DE60116101T2 - Kaskadiertes pumpsystem zur verteilten ramanverstärkung in faseroptischen übertragungssystemen - Google Patents

Kaskadiertes pumpsystem zur verteilten ramanverstärkung in faseroptischen übertragungssystemen Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/2912Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
    • H04B10/2916Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft optische Raman-Faserverstärker und optische Faserkommunikationssysteme mit solchen Verstärkern und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Pumpen der Übertragungsfaser einer optischen Fasertelekommunikationsstrecke zum Erzeugen von verteilter Ramanverstärkung in der Faser zur Verstärkung des Signals (der Signale), die über diese Strecke übertragen werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bis vor relativ kurzer Zeit wurde die Verstärkung optischer Signale in faseroptischen Telekommunikationssystemen hauptsächlich erzielt durch die Verwendung diskreter optischer Verstärker, meist durch erbiumdotierte Faserverstärker (EDFAs). Der explosive Anstieg der Nachfrage nach erhöhter Kapazität bei faseroptischen Kommunikationssystemen hat dazu geführt, dass erneut Interesse daran besteht, verteilte Ramanverstärkung zu benutzen. Siehe hierzu P. B. Hansen et al., IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 9(2), Seite 262 (Februar 1997). Bei diesem Vorschlag wird die Übertragungsfaser selbst als Verstärkungsmedium für Signale benutzt, während sie zu einem Repeater oder einem Empfangsterminal geleitet werden, und die sich ergebende Verstärkung wird über eine Länge (typischerweise einige 10 km) der Faser verteilt. Verteilte Verstärkung hat einen wichtigen Vorteil gegenüber diskreter Verstärkung. Die effektive Rauschzahl eines verteilten Verstärkers ist deutlich niedriger als die eines diskreten Verstärkers mit der gleichen Verstärkung. Siehe hierzu beispielsweise P. B. Hansen et al., Optical Fiber Technology, Vol. 3, Seite 221, (1997). Das ist eine direkte Folge dessen, dass die Verstärkung im zurückliegenden Abschnitt der Strecke auftritt statt eher an deren Ende. Die sich ergebende Verbesserung des Rauschverhaltens erlaubt nicht nur vergrößerte Kapazität und/oder Streckenlänge in Systemen ohne Repeater, sondern erlaubt auch die Erhöhung der Anzahl der Strecken zwischen kostspieligen Signalregeneratoren in Mehrstreckensystemen mit Repeatern. Zusätzlich bietet Ramanverstärkung die Möglichkeit von Ultra-Breitbandverstärkung, weil das Ramanverstärkungsspektrum in Silica-Faser, selbst bei einer einzigen Pumpwellenlänge, relativ breit ist und weiter verbreitert werden kann durch den Einsatz von Mehrfach-Pump-Wellenlängen. Siehe hierzu beispielsweise K. Rottwitt et al., Proceedings Optical Fiber Communication Conference, Paper PD- 6 (Feb. 1998)". Das ist ein wichtiger Gesichtspunkt für Hochkapazitäts-Wellenlängenmultiplexsysteme (WDM).
  • Zur Erzeugung von Ramanverstärkung in der Übertragungsfaser für Signale in einem bestimmten Wellenlängen-Band ist erforderlich, dass die Faser gepumpt wird bei einem relativ hohen Leistungspegel (Hunderte von mW) bei einer Wellenlänge oder bei Wellenlängen, von der/den Signalwellenlänge(n) nach unten verschoben um einen Betrag, der der charakteristischen Ramanverschiebung der Faser entspricht. Bei einer typischen Silicafaser besteht das Ramanverstärkungsspektrum aus einem relativ breiten Band, gruppiert um eine Verschiebung von ~440 cm–1. Deshalb ist zum Bereitstellen von Verstärkung im C- Band (1530 bis 1565 nm) beispielsweise Pumpenergie in der 1455 nm Region erforderlich.
  • In typischen Ausführungsbeispielen von Raman-Verstärkern mit verteilter Verstärkung nach dem Stand der Technik wird der Ausgang einer Hochleistungslaser- Quelle (z.B. ein Raman Faserlaser mit einer mittleren Wellenlänge von ~1455 nm) oder eine Gruppe von gemultiplexten Laserdioden mit Wellenlängen im 1455 nm Bereich von einem Empfänger- oder Repeaterterminal eingekoppelt, um die Faser zu pumpen und Verstärkung für eingehende G Bandsignale zur Verfügung zu stellen. Zur Erweiterung der Verstärkungsbandbreite für Hochkapazitäts-WDM-Systeme wird das eingekoppelte Pumpspektrum verbreitert durch Einsatz von Mehrfach-Ramanlasern (jeder mit vorbestimmter Leistung und Wellenlänge) oder durch Multiplexen zusätzlicher Laserdioden mit bestimmter Wellenlänge und Leistung.
  • In 1 wird ein charakteristischer Satz von Kurven von Leistung über Entfernung für die Pumpe, die Signalen und das durch den Verstärkungsprozess erzeugte Rauschen gezeigt (in dieser Darstellung wird die Entfernung auf das Empfänger- oder Repeaterterminal bezogen). Wie aus 1 ersichtlich, ist die Verstärkungsregion über eine Länge der Übertragungsfaser verteilt, die sich ~70 km zurück in die Strecke erstreckt. Der größte Teil der Verstärkung tritt jedoch in den letzten ~15 km der Strecke auf. Um die Vorteile des Rauschverhaltens der verteilten Ramanverstärkung weiter zu vergrößern, ist es wünschenswert, die Übertragungsfaser auf eine solche Weise zu pumpen, dass die Verstärkungsregion in der Strecke weiter zurück "geschoben" wird.
  • In K. Rottwitt et al., Proceedings European Conference Optical Communication, Vol. 11, Seite 144, (September 1999) erläutern die Autoren ein Pumpschema, das die Ankopplung einer Hochleistungsquelle (800 mW) bei einer Wellenlänge von 1366 nm am Sendeterminal einschließt, um Ramanverstärkung entlang der Übertragungsfaser zur Verfügung zu stellen für 1455 nm Energie, die am Empfängerterminal eingekoppelt wird. Somit wird die Leistung bei 1455 nm, die die Ramanverstärkung für die Signale bei 1550 nm liefert, entlang der Faser entsprechend der lokalen Leistung bei 1366 nm verstärkt. Im Ergebnis wird bei dem besonderen Fall, den sie betrachtet haben, (eine 80 km lange Strecke mit 200 mW bei 1455 nm eingekoppelt vom Empfängerterminal) ein wesentlicher Anteil an Signalverstärkung erzielt nahe sowohl dem Senderende als auch dem Empfängerende der Strecke und die Verstärkung tritt im Durchschnitt weiter zurück in der Strecke auf. Die Autoren haben eine 3 dB Verbesserung der Rauschzahl und eine 1 dB Verbesserung der Empfängerempfindlichkeit (oder Verbindungsspielraum) im Vergleich zu konventionellem Rückwärtspumpen gemessen. Dieses Pumpschema erfordert jedoch, besonders wenn sie bei längeren Strecken angewendet werden soll (z.B. 125 km), zwei relativ teure Quellen mit relativ hoher Leistung (einige hundert mW). Dieser Nachteil wird verschlimmert im Falle von Hochkapazitäts-WDM-Systemen, wobei die Verbreiterung der Verstärkungsbandbreite sogar noch mehr solcher Quellen erforderlich machen würde. Zusätzlich könnte bei Verbindungen, bei denen die Einkoppelleistung des Signals am Limit oder sehr nahe am Limit liegt, das im Hinblick auf schädliche nichtlineare Effekte in der Faser gesetzt wurde, das Hinzufügen wesentlicher Verstärkung unmittelbar hinter der Signaleinkopplung zu Verbindungsperformance-Beeinträchtigungen wegen dieser nichtlinearen Effekte führen.
  • Trotz dem schon gezeigten Potential verteilter Ramanverstärkung zum Erreichen von Breitbandverstärkung bei niedrigem Rauschen gibt es einen andauernden Bedarf an weiterer Leistungsverbesserung und Kostenreduzierung bei optischen Kommunikationssystemen. Deshalb ist ein verteiltes Ramanverstärker-Pumpschema, wie das in dieser Anmeldung offenbarte, das zu weiter reduziertem Rauschen und erhöhter Flexibilität und verbessertem Preis/Leistungsverhältnis bei der Verbreiterung und dynamischen Steuerung des Verstärkungsspektrums führt, höchst wünschenswert.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 22 gelöst.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Breit betrachtet, stellt die Erfindung ein Pumpschema zur Erzeugung verteilter Ramanverstärkung in der Übertragungsfaser eines faseroptischen Kommunikationssystems zur Verfügung, bei dem die hohe Pumpleistung bei der Wellenlänge (den Wellenlängen), die zur Verstärkung des Signals erforderlich ist, in der Übertragungsfaser selbst aufgebaut wird, anstatt dass sie direkt in die Faser eingekoppelt wird. Das Pumpverfahren kann zu deutlich reduziertem Verstärkerrauschen, erhöhter Flexibilität und verbessertem Preis/Leistungsverhältnis bei der Verbreiterung und dynamischen Steuerung des Verstärkungsspektrums führen im Vergleich zu konventionellen Pumpverfahren.
  • Genauer betrachtet wird bei einem typischen Ausführungsbeispiel eine 'primäre' Pumpquelle mit einer vorbestimmten Wellenlänge λp, kürzer als die letztendlich gewünschte Pumpwellenlänge(n) λf1 ... λfk, in die Übertragungsfaser eingekoppelt mit im Wesentlichen geringerer Energie bei einer oder mehreren sekundären 'Seed'-Wellenlänge(n) λs1 ... λsn, wobei n > 1 und λp < λsn < λfk. Die Wellenlänge und Leistung der sekundären Seedquelle(n) werden speziell so gewählt, dass in Gegenwart einer Pumpleistung bei λp eine Serie von n stimulierten Raman Konversionen schließlich zu einer hohen Leistung bei der (den) letztendlich gewünschten Pumpwellenlänge(n) λf1 ... λfk führt, wobei k ≤ n ist, die in der Übertragungsfaser auftritt. Die Mittel zum Erzeugen einer wesentlich niedrigeren Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen umfassen wenigstens eines aus: einem Reflexionsmittel, um verstärkte spontan gestreute Ramanstrahlung, die in der besagten Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt, in die besagte Übertragungsfaser zurückzuführen; und einer Quelle mit abstimmbarer Wellenlänge, um das spektrale Profil der Ramanverstärkung, die das Signal erfährt, anzupassen.
  • Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel wird eine primäre Pumpquelle mit einer Wellenlänge von 1276 nm zusammen mit zwei sekundären Niedrigleistungsquellen, die Wellenlängen von 1355 und 1455 nm haben, angekoppelt. Die Energie bei der primären Pumpwellenlänge von 1276 nm wird zuerst einer stimulierten Raman-Konversion auf 1355 nm unterzogen, und dann, in der zweiten Stufe der Raman-Kaskade, wird die resultierende hohe Leistung bei 1355 nm umgesetzt, um hohe Leistung bei 1455 nm zu erhalten, der Pumpwellenlänge, die erforderlich ist, um verteilte Ramanverstärkung von Signalen im 1550 nm- Bereich zu erzeugen. Bei einer Erweiterung dieses exemplarischen Ausführungsbeispiels wird eine dritte Niedrigleistungsquelle mit einer Wellenlänge von ~1430 nm zusammen mit den oben erwähnten primären und sekundären Quellen angekoppelt. Als Ergebnis der Anwesenheit dieser zusätzlichen Seedquelle, wird die Umsetzung der hohen Leistung bei 1355 nm bei der zweiten Stufe der Raman-Kaskade zwischen den beiden Wellenlängen 1430 nm und 1455 nm aufgeteilt, was zu hoher Leistung bei beiden dieser Wellenlängen und zur Verbreiterung des sich ergebenden Ramanverstärkungsprofils für die übertragenen Signale führt. Erfindungsgemäß kann weitere Verbreiterung des Verstärkungsspektrums erreicht werden durch Einkoppeln zusätzlicher Low-Cost Seedquellen mit vorbestimmter Wellenlänge und Leistung. Weiterhin können der Betrag und das Spektralprofil der Verstärkung dynamisch ge steuert werden durch selektives Ändern der Leistung der Niedrigleistungs-Seedquellen. Zusätzliche Flexibilität bei der dynamischen Steuerung des Verstärkungsspektrums ergibt sich, wenn die Wellenlänge einer oder mehrerer der sekundären Seedquellen abstimmbar ist.
  • Bei einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel, das eine Variante des vorstehenden Beispiels ist, wird die sekundäre Quelle bei 1355 nm durch ein Reflexionsmittel ersetzt (beispielsweise einem Goldreflektor oder einem Bragg-Fasergitter mit einer Spitzenreflexion bei 1355 nm). Spontane Raman-Streuung der primären Hochleistungspumpe bei 1276 nm erzeugt Strahlung im 1355 nm Bereich, die sich in beiden Richtungen der Übertragungsfaser ausbreitet. Während sie die Faser durchläuft, wird diese 1355 nm Strahlung verstärkt wegen der Ramanverstärkung bei 1355 nm auf Grund der 1276 nm Pumpe. Zusätzlich erfährt ein Teil der ausgehenden 1355 nm Strahlung eine Rayleigh Rückstreuung und ist rückwärts auf das Pumpeneinkopplungsterminal gerichtet, wobei er auf diesem Weg weiter verstärkt wird. Der 1355 nm Reflektor schickt die ankommende verstärkte spontane Raman-Streuungs-Strahlung zurück in die Übertragungsfaser, wo sie die gleiche Rolle einnimmt wie die 1355 nm Seedquelle im vorhergehenden Beispiel. Bei einer Erweiterung dieses exemplarischen Ausführungsbeispiels wird auch die 1455 nm Seedquelle durch einen Reflektor ersetzt, was den Bedarf an aktiven sekundären Quellen wie Laserdioden vollständig eliminiert und die Kosten weiter reduziert.
  • Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Ausbreitungsrichtung von primärer Pumpe und sekundärer Seedquelle(n) entgegengesetzt zu den übertragenen Signalen. Die vorliegende Erfindung erlaubt aber auch Konfigurationen mit gleicher Ausbreitungsrichtung, die vorteilhaft angewendet werden können im Vergleich zu Pumpverfahren nach dem Stand der Technik, weil die Spitzenverstärkungsregion in einiger Entfernung vom Sendeterminal auftritt, wodurch ungünstige nichtlineare Effekte verringert werden.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem gegenläufige verteilte Raman-Vorverstärkung am Empfangsende der Strecke angewendet wird, werden eine oder mehrere Quellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj am Sendeterminal eingekoppelt, wobei die λssj um die Roman-Verschiebung in der Übertragungsfaser kürzer sind als λfk, wobei Ramanverstärkung bei den verbleibenden ankommenden gegenläufigen endgültigen Pumpwellenlängen λfk erfolgt, was wiederum etwas verteilte Ramanverstärkung für die ausgehenden Signale zur Verfügung stellt. Der Betrag und/oder das Spektralprofil dieser zusätzlichen Ramanverstärkung können dynamisch gesteuert werden durch selektives Ändern der Leistung und/oder der Wellenlänge (wenn irgendeines der λssj abstimmbar ist) der Quelle(n) mittlerer Leistung, wodurch dynamische Verstärkungssteuerung und Begradigung nahe beim Sendeterminal angewendet anstatt am Empfangsende wird, wo dies weniger effektiv ist wegen der Laufzeiteinflüsse. Diese Anwendung der Erfindung kann auch vorteilhaft verwendet werden in Fällen, bei denen am Empfängerterminal ein traditionelles direktes Raman Pumpschema eingesetzt wird.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Pumpen der Übertragungsfaser einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Verfügung gestellt zur Erzeugung von verteilter Ramanverstärkung in der Faser für Signale, die über die Faserstrecke übertragen werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    Bereitstellen einer oder mehrerer primärer Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl, kürzer als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen;
    Bereitstellen im Wesentlichen niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn, wobei n ≥ 1 und λp1 < λp1 ≤ λfk ist; und
    Ausbreiten der Energie bei der(n) primären Pumpwellenlänge(n) und sekundären Seedwellenlängen in die Übertragungsfaser, wobei die primären Pumpwellenlängen λpl um einen Betrag, der m Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser entspricht, kleiner sind als die Wellenlängen λfk wobei m ≥ 1 ist und wobei, wenn m > 1 ist, die Gesamtheit der sekundären Seedquellen λsn wenigstens eine in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl umfasst, wobei l = m – 1, m – 2 ... 1 ist und die Anzahl der Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser zwischen den Wellenlängen λl und der letztendlich erforderlichen Wellenlänge λfk angibt; und wobei die Gesamtheit der sekundären Seedwellenlängen jede letztendlich erforderliche Pumpwellenlänge λfk umfasst, wobei der Schritt des Bereitstellens deutlich niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen wenigstens eines der folgenden umfasst: Zurückführen in die Übertragungsfaser mit einem Reflexionsmittel von verstärkter, spontan gestreuter Ramanstrahlung, die in der besagten Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt; und Abstimmen wenigstens einer der besagten einen oder mehreren Wellenlängen, um das spektrale Profil der Ramanverstärkung, die das Signal erfährt, anzupassen.
  • Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Anwendung einer dynamischen Steuerung des Betrages und/oder des spektralen Profils der verteilten Ramanverstärkung bei oder nahe dem Signaleinkopplungsterminal einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Verfügung gestellt, bei dem gegenläufige verteilte Raman-Vorverstärkung am Empfangs- oder Repeaterende oder an einem Zwischenpunkt entlang der Strecke durchgeführt wird, was zu verbleibender Energie bei der letztendlichen direkten Pumpwellenlänge λfk nahe des Signaleinkopplungsterminals führt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer oder mehrere Quellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj, die um einen Betrag, der der Ramanverschiebung in der Übertragungsfaser entspricht, kürzer sind als die Pumpwellenlängen λf1–λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen; Bereitstellen von Kopplungsmitteln, um Strahlung von den besagten sekundären Pumpquellen bei λssj in die Übertragungsfaser vom Signalankopplungsterminal der Strecke oder von einem Zwischenpunkt nahe dem besagten Signalankopplungsterminal zur Ausbreitung in gleicher Richtung in Bezug auf die Signale einzukoppeln; und Bereitstellen von Mitteln zum selektiven Ändern der Leistung und/oder der Wellenlängen der besagten sekundären Pumpquellen bei λssj, um die Ramanverstärkung dynamisch zu steuern, die die eingehende Strahlung bei der letztendlichen direkten Pumpwellenlänge λfk erfährt und dabei dynamisch den Betrag und/oder das spektrale Profil der sich ergebenden zusätzlichen Ramanverstärkung zu steuern, die die eingekoppelten Signale erfahren.
  • Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Pumpen der Übertragungsfaser einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Verfügung gestellt zur Erzeugung von verteilter Ramanverstärkung in der Faser für Signale, die über die Faserstrecke übertragen werden, und das umfasst: eine oder mehrere primäre Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl, kürzer als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen direkt zu erzeugen, wobei die eine oder mehreren primären Pumpquellen-Wellenlängen λp1 ... λpl um einen Betrag kleiner ist als die Pumpwellenlänge λfk, der m Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser entspricht, wobei m ≥ 1 ist; Mittel zum Bereitstellen im Wesentlichen niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn, wobei n ≥ 1 und λp1 < λsn ≤ λfk ist; und wobei, wenn m > 1 ist, die Gesamtheit der einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen wenigstens eine in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl umfasst, wobei l = m – 1, m – 2 ... 1 ist und die Anzahl der Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser zwischen den Wellenlängen λl und der letztendlich erforderlichen Wellenlänge λfk angibt; und wobei die Gesamtheit der einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen jede letztendlich erforderliche Pumpwellenlänge λfk umfasst; und Kopplungsmittel, um Energie von der einen oder den mehreren primären Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl und Energie von einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn in die besagte Übertragungsfaser einzukoppeln.
  • Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Anwendung einer dynamischen Steuerung des Betrages und/oder des spektralen Profils der verteilten Ramanverstärkung bei oder nahe dem Signaleinkopplungsterminal einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Verfügung gestellt, bei dem gegenläufige verteilte Raman-Vorverstärkung am Empfangsende der Strecke durchgeführt wird, das umfasst: eine oder mehrere Quellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj, die kürzer sind als die Pumpwellenlängen λf1–λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen; wobei die eine oder mehrere sekundäre Pumpquellen-Wellenlängen λss1 ... λssj um einen Betrag, der der Ramanverschiebung in der Übertragungsfaser entspricht, kürzer sind als die Wellenlängen λfk; verbliebene Strahlung bei der letztendlichen Direkt- Pumpwellenlänge λfk, die sich in Richtung auf das Signaleinkoppelterminal ausbreitet in Gegenrichtung in Bezug auf die Signale; Kopplungsmittel, um Strahlung von der einen oder den mehreren sekundären Pumpquellen bei Wellenlängen von λss1–λssj in die Übertragungsfaser vom Signalankopplungsterminal der FaseRstrecke oder von einem Zwischenpunkt nahe dem besagten Signalankopplungsterminal zur Ausbreitung in gleicher Richtung in Bezug auf die Signale einzukoppeln; und Mittel zum selektiven Ändern der Leistung und/oder der Wellenlängen der einen oder mehreren sekundären Pumpquellen bei Wellenlängen von λss1–λssj, um die Ramanverstärkung dynamisch zu steuern, die die eingehende Strahlung bei der letztendlichen direkten Pumpwellenlänge λfk erfährt und dadurch dynamisch den Betrag und/oder das spektrale Profil der sich ergebenden zusätzlichen Ramanverstärkung zu steuern, die die eingekoppelten Signale erfahren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird leichter verständlich durch Studium der folgenden Beschreibung zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine Kurvendarstellung ist, die die Entwicklung der Pumpleistung, des Signals und des durch den Verstärkungsprozess erzeugten Rauschens über die Distanz vom Empfänger- oder Repeaterterminal für verteilte Ramanverstärkung nach dem Stand der Technik zeigt;
  • 2 ein Blockschaltbild ist, das ein typisches Pumpschema nach dem Stand der Technik zeigt, bei dem eine Pumpquelle über einen WDM Koppler an eine Übertragungsfaser angeschlossen wird;
  • 3 ein Blockschaltbild ist, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, es werden eine primäre Pumpquelle und zwei Seedquellen in die Übertragungsfaser eingekoppelt;
  • 4 eine Kurvendarstellung ist, die die Entwicklung der primären Pumpleistung und der zwei sekundären Seedquellen-Wellenlängen über die Distanz vom Empfänger- oder Repeaterterminal zeigt;
  • 5 eine Kurvendarstellung ist, die den Vergleich der Entwicklung der letztendlichen Pumpleistung, des Signals und des durch den Verstärkungsprozess erzeugten Rauschens über den Abstand vom Empfänger- oder Repeaterterminal für Pumpen nach dem Stand der Technik und der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ein Blockschaltbild ist, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei eine der Seedquellen ein Reflektor ist;
  • 7 ein Blockschaltbild ist, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei die Signale, die primäre Pumpquelle und die sekundären Seedquellen sich in der gleichen Richtung ausbreiten;
  • 8 ein Blockschaltbild ist, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei sekundäre Zwischenwellenlängenquellen vom Signaleinkopplungsterminal eingekoppelt werden, um dynamische Steuerung und Begradigung nahe am Anfang der Strecke zu erreichen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die Anwendung verteilter Ramanverstärkung in faseroptischen Telekommunikationssystemen wurde angeregt durch zwei Schlüsseleigenschaften des Prozesses der verteilten Ramanverstärkung. Erstens bietet der Prozess der verteilten Ramanverstärkung verbessertes Verstärkerrauschverhalten im Vergleich zu diskreter Verstärkung aufgrund der Tatsache, dass die Verstärkung eher zurückliegend auf der Übertragungsstrecke als am Empfänger- oder Repeaterterminal erfolgt. Zweitens erlaubt Ramanverstärkung Breitbandverstärkung, weil das Ramanverstärkungsspektrum verbreitert werden kann durch Einsatz von Mehrfach-Pumpwellenlängen. Ein erfindungsgemäßes Pumpschema kann die Vorteile des Rauschverhaltens der verteilten Verstärkung weiter vergrößern und kann in erhöhter Flexibilität und Kosteneffektivität bei der Verbreiterung und dynamischen Steuerung des Ramanverstärkungsspektrums resultieren.
  • Eine allgemeine faseroptische Telekommunikations-Übertragungsstrecke, die verteilte Ramanverstärkung und ein typisches Pumpschema nach dem Stand der Technik anwendet, wird in 2 gezeigt. Terminal 1 kann entweder das Sendeterminal sein oder, alternativ dazu, ein Repeaterterminal. Analog dazu kann Terminal 2 das Empfängerterminal oder ein Repeaterterminal sein. Beim Pumpen mit einer einzigen Wellenlänge ist die Pumpquelle 3 normalerweise entweder eine Raman-Faserlaser-Hochleistungspumpe (> 500 mW) oder eine Anzahl von Polarisations- und/oder Wellenlängen-Multiplex-Laserdioden relativ hoher Leistung (> 150 mW) ungefähr gleicher Wellenlänge. Die Wellenlänge des Raman- Faserlasers oder der Multiplex-Laserdioden wird so gewählt, dass direkt Ramanverstärkung für die eingehenden Signale in der Übertragungsfaser erzeugt wird. Beispielsweise wird bei Signalwellenlängen im 1550 nm Bereich in einer typischen Silica-Übertragungsfaser eine Pumpquellen-Wellenlänge von ~1455 nm gewählt. Der Ausgang der Pumpquelle 3 wird in die Übertragungsfaser über einen Koppler 4, wie einem Wellenlängenmultiplexer (WDM = Wavelength Division Multiplex) eingekoppelt in gegenläufiger Richtung in Bezug auf die Signale. Der sich ergebende charakteristische Kurvensatz Leistung über Distanz (in Bezug auf Terminal 2) für die Pumpe, die Signale und das durch den Verstärkungsprozess erzeugte Rauschen werden in 1 gezeigt. Wie aus der Kurve Leistung über Distanz für die Signale ersichtlich, beginnt die Ramanverstärkung deutlich zu werden etwa 60 bis 70 km zurück auf der Übertragungsstrecke (wo das Absinken der Signalleistung aufgrund der normalen Übertragungsverluste in der Faser beginnt, sich umzukehren) und erreicht ihren Spitzenwert am Ende der Strecke, wo die Pumpleistung ein Maximum hat. Die Tatsache, dass die Verstärkung über eine Länge der Übertragungsfaser verteilt ist (d.h., dass die Verstärkung in die Strecke "zurückgeschoben" wird), führt direkt zu einer niedrigeren effektiven Rauschzahl als bei der Anordnung eines diskreten Verstärkers beim Terminal 2.
  • Die vorliegende Erfindung stellt Mittel zur Verfügung, mit denen die Verstärkung noch weiter in die Strecke „zurückgeschoben" werden kann und dadurch die Streckenrauschzahl noch weiter verbessert werden kann. 3 zeigt eine allgemeine Übertragungsstrecke, bei der verteilte Ramanverstärkung mit Pumpmitteln entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird. In 2 und 3 beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Mit Bezug auf 3 wird eine primäre Pumpquelle 6 hoher Leistung (> 1 W) mit einer Wellenlänge λp in den Faserabschnitt 12 über einen WDM Koppler 7 angekoppelt, von wo das Pumpsignal durch den WDM Koppler 11 läuft und in die Übertragungsfaser in Gegenrichtung in Bezug auf die Signale eingekoppelt wird. Die Ausgänge der ersten und zweiten Laserdioden geringer Leistung (gewöhnlich einige 10 mW) der Seedquellen 8 und 9 bei Wellenlängen λs1 bzw. λs2 werden über einen WDM Koppler 10 kombiniert, über den WDM Koppler 11 in die Übertragungsfaser eingekoppelt, um sich in gleicher Richtung mit der Pumpenergie bei λp auszubreiten.
  • Bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist ein wesentliches Element der Erfindung, dass die Wellenlänge λp der primären Hochleistungspumpquelle kürzer ist als die Wellenlänge(n) λfk, die letztendlich erforderlich sind, um Ramanverstärkung für die Signalwellenlänge(n) λsig zu erzeugen. Genauer gesagt, λp muss niedriger sein als λfk um einen Betrag, der m aufeinander folgenden Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser entspricht, wobei m ≥ 1 ist. Wenn m > 1 ist, ist auch erforderlich, dass es unter den sekundären Seedwellenlängen wenigstens eine Quelle in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl gibt, wobei l = m – 1, m – 2 ... 1 ist und die Anzahl der Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser zwischen λl und der letztendlich erforderlichen Wellenlänge λfk angibt. Zusätzlich ist erforderlich, dass die Gesamtheit der sekundären Seedquellen jede letztendlich erforderliche Pumpwellenlänge λfk umfasst. Beispielsweise können zur Verstärkung von Signalen im 1550 nm Bereich die Wellenlängen λp, λs1 und λs2 gewählt werden mit 1276, 1355 bzw. 1455 nm. Bei diesem Beispiel ist die endgültig erforderliche Pumpwellenlänge λfk 1455 nm (was mit λs2 korrespondiert), 1276 nm ist kleiner als diese Wellenlänge um einen Betrag, der zwei aufeinander folgenden Ramanverschiebungen in der Silicafaser entspricht, und die Zwischenwellenlänge 1355 nm ist um eine Ramanverschiebung von 1455 nm entfernt. In diesem Fall stellt die Pumpenergie bei 1276 nm verteilte Ramanverstärkung für die Energie zur Verfügung, die von der Seedquelle geringer Leistung bei 1355 nm ausgeht, und führt somit dazu, dass hohe Leistung bei dieser Wellenlänge in der Faser aufgebaut wird. Diese hohe Leistung bei 1355 nm ihrerseits stellt verteilte Ramanverstärkung für die Energie zur Verfügung, die von der 1455 nm Seedquelle ausgeht, was schließlich zu der Anwesenheit hoher Leistung in der Faser bei einer Wellenlänge führt, die für verteilte Ramanverstärkung von 1550 nm Signalen erforderlich ist.
  • Die Tatsache, dass die hohe Leistung bei der für die Verstärkung der Signale erforderlichen Wellenlänge selbst auch durch verteilte Ramanverstärkung in der Übertragungsfaser aufgebaut wird, anstatt dass sie von Terminal 2 eingekoppelt wird, bedeutet, dass die Pumpleistung bei 1455 nm, und damit die Signalverstärkung, in einiger Entfernung vom Terminal ihren Spitzenwert haben, und dass die Verstärkung im Mittel weiter zurück in der Übertragungsfaser auftritt, als das bei dem Pumpschema nach dem Stand der Technik von 2 der Fall ist. Die Entwicklung der Leistungswerte bei den drei Wellenlängen für das oben beschriebene exemplarische Beispiel ist in 4 gezeigt. Die Spitzenleistung bei der endgültigen Pumpwellenlänge von 1455 nm tritt in einer Entfernung von ungefähr 25 km vom Empfänger- oder Repeaterterminal (Terminal 2) auf. 5 zeigt die schlussendliche Pumpleistung, Signal- und Rauschleistung über der Entfernung (in Bezug auf Terminal 2) für diesen beispielhaften Fall im Vergleich zu denen, die bei der gleichen endgültigen Signalverstärkung erreicht werden, wenn nach dem typischen Schema nach dem Stand der Technik von 2 gepumpt wird. Beim Pumpen nach der vorliegenden Erfindung beginnt die Ramanverstärkung deutlich zu werden bei etwa 85 km vom Empfänger- oder Repeaterterminal im Gegensatz zu etwa 70 km beim Fall des Pumpens nach dem Stand der Technik. Die Signal- und Rauschpegel zeigen einen Spitzenwert in einer Entfernung von etwa 15 km vom Terminal und fallen tatsächlich von dem Punkt ab aufgrund der normalen Übertragungsverluste in der Faser. Für den Fall gleicher Verstärkung, der in 5 gezeigt wird, ist die Rauschleistung, die den Terminal erreicht, ungefähr 3 dB niedriger als beim Fall des Pumpens nach dem Stand der Technik. Umgekehrt wird bei gleicher Rauschleistung, die den Empfänger- oder Repeaterterminal erreicht, beim Pumpen nach der vorliegenden Erfindung die Signalleistung ca. 3 dB höher sein. Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Mittel zur Verfügung, um das optische Signal/Rauschverhältnis am Empfänger- oder Repeaterterminal einer Übertragungsstrecke durch den Einsatz verteilter Ramanverstärkung deutlich zu verbessern.
  • Die Wahl der Quellen-Wellenlänge und Leistung, die Anzahl der primären Pumpquellen und sekundären Seedquellen niedriger Leistung, die Energiequellen bei den Seedwellenlängen, die Koppelmittel und die Fortpflanzungsrichtung in Bezug auf die Signale, wie sie vorstehend für das Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind lediglich erläuternd für das zugrunde liegende Prinzip der Erfindung: nämlich dass die Energie bei der (den) Pumpwellenlänge(n), die für die Verstärkung des übertragenen Signals (der übertragenen Signale) erforderlich ist, innerhalb der Übertragungsfaser aufgebaut und/oder verstärkt und/oder modifiziert wird durch stimulierte Raman Streuwechselwirkungen, die ausgelöst werden durch Einkoppeln von Energie bei Wellenlänge(n), die kürzer sind als die endgültige Pumpwellenlänge(n) um einen Betrag, der m aufeinander folgenden Ramanverschiebungen entspricht, wobei m ≥ 1 ist.
  • Beispielsweise könnten als Vereinfachung des vorstehenden Ausführungsbeispiels eine primäre Pumpwellenlänge λp von 1355 nm und eine einzige Seedquelle bei 1455 nm gewählt werden. Im Gegensatz dazu könnten als Erweiterung des vorstehenden Ausführungsbeispiels eine oder mehrere zusätzliche Seedquellen mit Wellenlängen im Bereich 1400 bis 1500 nm hinzugefügt werden, um das Verstärkungsspektrum, das die Signale erfahren, zu verbreitern und anzupassen. Weiterhin könnte die Leistung dieser Seedquellen (und/oder ihre Wellenlänge(n), wenn sie abstimmbar sind) selektiv gesteuert werden, um die Verstärkung und ihr Spektralprofil dynamisch zu regeln (z.B., um Verstärkungsschwankungen und Frequenzgangverschiebungen, die von Add/Drop Einrichtungen auf dem Kanal verursacht werden, zu kompensieren). Es ist auch vorgesehen, dass die primären Pumpquellen und/oder die Zwischen-Seedquellen (bei diesem Beispiel die Quelle bei 1355 nm), wenn diese vorhanden ist, so konfiguriert wird, dass sie bei mehr als einer Wellenlänge emittiert und so auch ermöglicht, dass die Leistung bei jeder Wellenlänge selektiv gesteuert wird, damit ähnlich das Verstärkungsprofil verbreitert und geregelt werden kann. Alternativ dazu könnten primäre Mehrfachpumpquellen und/oder Mehrfach-Zwischen-Seedquellen, alle bei verschiedenen Wellenlängen, ähnlich eingesetzt werden. Weiterhin können primäre Pumpquelle(n) und/oder sekundäre Seedquelle(n) vorteilhaft eingesetzt werden zur dynamischen Steuerung des Verstärkungsspektrums.
  • Für Fachleute auf dem Gebiet der Ramanverstärkung ist offensichtlich, dass das zugrunde liegende Prinzip der Erfindung nicht auf Signale im 1550 nm-Bereich beschränkt ist. Es kann tatsächlich angewendet werden, um Verstärkung von Signalen in irgendeinem Telekommunikationsfenster mit optischer Faser bereitzustellen. Beispielweise können als Variante des besonderen Falls, der in Verbindung mit 3 beschrieben ist, Signale im 1300 nm-Gebiet (dem ersten Telekommunikationsfenster) ähnlich verstärkt werden durch entsprechende Wahl von λp, λs1 und λs2 mit 1115, 1175 bzw. 1240 nm.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die sekundäre Seedquelle 8 von 3 bei der Wellenlänge λs1 durch Reflexionsmittel 19 ersetzt wird, beispielsweise einem Bragg-Fasergitter mit einer Spitzenreflexion bei λs1. In den 3 und 6 beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Elemente. Wie in 6 gezeigt, erfährt die primäre Pumpenergie hoher Leistung bei der Wellenlänge λp, während sie die Übertragungsfaser entlang fortschreitet, spontane Raman Streuung, die Strahlung mit dem klassischen Ramanverschobenen Spektralprofil in der Faser in beiden Richtungen erzeugt. Diese spontane Raman-Streustrahlung wird verstärkt, während sie sich in der Faser ausbreitet, aufgrund der Ramanverstärkung, die durch die hohe Leistung bei der Wellenlänge λp entsteht, die in der Faser auftritt. Weiterhin erfährt die ausgehende spontane Raman-Streustrahlung eine Rayleigh Rückwärts-Streuung und wird weiter verstärkt, während sie sich in Richtung Terminal 2 ausbreitet. Die verstärkte spontane Raman-Streustrahlung (hier mit ASE bezeichnet in Analogie zu "Amplified Spontaneous Emission" (= verstärkte spontane Emission) in optischen Verstärkern), die zum Terminal 2 zurückläuft, wird über WDMs 11 und 10 zum Reflektor 19 zurückgekoppelt. In dem exemplarischen Fall, bei dem der Reflektor 19 ein Bragg Fasergitter mit Spitzenreflexion bei λs1 ist, wird der Teil des ASE Spektrums bei der Wellenlänge λs1 durch die WDMs 10 und 11 zurück in die Übertragungsfaser reflektiert. Bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird von dem Reflektor 19 und einem verteilten Rayleigh Spiegel eine Verstärkungshöhlung zur Abstrahlung bei der gewünschten Seedwellenlänge λs1 gebildet. Das führt dazu, dass wesentliche Energie bei der Wellenlänge λs1 in der Übertra gungsfaser in der Nachbarschaft von Terminal 2 auftritt, wo es die gleiche Rolle spielt wie die eingekoppelte Seedquelle λs1 im Beispiel von 3.
  • Die genauen Details, die im Zusammenhang mit 6 diskutiert wurden, sind nicht als Beschränkung der Prinzipien dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung gedacht, nämlich, dass die Energie bei einer oder mehreren der gewünschten Seedwellenlängen bereitgestellt werden kann durch Einsatz von Reflexionsmitteln anstelle von Laserquellen bei den Seedwellenlängen. Beispielsweise können wechselnde oder andere Reflexionsmittel verwendet werden, wie ein Goldreflektor anstelle des Bragg Fasergitters, das im vorhergehenden Beispiel diskutiert wurde. Weiterhin können Seedquellen völlig eliminiert werden durch Einsatz der Reflexionsmittel anstelle beider Seedquellen von 6. Bei einem weiteren Beispiel des Prinzips der vorliegenden Erfindung kann die spektrale Breite des Raman ASE in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl wie auch die endgültige Pumpwellenlänge im Gebiet um λfk vorteilhaft ausgenutzt werden. Der Ersatz einer bestimmten Quelle (oder von bestimmten Quellen) durch Mehrfach-Bragg-Fasergitter, von denen jedes eine andere Wellenlänge der Spitzenreflexion innerhalb des ASE Spektrums aufweist, ermöglicht das Anpassen und Verbreitern des Verstärkungsspektrums, das die Signale erfahren. Für die Verstärkung von Signalen im 1550 nm Bereich und λp und λs1 gewählt als 1276 bzw. 1355 nm könnte beispielsweise eine Serie von zwei Bragg Fasergittern, eines mit einer Spitzenreflexion bei 1430 nm und ein anderes bei 1455 nm anstelle der einzigen Seedquelle bei 1455 nm verwendet werden, um das Verstärkungsspektrum zu verbreitern. Das Anpassen des Verlaufs des Verstärkungsspektrums kann durch die Auswahl des Werts des Reflexionsgrades des Bragg Gitters bei jeder Wellenlänge erreicht werden. Außerdem kann, wenn die beiden Bragg Gitter parallel geschaltet werden (z.B. je eines an eine Eingangsfaser eines kombinierenden WDM Kopplers), dynamische Steuerung der Verstärkung und deren Profil erreicht werden durch Einsatz eines variablen optischen Abschwächers (VOA) zwischen jedem Gitter und dem kombinierenden Koppler und selektives Ändern der Abschwächung jedes VOA.
  • 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Ausgänge der primären Pumpquelle und der Seedquellen niedriger Leistung in die Übertragungsfaser eingekoppelt werden in gleicher Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale. In den 3 und 7 werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Gleichgerichtete Pumpschemen nach dem Stand der Technik führen zu schlechter Verstärkerleistung wegen nichtlinearer Effekte aufgrund hoher Ramanverstärkung unmittelbar nach der Signalankopplung und/oder wegen Pump-Signal-Übersprechens. Das Pumpen in gleicher Ausbreitungsrichtung nach der vorliegenden Erfindung verringert den schädlichen Einfluss nichtlinearer Effekte wegen der Tatsache, dass das Gebiet mit der höchsten Verstärkung in einige Entfernung vom Signal- und Pump-Kopplungsterminal in die Übertragungsstrecke zurückgeschoben wird.
  • 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine Erweiterung des Ausführungsbeispiels von 3 darstellt. In den 3 und 8 werden gleiche Bezugsziffern für gleiche Elemente verwendet. Wie in 8 gezeigt, wird der Ausgang einer zusätzlichen Seedquelle 13 mit einer Wellenlänge λs3 mit dem der Seedquelle 9 mit λs2 über einen WDM Koppler 14 kombiniert. Der Zwei-Wellenlängen-Ausgang des WDM Kopplers 14 wird dann mit dem Ausgang der Seedquelle 8 über WDM Koppler 10 kombiniert und in die Übertragungsfaser über WDM Koppler 11 eingekoppelt, um sich in gleicher Richtung wie die Pumpenergie bei λp auszubreiten. Die Wellenlänge λs3 wird so gewählt, dass sie in dem Wellenlängenbereich liegt, der schlussendlich für die Signalverstärkung erforderlich ist, aber ausreichend verschieden von denen aller anderen Seedquellen (oder Quellen) in diesem Wellenlängenbereich, um zu erreichen, dass das Verstärkungsspektrum, das die Signale erfahren, verbreitert und angepasst wird. Zum Beispiel könnte in dem besonderen Fall, der im Zusammenhang mit 3 diskutiert wurde, bei dem die Wellenlängen λp, λs1 und λs2 gewählt wurden mit 1276, 1355 bzw. 1455 nm, λs3 mit 1430 nm gewählt werden, um die Verstärkungsbandbreite auf der Seite der kurzen Wellenlängen des C-Bandes zu vergrößern und/oder das Verstärkungsprofil über dem Ende der kurzen Wellenlängen des C-Bandes abzuflachen.
  • Am anderen Ende der Übertragungsstrecke werden zwei sekundäre Quellen 15 und 16 mittlerer Leistung (gewöhnlich im Bereich von 100 bis 300 mW) mit Wellenlängen λss1 und λss2 über WDM Koppler 17 kombiniert und in die Übertragungsfaser vom Terminal 1 über WDM Koppler 18 eingekoppelt. Jede der Quellen 15 und 16 kann ein Raman-Faserlaser sein oder eine einzelne Laserdiode oder eine Anzahl von im Multiplexbetrieb arbeitenden Laserdioden von im Wesentlichen gleicher Wellenlänge. Die Wellenlängen λss1 und λss2 werden gewählt, um Ramanverstärkung in der Übertragungsfaser für die verbleibende eingehende Energie bei den Wellenlängen λfk bereitzustellen, die für die Ramanverstärkung der Signale erforderlich ist. So würden beispielsweise für die oben diskutierte Wahl der Wellenlängen λss1 und λss2 im 1355 nm Bereich gewählt, um Ramanverstärkung für die eingehende Energie bei 1430 und 1455 nm zu erhalten. Die Verstärkung der verbleibenden eingehenden Energie bei den Wellenlängen λfk stellt einige zusätzliche verteilte Ramanverstärkung für die ausgehenden Signale zur Verfügung. Die genauen Werte der beiden Wellenlängen λss1 und λss2 werden gewählt, um die Fähigkeit zu optimieren, das Spektralprofil dieser zusätzlichen Verstärkung durch selektives Ändern der Leistung dieser beiden sekundären Quellen anzupassen.
  • Dies stellt dann ein Mittel dar zur Anwendung eines dynamischen Verstärkungssteuerungs- und Angleichungselements (z.B. zur Kompensation von Verstärkungsschwankungen und Frequenzgangänderungen, die auf Kanal Add/Drop-Vorgänge zurückzuführen sind) nahe dem Signaleinkopplungsterminal statt beim Empfangsterminal, wo es wegen der Laufzeiteinflüsse weniger effektiv ist.
  • Die genauen Details, die im vorstehenden Beispiel beschrieben worden sind, sind lediglich beschreibend für diese Anwendung der Erfindung. Zum Beispiel ist der Vorteil, der sich aus der Anwendung dynamischer Steuerung der Verstärkung und/oder des Verstärkungsprofils beim Signaleinkopplungsterminal ergibt durch Einkoppeln sekundärer Pumpquellen, um Verstärkung für die eingehenden signalverstärkenden Pumpwellenlängen zur Verfügung zu stellen, nicht auf die Einkopplung von zwei sekundären Pumpen beschränkt. Allgemeiner gesagt, kann dieses Prinzip vorteilhaft angewendet werden mit jeder Anzahl N sekundärer Pumpen, wobei N ≥ 1 ist. Selbst in Fällen, wo es nur eine eingehende Wellenlänge λfk gibt, ermöglicht dieses Prinzip die Anwendung dynamischer Steuerung der Verstärkung beim Signaleinkopplungsterminal. Weiterhin kann diese Ausführung der Erfindung auch vorteilhaft benutzt werden in Fällen, bei denen das traditionelle direkte Raman-Pumpschema nach dem Stand der Technik am Terminal 2 zur Anwendung kommt.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich beschreibend für die Anwendungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung und sind nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung gedacht. Weitere Anordnungen und Verfahren können vom Fachmann auf diesem Gebiet realisiert werden, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen dargelegt sind, abzuweichen. Wenn beispielsweise der Reflektor 19 von 6 ein Bragg Fasergitter ist, dessen Spitzenwert der Reflexion außerhalb des Bandes des übertragenen Signals liegt, könnte dieser direkt in der Faserverbindung zwischen WDM 11 und Terminal 2 angeordnet werden und WDM 10 könnte entfallen. Ähnlich könnte, wenn die Seedquelle 9 durch ein Fasergitter ersetzt wird und dessen Spitzenwert der Reflexion außerhalb des Bandes des übertragenen Signals liegt, dieses auch in der Faserverbindung angeordnet werden, was dazu führt, dass WDM 11 entfallen kann. Als weiteres Beispiel könnte der WDM Koppler 11 aus 3 und 8 durch einen optischen Drei-Port-Zirkulator ersetzt werden und die primäre Pumpquelle 6 mit dem Ausgang des WDM Kopplers 10 kombiniert werden über einen zusätzlichen WDM Koppler, eingesetzt zwischen WDM Koppler 10 und dem Zirkulator. Dann wäre der WDM Koppler 7 nicht länger erforderlich. Stattdessen könnte ein Inline Signal-Passbandfilter eingesetzt werden, um zurückgestreutes Pumplicht zu unterdrücken. Diese Anordnung würde erlauben, dass die Seedquellen bei den letztendlich gewünschten Pumpwellenlängen mit ausreichendem Abstand eingekoppelt werden können, so dass die längeren endgültigen Wellenlängen die Signalwellenlängen überlappen, die unter der Verstärkungskurve verstärkt werden, die von der (den) kürzeren endgültigen Wellenlänge(n) erzeugt wird (werden). Außerdem kann das Pumpschema nach der vorliegenden Erfindung am Sendeende einer Verbindung eingesetzt werden oder am Empfangsende, an einem Zwischenpunkt oder an einer Kombination dieser Orte. Weiterhin können die Seedquellen (kann die Seedquelle) in enger Nachbarschaft mit der (den) primären Pumpquelle(n) oder an einem anderen Ort entlang der Übertragungsfaser angeordnet werden.
  • BEISPIEL 1
  • Es wurde eine experimentelle faseroptische Übertragungsstrecke, die verteilte Raman-Vorverstärkung aufweist, im Wesentlichen wie in 3 gezeigt, aufgebaut. Die primäre Pumpquelle war ein Hochleistungs-Raman-Faserlaser (MPB Communications Inc., Modell RRP-1276), der bei einer Wellenlänge von 1276 nm arbeitete. Eine Laserdiode mit niedriger Leistung (1,5 mW), gefolgt von einem optischen Isolator, und mit einer Wellenlänge von 1355 nm, wurde als eine der sekundären Seedquellen ausgewählt. Das Hauptziel des Experiments war, einen direkten Vergleich des Rauschverhaltens der verteilten Raman-Vorverstärkung, realisiert nach der vorliegenden Erfindung mit dem Pumpschema nach dem Stand der Technik zu ermöglichen. Deshalb wurde ein Hochleistungs-Raman-Faserlaser (MPB Communications Inc., Modell RRP-1455), der bei einer Wellenlänge von 1455 nm arbeitete, eingesetzt, um entweder die Energie der zweiten Seedquelle niedriger Leistung oder die direkte Hochleistungs-Pumpenergie für die Signale im 1550 nm Bereich bereitzustellen. Der Ausgang dieses Ramanlasers wurde durch einen Isolator in einen variablen optischen Abschwächer (VOA) geleitet, der zwischen dem Laser und dem WDM Koppler 10 von 3 eingefügt war. Die Änderung der Einstellung dieses VOA ermöglichte ein schnelles Umschalten von der Betriebsart als Seedquelle niedriger Leistung auf direkten Hochleistungs-Pumpbetrieb. Im letzteren Fall wurden sowohl der Hochleistungslaser bei 1276 nm als auch die Laserdiode niedriger Leistung bei 1355 nm abgeschaltet. Die Übertragungsstrecke bestand aus 100 km Corning LS+ Faser. Ein einzelnes 2,5 Gbps Signal bei einer Wellenlänge von 1547,72 nm wurde über einen VOA am entfernten Ende der Strecke in die Faser eingekoppelt. Das Signal, das WDM 7 in 3 erregte, wurde in einen rauscharmen optischen Empfänger mit einem eingangsseitigen erbiumdotierten Faservorverstärker mit einer Rauschzahl von 4 dB geleitet. Es wurden Bitfehlerraten- (BER = bit error rate) Messungen durchgeführt für gleiche Raman-Verstärkungsbedingungen für die zwei Pumpschemata als Funktion der Einstellung des VOA am Sendeende der Strecke.
  • Ohne Ramanverstärkung (d.h. bei abgeschalteten Pump- und Seedquellenlasern) wurde eine BER von 10–9 für ein Signal- Einkoppelleistung von –12,9 dBm erhalten. Bei dem direkten Pumpschema nach dem Stand der Technik und einer 1455 nm Einkoppelleistung von 450 mW (entsprechend einer optimalen Ramanverstärkung von 24,2 dB) wurde die gleiche BER erreicht bei einer Signal-Einkoppelleistung von –22,1 dBm, was einer Verbindungsabstandsverbesserung von 9,2 dB entspricht. Bei erfindungsgemäßem Pumpen wurde eine Verstärkung von 24,2 dB erreicht beim Einkoppeln von 2,1 W bei 1276 nm, 1,0 mW bei 1355 nm und 2 mW bei 1455 nm. In diesem Fall wurde eine BER von 10–9 bei einer Signaleinkopplungsleistung von –24,4 dBm erreicht. Somit erzielt ein Pumpschema nach der vorliegenden Erfindung eine weitere Verbindungsabstandsverbesserung von 2,3 dB im Vergleich zu dem direkten Pumpschema nach dem Stand der Technik.
  • Die 1355 nm Laserdiode wurde dann durch einen Goldreflektor ersetzt. In diesem Fall wurde eine Verstärkung von 24,2 dB erreicht beim Einkoppeln von 1,7 W bei 1276 nm und 2,5 mW bei 1455 nm. Unter diesen Bedingungen zeigten die BER Messungen wiederum eine Verbindungsabstandsverbesserung von 2,3 dB im Vergleich zu dem direkten Pumpschema nach dem Stand der Technik.
  • BEISPIEL 2
  • Die Übertragungsstrecke von Beispiel 1 wurde modifiziert, indem die 100 km LS+ Faser durch 100 km SMF-28 Faser ersetzt wurde. Außerdem wurden Vorkehrungen getroffen, die ermöglichen, dass die 1455 nm Eingangsfaser des WDM Kopplers 10 von 3 umgeschaltet werden konnte vom Ausgang des VOA, der auf den 1455 nm Ramanlaser folgt, auf eine mit Verbindern bestückte Faserlänge mit einem eingeschriebenen Bragg Fasergitter mit hoher Reflexion (99,9%). Außerdem wurden wegen der niedrigeren Ramanverstärkung in der SMF-28 Faser (im Vergleich zur LS+ Faser) alle Messungen mit dem Goldreflektor von Beispiel 1 anstelle der Laserdiode bei 1355 nm durchgeführt.
  • Ohne Ramanverstärkung (d.h. mit abgeschalteten 1276 nm und 1455 nm Raman-Lasern) wurde eine BER von 10–9 für eine Signaleinkoppelleistung von –13,8 dBm erhalten. Bei dem direkten Pumpschema nach dem Stand der Technik und einer 1455 nm Einkoppelleistung von 850 mW (entsprechend einer optimalen Ramanverstärkung von 24 dB) wurde die gleiche BER erreicht bei einer Signal-Einkoppelleistung von –22,8 dBm, was einer Verbindungsabstandsverbesserung von 9 dB entspricht. Bei erfindungsgemäßem Pumpen und bei der Verwendung des 1455 nm Raman-Lasers zur Bereitstellung der Seedquellenenergie bei 1455 nm wurde eine Ramanverstärkung von 24 dB erreicht beim Einkoppeln von 3 W bei 1276 nm, und 30 mW bei 1455 nm. In diesem Fall wurde eine BER von 10–9 bei einer Signaleinkopplungsleistung von –25,0 dBm erreicht, was einer weiteren Verbindungsabstandsverbesserung von 2,2 dB entspricht.
  • Der 1455 nm Raman-Laser wurde dann durch einen 1455 nm Bragg Fasergitterreflektor ersetzt. In diesem Fall wurde eine Ramanverstärkung von 24 dB erreicht beim Einkoppeln von 3 W bei 1276 nm und eine BER von 10–9 wurde erreicht bei einer Signaleinkoppelleistung von –25,3 dBm entsprechend einer Verbindungsabstandsverbesserung von 2,5 dB im Vergleich zu dem direkten Pumpschema nach dem Stand der Technik.

Claims (28)

  1. System zum Pumpen einer Übertragungsfaser einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Erzeugung von verteilter Ramanverstärkung in der Faser, um Signale, die über die Faserstrecke übertragen werden, zu verstärken, wobei das System umfasst: eine oder mehrere primäre Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl, kürzer als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen; wobei die Wellenlängen λp1 ... λpl der einen oder mehreren primären Pumpquellen um einen Betrag kleiner sind als die Pumpwellenlänge λf1 ... λfk, der m Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser entspricht, wobei m ≥ 1 ist; Mittel zum Bereitstellen im Wesentlichen niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn, wobei n ≥ 1 und λp1 < λsn ≤ λfk ist; und wobei die Gesamtheit der einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn jede letztendlich erforderliche Wellenlänge λfk einschließt, und wobei, wenn m > 1 ist, die Gesamtheit der sekundären Seedwellenlängen wenigstens eine in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl umfasst, wobei l = m – 1, m – 2 ... 1 ist und die Anzahl der Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser zwischen den Wellenlängen λl und den letztendlich erforderlichen Wellenlängen λf1 ... λfk angibt; Kopplungsmittel, um Energie von der besagten einen oder den mehreren primären Pumpquellen-Wellenlängen λp1 ... λpl in die Übertragungsfaser einzukoppeln; und Kopplungsmittel, um Energie von der einen oder den mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn in die Übertragungsfaser einzukoppeln; wobei die Mittel zum Bereitstellen im Wesentlichen niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn umfassen wenigstens eines aus: einem Reflexionsmittel, um verstärkte spontan gestreute Ramanstrahlung, die in der Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt, in die Übertragungsfaser zurückzuführen; und einer Quelle mit abstimmbarer Wellenlänge, um das spektrale Profil der Ramanverstärkung anzupassen, die die Signale erfahren.
  2. System nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der einen oder mehreren primären Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl einen Raman Faserlaser umfasst, der auf einer oder einer Vielzahl von Wellenlängen arbeitet.
  3. System nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der einen oder mehreren primären Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl eine Anzahl von Laserdioden für Polarisations- und/oder Wellenlängenmultiplex mit im Wesentlichen gleicher Wellenlänge umfasst.
  4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Energie, die bei einer oder mehreren der sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn von einer Laserdiode oder einem Paar von im Polarisationsmultiplex betriebenen Laserdioden mit im Wesentlichen gleicher Wellenlänge geliefert wird.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens eine der einen oder mehreren primären Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl eine abstimmbare Pumpquelle ist.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens eine der einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn eine abstimmbare sekundäre Seedwellenlänge ist.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird, und die Energie, die von einer oder mehreren der primären Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl bereitgestellt wird, in gegenläufiger Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale von einem Empfänger- oder Repeaterterminal in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird, und die Energie, die von einer oder mehreren der primären Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl bereitgestellt wird, in gleicher Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale von einem Empfänger- oder Repeaterterminal in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird, und die Energie, die von einer oder mehreren der besagten primären Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl bereitgestellt wird, von einem bestimmten Punkt zwischen dem Sender- und dem Empfängerterminal, entweder in gleicher oder in gegenläufiger Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird, und die Energie, die von einer oder mehreren der besagten Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl bereitgestellt wird, von mehr als einem Koppelpunkt gleichzeitig in gleicher und/oder gegenläufiger Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  11. System nach Anspruch 7, weiterhin umfassend eine oder mehrere sekundäre Pumpquellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj kürzer als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen, wobei die eine oder mehreren sekundären Pumpquellen-Wellenlängen λss1 ... λssj um einen Betrag, der der Ramanverschiebung in der Übertragungsfaser entspricht, kürzer sind als die Wellenlängen λf1–λfk, Kopplungsmittel, um Strahlung von der einen oder den mehreren sekundären Pumpquellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj in die Übertragungsfaser vom Signalankopplungsterminal einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke oder von einem Zwischenpunkt nahe dem Signalankopplungsterminal zur Ausbreitung in gleicher Richtung in Bezug auf die Signale einzukoppeln; und Mittel zum selektiven Ändern der Leistung und/oder der Wellenlängen der einen oder mehreren sekundären Pumpquellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj, um die Ramanverstärkung dynamisch zu steuern, die die eingehende verbleibende Strahlung bei den letztendlichen Direkt-Pumpwellenlängen λf1–λfk erfährt, und um dadurch dynamisch den Betrag und/oder das spektrale Profil der sich ergebenden zusätzlichen Ramanverstärkung zu steuern, die die eingekoppelten Signale erfahren.
  12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Mittel zum Einkoppeln von Energie bei den einen oder mehreren primären Pumpquellen-Wellenlängen λp1 ... λpl in die Übertragungsfaser wenigstens einen optischen Zirkulator umfassen.
  13. System nach Anspruch 12, wobei der optische Zirkulator weiterhin Energie bei der einen oder den besagten mehreren Seedwellenlängen λs1 ... λsn in die Übertragungsfaser einkoppelt.
  14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die eine oder mehrere der primären Pumpquellen-Wellenlängen λp1 ... λpl und die eine oder mehrere sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn ausgewählt werden, um das spektrale Profil der Ramanverstärkung, die die Signale erfahren, zu verbreitern und/oder anzupassen.
  15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Leistung und/oder die Wellenlänge der primären Pumpstrahlung und/oder der sekundären Seedstrahlung selektiv geändert wird (werden), um die Ramanverstärkung und/oder das spektrale Verstärkungsprofil zu steuern, um Verstärkungsänderungen und/oder Verstärkungsfrequenzgangänderungen bzw. Verstärkungsschieflage zu kompensieren, die auf Änderungen in der Leistung und/oder der Wellenlängen der übertragenen Signalkanäle zurückzuführen sind.
  16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird durch Einsatz eines Reflexionsmittels, um verstärkte spontan gestreute Ramanstrahlung, die in der besagten Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt, in die Übertragungsfaser zurückzuführen.
  17. System nach Anspruch 16, wobei das Reflexionsmittel ein Bragg- Fasergitter ist.
  18. System nach Anspruch 17, wobei die Spitzenreflexions- Wellenlänge des Bragg- Fasergitters abstimmbar ist.
  19. System nach Anspruch 16, wobei das Reflexionsmittel ein Breitbandreflektor ist.
  20. System nach Anspruch 11, wobei wenigstens eine der einen oder mehreren sekundären Pumpquellen bei Wellenlängen λss1 ... λssj ein Raman Faserlaser ist, der auf einer oder einer Vielzahl von Wellenlängen arbeitet.
  21. System nach Anspruch 20, wobei die Ausgangswellenlänge wenigstens einer der einen oder mehreren sekundären Pumpquellen bei Wellenlängen λss1 ... λssj abstimmbar ist.
  22. Verfahren zum Pumpen der Übertragungsfaser einer faseroptischen Telekommunikationsstrecke zur Erzeugung von verteilter Ramanverstärkung in der Faser für Signale, die über die besagte Faserstrecke übertragen werden, wobei das besagte Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen einer oder mehrerer primärer Pumpquellen bei Wellenlängen λp1 ... λpl, kürzer als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen, (b) Bereitstellen im Wesentlichen niedrigerer Energie bei einer oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn, wobei n ≥ 1 und λp1 < λsn ≥ λfk ist; und (c) Ausbreiten der Energie bei den primären Pumpwellenlängen und sekundären Seedwellenlängen in die Übertragungsfaser; und wobei (i) die primären Pumpwellenlängen λp1 ... λpl um einen Betrag, der m Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser entspricht, kleiner sind als die Wellenlängen λf1 ... λfk wobei m ≥ 1 ist; und (ii) die Gesamtheit der sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn jede letztendlich erforderliche Wellenlänge λf1 ... λfk umfasst; und (iii) wenn m > 1 ist, die Gesamtheit der sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn wenigstens eine in der Nachbarschaft jeder Zwischenwellenlänge λl umfasst, wobei l = m – 1, m – 2 ... 1 ist und die Anzahl der Ramanverschiebungen in der Übertragungsfaser zwischen den Wellenlängen λl und der letztendlich erforderlichen Wellenlänge λf1 ... λfk angibt; wobei der Schritt (b) wenigstens einen der folgenden umfasst: Zurückführen verstärkter, spontan gestreuter Ramanstrahlung, die in der Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt, in die Übertragungsfaserstrecke mit einem Reflexionsmittel; und Abstimmen wenigstens einer der einen oder mehreren sekundären Wellenlängen λs1 ... λsn, um das spektrale Profil der Ramanverstärkung, die die Signale erfahren, anzupassen.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Energie bei den primären Pumpwellenlängen und den sekundären Seedwellenlängen in gegenläufiger Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale von einem Empfänger- oder Repeaterterminal in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Energie bei den primären Pumpwellenlängen und den sekundären Seedwellenlängen in gleicher Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale von einem Empfänger- oder Repeaterterminal in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen λs1 ... λsn bereitgestellt wird, und die Energie, die von einer oder mehreren der primären Pumpquellen bei den Wellenlängen λp1 ... λpl bereitgestellt wird, gleichzeitig von mehr als einem Koppelpunkt, in gleicher und/oder in gegenläufiger Ausbreitungsrichtung in Bezug auf die Signale in die Übertragungsfaser eingekoppelt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend (a) Bereitstellen einer oder mehrerer sekundärer Pumpquellen mittlerer Leistung bei Wellenlängen λss1 ... λssj, die um einen Betrag, der der Ramanverschiebung in der Übertragungsfaser entspricht, kürzer sind als die Pumpwellenlängen λf1 ... λfk, die letztendlich erforderlich sind, um direkt verteilte Ramanverstärkung für die Signalwellenlängen zu erzeugen; (b) Benutzung von Kopplungsmitteln, um Strahlung von den sekundären Pumpquellen mittlerer Leistung bei λss1 ... λssj in die Übertragungsfaser vom Signalankopplungsterminal der Strecke oder von einem Zwischenpunkt nahe dem Signalankopplungsterminal zur Ausbreitung in gleicher Richtung in Bezug auf die Signale einzukoppeln; und (c) selektives Ändern der Leistung und/oder Wellenlänge der sekundären Pumpquellen mittlerer Leistung bei λss1 ... λssj, um die Ramanverstärkung dynamisch zu steuern, die die verbleibende Strahlung bei den letztendlichen Direkt-Pumpwellenlängen λf1 ... λfk erfährt, um dabei dynamisch den Betrag und/oder das spektrale Profil der sich ergebenden zusätzlichen Ramanverstärkung zu steuern, die die eingekoppelten Signale erfahren, wobei die sekundären Pumpwellenlänge(n) λss1 ... λssj um einen Betrag, der der Ramanverschiebung in der Übertragungsfaser entspricht, kürzer ist (sind) als die Wellenlängen λf1 ... λfk.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei die eingekoppelte Energie, die bei den einen oder mehreren sekundären Seedwellenlängen bereitgestellt wird durch Einsatz eines Reflexionsmittels, um verstärkte spontan gestreute Ramanstrahlung, die in der Faser wegen der Anwesenheit von hoher Leistung bei einer Wellenlänge entsteht, die um eine Ramanverschiebung unter der speziellen Seedwellenlänge liegt, in die Übertragungsfaser zurückzuführen.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei die Leistung und/oder die Wellenlänge der primären Pumpstrahlung und/oder der sekundären Seedstrahlung selektiv geändert wird (werden), um die Ramanverstärkung und/oder das spektrale Verstärkungsprofil zu steuern, um Verstärkungsänderungen oder Verstärkungsfrequenzgangänderungen bzw. Verstärkungsschieflage zu kompensieren, die auf Änderungen in der Leistung und/oder der Wellenlänge der übertragenen Signalkanäle zurückzuführen sind.
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