinander unterschiedlichen Wellenlängen und
eine Mehrzahl von optischen Repeatern, welche zwischen den Sendern
und den Empfängern
zum Verstärken
der Mehrzahl von Lichtsignalen angeordnet sind, und optische Fasern,
welche die Sen der und den optischen Repeater, die Mehrzahl von optischen
Repeatern und den optischen Repeater und die Empfänger jeweils
untereinander verbinden, worin das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
ein Steuersignal-Überlagerungsmittel
zum Überlagern
eines Steuersignals einer spezifischen Frequenz auf eines der mehreren
Lichtsignale, ein Steuersignalpegel-Erfassungsmittel, welches mit
dem Ausgang des optischen Repeaters zum Extrahieren eines Teils
einer Ausgangsleistung des optischen Repeaters verbunden ist, um
dadurch eine Leistung des Steuersignals zu erfassen, und ein Verstärkungssteuermittel
für optische
Repeater zum Steuern einer Verstärkung
des optischen Repeaters so, dass ein Pegel des durch das Steuersignalpegel-Erfassungsmittel
erfassten Steuersignals konstant bleibt, ein Überwachungssignal-Übertragungsmittel zum Versorgen
des optischen Repeaters mit einem Übertragungspegel des Steuersignals
und ein Überwachungs/Steuermittel zum
Empfang eines Überwachungssignals,
welches von dem Überwachungssignal-Übertragungsmittel zur
Verfügung
gestellt wurde, um hierdurch dem Verstärkungssteuerungsmittel für optische
Repeater zu ermöglichen
zu arbeiten, wenn der Pegel des Steuersignals normal ist, wohingegen
der Betrieb des Verstärkungssteuerungsmittels
für optische
Repeater abgeschaltet wird unter Halten der Verstärkung davon,
wenn der Pegel des Steuersignals abnormal ist, beinhaltet. Demgemäß erlaubt
mit der Anordnung, wie sie oben beschrieben ist, der Überwachungs/Steuerungskreis
einen Betrieb des Verstärkungssteuersystems
so lange, wie die Leistung des Lichtsignals der Wellenlänge λn normal
ist, wohingegen der Betrieb des Verstärkungssteuersystems unterbrochen
wird, indem der Abschwächungsfaktor des
anpassbaren optischen Abschwächers
konstant gehalten wird, wenn die Leistung der obigen Wellenlänge abnor mal
ist. Kraft dieser Eigenschaft wird die Verstärkung des optischen Repeaters
daran gehindert, auf einen fehlerhaften Wert gesetzt zu werden, auch
wenn die Leistung des Lichtsignals der Wellenlänge λn aufgrund einer Altersverschlechterung
oder Ähnlichem
abnimmt.
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Darüber hinaus
beinhaltet das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Mehrzahl von Sendern zum Aussenden von Lichtsignalen
von Wellenlängen,
welche untereinander differieren und welche Information tragen,
eine Mehrzahl von Empfängern zum
Empfang der mehreren Lichtsignale von untereinander differierenden
Wellenlängen
und eine Mehrzahl von optischen Repeatern, welche zwischen den Sendern
und den Empfängern
zum Verstärken
der mehreren Lichtsignale angeordnet sind, und optische Fasern,
welche die Sender und den optischen Repeater, die Mehrzahl von optischen
Repeatern und den optischen Repeater und die Empfänger jeweils untereinander
verbinden, worin das Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
darüber
hinaus beinhaltet: ein Steuersignal-Erzeugungsmittel zum Modulieren
eines der mehreren Lichtsignale mit einem Steuersignal einer spezifischen
Frequenz, ein Steuersignalpegel-Erfassungsmittel,
welches mit dem Ausgang des optischen Repeaters verbunden ist, zum
Extrahieren eines Teils einer Ausgangsleistung des optischen Repeaters,
um dadurch eine Leistung des Steuersignals zu erfassen, und ein
Verstärkungssteuermittel
für optische
Repeater zum Steuern einer Verstärkung
des optischen Repeaters so, dass ein Pegel des Steuersignals, welcher
durch das Steuersignalpegel-Erfassungsmittel erfasst wurde, konstant
bleibt, ein Überwachungssignal-Übertragungsmittel zum Versorgen
des optischen Repeaters mit einem Übertragungspegel des Steuersignals und ein Überwachungs/Steuerungsmittel
zum Empfang eines Überwachungssignals,
welches von dem Überwachungssignal-Übertragungsmittel
zur Verfügung gestellt
wurde, um dadurch dem Verstärkungssteuermittel
für optische
Repeater zu ermöglichen
zu arbeiten, wenn der Pegel des Steuersignals normal ist, wohingegen
der Betrieb des Verstärkungssteuermittels
für optische
Repeater abgeschaltet wird unter Halten der Verstärkung davon,
wenn der Pegel des Steuersignals abnormal ist. Demgemäß erlaubt
mit der Anordnung, wie sie oben beschrieben ist der Überwachungs/Steuerungskreis
einen Betrieb des Verstärkungssteuerungssystems
so lange, wie die Leistung des Lichtsignals der Wellenlänge λn normal ist,
wohingegen der Betrieb des Verstärkungssteuerungssystems
unterbrochen wird, indem der Abschwächungsfaktor des anpassbaren
optischen Abschwächers
konstant gehalten wird, wenn die Leistung der obigen Wellenlänge abnormal
ist. Kraft dieser Eigenschaft kann die Verstärkung des optischen Repeaters
davor bewahrt werden, auf einen fehlerhaften Wert gesetzt zu werden,
auch wenn die Leistung des Lichtsignals der Wellenlänge λn aufgrund einer
Altersverschlechterung oder Ähnlichem
abnimmt.
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In
dem optischen Kommunikationssystem, welches oben beschrieben ist,
setzt sich das Verstärkungssteuerungsmittel
für optische
Repeater zusammen aus einem anpassbaren optischen Abschwächer und
einem Mittel zum Steuern des anpassbaren optischen Abschwächers. Dank
dieser Anordnung kann das optische Verstärkungs-/Repeating-Übertragungssystem
eingerichtet werden, welches eine konstante Verstärkung unabhängig von
der eingegebenen Signalleistung oder der Anzahl der Wellenlängen davon
mit einer vereinfachten Struktur sicherstellt.
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Darüber hinaus
hat das Steuerungssignal in dem oben beschriebenen optischen Kommunikationssystem
eine Frequenz von ≥ 100
Kilohertz. Kraft dieser Eigenschaft kann eine stabile Verstärkungscharakteristik
für den
festverstärkenden
optischen Verstärker
sichergestellt werden, ohne eine Änderung davon zu induzieren.
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Darüber hinaus
weist in dem optischen Kommunikationssystem, welches oben beschrieben
ist, das Überwachungssignal
eine Wellenlänge
auf, welche kleiner ist als diejenige, welche von der Mehrzahl von
Sendern ausgesendet wird. Kraft dieser Eigenschaft kann die Steuerung
des Arbeitszustandes des Verstärkungssteuerungssystems
auch in dem Fall durchgeführt
werden, dass die Leistung der Wellenlänge λn durch einen Grund unterbrochen
ist.
-
Darüber hinaus
beinhaltet die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
zur Verstärkung
einer Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen gemäß der vorliegenden
Erfindung einen ersten festverstärkenden
optischen Verstärker
zum Verstärken
einer Mehrzahl von wellenlängengemultiplexten
Lichtsignalen, welche darin eingegeben wurden, mit einer vorherbestimmten
Verstärkung,
ein Steuerungslichtsignal-Verzweigungsgerät zum Extrahieren
eines Teiles einer Leistung einer Steuerungswellenlänge, welche
in der Ausgabe des ersten festverstärkenden optischen Verstärkers enthalten ist,
einen einstellbaren optischen Abschwächer zum Abschwächen der
Ausgabe des ersten festverstärkenden
optischen Verstärkers
um einen vorbestimmten Faktor, einen Steuerungskreis für anpassbare Abschwächer zum
Erfassen einer Ausgangsleistung des Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerätes, um
dadurch den Abschwächungsfaktor
des anpassbaren optischen Abschwächers
so zu steuern, dass die erfasste Ausgangsleistung konstant bleibt,
und einen zweiten festverstärkenden
optischen Verstärker,
welcher mit dem Ausgang des anpassbaren optischen Abschwächers verbunden
ist, zum Verstärken
der mehreren wellenlängengemultiplexten
Lichtsignale, welche in den zweiten festverstärkenden optischen Verstärker eingegeben
wurden, mit einer vorbestimmten Verstärkung. Mit der obigen Anordnung kann
die optische Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung
realisiert werden, welche eine Verstärkung, welche unabhängig von
einer Änderung
der Anzahl von Wellenlängen
ist, aufweist.
-
In
der oben beschriebenen optischen Verstärkungs-Repeater-Vorrichtung wird darüber hinaus ein
Ausgangs-Unterbrechungskreis zum Unterbrechen einer Verstärkungsfunktion
des zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkers
bei Erfassung eines Verschwindens einer Ausgabe des Steuerlichtsignal-Verzweigungsgerätes zur
Verfügung
gestellt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Ausgangsleistung
des zweiten festverstärkenden
optischen Verstärkers 4 davor
zu bewahren, abnormal anzusteigen, auch in dem Fall, dass das Steuerlicht
durch einen Grund unterbrochen wird.