DE60128269T2

DE60128269T2 - Verfahren zur leistungsregelung in einem optischen kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60128269T2
Application number: DE60128269T
Authority: DE
Inventors: Philip Andrew Brinklow ARNOLD
Original assignee: Ericsson AB
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: AU2001286086A1; ATE361597T1; WO2002023770A1; GB0022607D0; CA2420888A1; US20040052524A1; EP1410535A1; CN1475057A; GB2366925A; EP1410535B1; CN1268078C; JP2004509507A; DE60128269D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteuerung in einem optischen Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplex – WDM)-Kommunikationssystem. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein optisches WDM-Kommunikationssystem, das nach dem Verfahren arbeitet.
Optische Kommunikationssysteme sind bekannt und umfassen eine Anzahl räumlich verteilter Knoten, die mittels Lichtwellenleiter miteinander verbunden sind, wobei die Wellenleiter zum Übertragen von Strahlung tragenden Informationen zwischen den Knoten ausgestaltet sind. Derartige System wenden häufig Wellenlängenmultiplex-(WDM)-Techniken an, so dass der sich zwischen den Knoten ausbreitende Kommunikationsverkehr auf eine oder mehrere Strahlungskomponenten moduliert wird, die entsprechende, jeweils unterschiedliche Wellenbereiche einnehmen. Die Wellenbereiche werde häufig als Kanäle bezeichnet.
Beim Betrieb derartiger Systeme kann sich die Anzahl der verwendeten Kanäle als WDM-Add/Drop-Multiplexer dynamisch ändern, und WDM-Cross-Connects an den Knoten werden programmgesteuert derart rekonfiguriert, dass sie aktive Kanäle hinzufügen oder entfernen. Dynamische Änderungen können auch aufgrund von Kanalstörungen auftreten, die sich aufgrund gestörter oder beschädigter optischer Elemente ergeben, beispielsweise während Wartungsprozeduren.
Die Systeme sind derart konzipiert, dass in aktiven Kanälen eine jeweils ähnliche Strahlungsleistung, die sich entlang der Wellenleiter in den Systemen ausbreitet, aufrechterhalten wird, so dass optische Vorrichtungen, wie beispielsweise darin enthaltene gepumpte erbiumdotierte Faserverstärker (erbium doped fibre amplifiers – EDFAs), keinen plötzlichen Eingangsleistungsschwankungen oder einer in spezifischen Kanälen konzentrierten übermäßigen Strahlung ausgesetzt sind. Da es sich bei EDFAs naturgemäß um nichtlineare Vorrichtungen handelt, kann ein Disparität in relativen Kanalstrahlungsleistungen, die derartigen EDFAs zugeführt wird, eine Anhebung von Unterschieden in der Kanalstrahlungsleistung verursachen.
Es ist deshalb in bezug auf die Knoten der Systeme gängige Praxis, Rückkopplungsschleifen einzusetzen, um die mit den Kanälen assoziierte Strahlungsleistung zu überwachen und zu regeln, um sicherzustellen, dass diese eine jeweils ähnliche Leistung aufweisen. Ferner ist es gängige Praxis, dass bei der Abgabe von Strahlung von Knoten so viel Strahlungsleistung wie möglich in die zugehörigen Wellenleiter emittiert wird, und dass an den Knoten, die anschließend die emittierte Strahlung empfangen, eine Dämpfung angelegt wird. Diese Verfahrensweise wird angepasst, um zu versuchen, in den Systemen ein möglichst hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten und somit deren Verkehrsleistung zu verbessern. Zur Vereinfachung der Konstruktion ist es zusätzlich gängige Praxis, an jedem Empfängerknoten ein Dämpfungsglied vorzusehen, um die Leistung der empfangenen Strahlung, die dort einem optischen Detektor zugeführt wird, zu regeln. Eine derartige Konstruktionsvereinfachung ermöglicht es dem Dämpfungsglied, dem Detektor und einer zugehörigen Leistungssteuerungsrückkopplungsschleife, gemeinsam am Empfängerknoten positioniert zu sein.
Für den Erfinder war es offensichtlich, dass die Menge der Strahlungsleistung, die zur Zeit in herkömmlichen optischen Kommunikationssystemen emittiert wird, ausreicht, um in Lichtwellenleitern, die Knoten miteinander verbinden, optische, nichtlineare Effekte zu verursachen. In Weitverkehrslichtwellenleiterwegen mit einer Länge von annähernd 100 km treten solche nichtlinearen Effekte überwiegend in Bereichen der Wege auf, die der Strahlungseinkoppelung am nächsten liegen, und zwar aufgrund der Dämpfung entlang der Welleinleiterwege, welche die Leistung der Strahlung in Bereichen der Wege, die von der Strahlungseinkopplung entfernt sind, reduzieren. Ferner können derartige nichtlineare Effekte zu einer Vierwegmischung, einer Kreuzphasenmodulation und ähnlichen gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen den Strahlungskomponenten führen. In einigen Kommunikationssystemen, einschließlich der Weitverkehrslichtwellenleiterwege mit einer Länge von annähernd 100 km ohne optische Zwischenverstärker, kann in diese emittierte Strahlung 100 mW oder mehr betragen. Für den Erfinder war es ferner offensichtlich, dass die nichtlinearen Effekte selbst sich bandbreitenbeschränkend auf die Systeme auswirken. Ferner kann sich die Wellenleiterzuverlässigkeit bei Überschreiten der emittierten Strahlungsleistungspegel von 1 W in einem Lichtwellenleiter eines Kommunikationssystems verschlechtern, da die Leistung ausreicht, um den Wellenleiter im Falle eines in ihm auftretenden Defekts physisch zu beschädigen; es können Stehwellenformen auftreten, welche umfangreiche Beschädigungen entlang der Hauptelemente von Wellenleitern verursachen.
Für den Erfinder war es ferner offensichtlich, dass es in künftigen optischen Hochleistungskommunikationssystemen wichtig ist, die Gesamtleistung der zusammengesetzten WDM-Strahlung, die in optische Lichtwellenleiter der Systeme emittiert wird, zu steuern. Dies ist eine Abweichung von der herkömmlichen Praxis, wonach ein empfangener Leistungsüberschuss mittels Verwendung von Eingangsdämpfungsgliedern gesteuert wird. Eine derartige Steuerung ist zur Verminderung von Wechselwirkungen notwendig, die sich aus nichtlinearen optischen Phänomenen der Wellenleiter ergeben, sowie um Probleme bei der Zuverlässigkeit zu umgehen, die auftreten, wenn überschüssige Strahlungsleistung in die Wellenleiter emittiert wird. Der Leistungsüberschuss kann die Wellenleiter im Falle eines oder mehrerer in ihnen auftretenden Defekte ernsthaft schädigen, z.B. bei einer Wellenleiterteilung oder einem in ihm lokalisierten Leistungsabsorptionspunkt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Leistungssteuerung in einem optischen Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplex – WDM)-Kommunikationssystem angegeben, wobei das WDM-System eine Vielzahl von Knoten umfasst, die durch eine optische Wellenleitungseinrichtung zum Führen von Kommunikationsverkehr, der zwischen den Knoten eine Strahlung trägt, zusammengekoppelt sind, wobei die Strahlung in eine Vielzahl von Kanälen mit jeweils unterschiedlichen Wellenbändern wellenlängenmultiplexiert ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Regeln der Leistung des die Strahlung tragenden Kommunikationsverkehrs am ersten Knoten durch Verwendung einer Leistungsregelungseinrichtung zur Bereitstellung einer optischen Ausgangsstrahlung; Übertragen der optischen Ausgangsstrahlung durch die Wellenleitungseinrichtung an einen zweiten Knoten des Systems; Messen der Strahlungsleistung von an dem zweiten Knoten empfangener Strahlung zur Erzeugung entsprechender leistungsangebender Daten; Erzeugen von Fehlerdaten zum Regeln der an dem zweiten Knoten gemessenen optischen Ausgangsstrahlung auf einen vorbestimmten Leistungspegel; und Steuern der an dem zweiten Knoten auf dem vorbestimmten Pegel empfangenen Leistung durch Steuern der Leistung der optischen Ausgangsstrahlung an dem ersten Knoten als Antwort auf die Fehlerdaten.
Durch das Steuern der Leistung der WDM-Strahlung, die von dem ersten Knoten als Antwort auf die am zweiten Knoten empfangene gemessene Strahlungsleistung übertragen wird, um die empfangene Strahlungsleistung auf einem vorbestimmten Pegel zu halten, wird die Wahrscheinlichtkeit optischer nichtlinearer Effekte, die in den Wellenleitungseinrichtungen auftreten, vermindert. Im Vergleich hierzu wird gemäß den oben beschriebenen bekannten Verfahren die WDM-Strahlung mit einer vorgegebenen Leistung übertragen, herkömmlich mit einer möglichst hohen Leistung, um ein möglichst hohes Signal-Rausch-Verhältnis sicherzustellen, und die Strahlung wird am Empfängerknoten durch Verwendung eines Dämpfungsgliedes am Eingang des Empfängerknotens geregelt. Wird ein solches Verfahren auf Knoten angewendet, die mittels Lichtwellenleiter kürzerer Längen miteinander verbunden sind, so kann diese hohe Übertragungsleistung optische nichtlineare Effekte verursachen. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wonach die Regelung der WDM-Strahlungsleistung am Übertragungsknoten stattfindet, wird sichergestellt, dass nur so viel Leistung übertragen wird, die ausreicht, um eine vorgewählte Leistung am Empfängerknoten sicherzustellen, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass nichtlineare optische Effekte auftreten, vermindert wird.
Gemäß dem Verfahren ist es vorteilhaft, dass mindestens einer der leistungsangebenden Daten und der Fehlerdaten an den ersten Knoten übermittelt werden. Das Übermitteln derartiger Daten ermöglicht die Anordnung der Steuereinrichtungen zum Erzeugen der Fehlerdaten am ersten oder zweiten Knoten.
In einer Form des Verfahrens sind die Steuereinrichtung und die Regeleinrichtung gemeinsam am ersten Knoten angeordnet, und der zweite Knoten übermittelt die leistungsangebenden Daten an den ersten Knoten.
Alternativ ist die Steuereinrichtung am zweiten Knoten angeordnet, und die Fehlerdaten werden an den ersten Knoten übermittelt.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise die Übermittlung dieser Daten in einem WDM-Überwachungskanal. Die Verwendung des Überwachungskanals umgeht die Notwendigkeit des Vorsehens alternativer Kommunikationspfade zum Übertragen dieser Daten.
Das Verfahren umfasst in vorteilhafter Weise ferner das Bestimmen der Anzahl von aktiven wellenlängenmultiplexierten Kanälen, die in dem Kommunikationsverkehr vorliegen, der die Strahlung trägt. Ein Verfahren umfasst in vorteilhafter Weise das Ändern des vorbestimmten Pegels als Antwort auf die Anzahl aktiver Kanäle. Der vorbestimmte Pegel wird vorzugsweise als eine lineare Funktion der Anzahl von aktiven Kanälen geändert, so dass im Betrieb die Strahlungsleistung pro aktivem Kanal am zweiten Knoten im Wesentlichen konstant aufrechterhalten wird.
In einem alternativen Verfahren wird der vorbestimmte Leistungspegel in vorteilhafter Weise im Wesentlichen konstant aufrechterhalten, wenn einer oder mehr Kanäle in der Ausgangsstrahlung als aktiv bestimmt werden. Eine derartige am zweiten Knoten empfangene, im Wesentlichen konstante Strahlungsleistung stellt sicher, dass Komponenten, wie erbiumdotierte Faserverstärker, sowohl im ersten als auch zweiten Knoten mit einer nominell konstanten Leistung arbeiten.
Die Steuereinrichtung ist in vorteilhafter Weise zum Setzen der Regeleinrichtung auf eine Dämpfung größer als –20 dB ausgestaltet, wenn keiner der Kanäle als aktiv bestimmt wird. Diese Dämpfung reduziert die Menge des optischen Rauschens, das in die Wellenleitungseinrichtungen eingekoppelt wird.
Bei Anordnung der Steuereinrichtung im zweiten Knoten umfasst das Verfahren vorzugsweise weiterhin das Übermitteln der Anzahl aktiver Kanäle an den zweiten Knoten, vorzugsweise in einem Überwachungskanal, der den Kanälen zugeordnet ist, die den Kommunikationsverkehr tragen.
In dem Verfahren ist es auch bevorzugt, dass die Regeleinrichtung für die unabhängige Dämpfung von Strahlung jedes Kanals ausgestaltet ist und dass das Verfahren das unabhängige Messen von Strahlungsleistung für jeden an dem zweiten Knoten empfangenen Kanal sowie das Steuern der Dämpfung jedes Kanals an dem ersten Knoten umfasst, um die in den als aktiv bestimmten Kanälen vorliegende Strahlungsleistung im Wesentlichen zu entzerren. Eine derartige unabhängige Steuerung der Kanäle erlaubt eine Kanaleinpegelung der am zweiten Knoten empfangenen Strahlung, wodurch jegliche Differenzfrequenz-unabhängige Dämpfungsphänomene, die in den Wellenleitungseinrichtungen auftreten können, korrigiert werden.
Zur Vereinfachung des Systems ist es gemäß Verfahren bevorzugt, dass die Regeleinrichtung durch einen optischen Verstärker bereitgestellt wird, dessen Vorwärtsverstärkung durch die Fehlerdaten steuerbar ist, die dem Verstärker zugeführte optische Pumpleistung modulieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein optisches Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplex – WDM)-Kommunikationssystem vorgesehen, umfassend eine Vielzahl von Knoten, die durch eine optische Wellenleitungseinrichtung zum Führen von Kommunikationsverkehr, der zwischen den Knoten eine Strahlung trägt, zusammengekoppelt sind, wobei die Strahlung in eine Vielzahl von Kanälen mit jeweils unterschiedlichen Wellenbändern wellenlängenmultiplexiert ist, das gekennzeichnet ist durch: eine Leistungsregelungseinrichtung zum Regeln von Strahlungsleistung des die Strahlung tragenden Kommunikationsverkehrs am ersten Knoten zur Erzeugung entsprechender Ausgangsstrahlung; eine Emissionseinrichtung an dem ersten Knoten zum Emittieren der Ausgangsstrahlung in die Wellenleitungseinrichtung zur Weiterleitung an einen zweiten Knoten des Systems; eine Strahlungsleistungsmesseinrichtung zum Messen von Strahlungsleistung von an dem zweiten Knoten empfangener Strahlung und zur Erzeugung entsprechender leistungsangebender Daten; sowie eine Steuereinrichtung zum Erzeugen von Fehlerdaten zum Regeln der an dem zweiten Knoten gemessenen optischen Ausgangsstrahlung auf einen vorbestimmten Pegel und Steuern der an dem zweiten Knoten empfangenen Strahlungsleistung auf einen vorbestimmten Pegel durch Steuern der Leistung der optischen Ausgangsstrahlung als Antwort auf die Fehlerdaten.
Das System umfasst vorzugsweise eine Einrichtung zum Übermitteln mindestens einer der Fehlerdaten und der leistungsangebenden Daten an den ersten Knoten. In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung am ersten Knoten angeordnet, und die leistungsangebenden Daten werden an den ersten Knoten übermittelt. Alternativ kann die Steuereinrichtung am zweiten Knoten angeordnet sein, und die Fehlerdaten werden an den ersten Knoten übermittelt. Die Einrichtung zum Übermitteln dieser Daten umfasst in geeigneter Weise das Übermitteln dieser Daten in einem WDM-Überwachungskanal. Die Verwendung des Überwachungskanals umgeht die Notwendigkeit, alternative Kommunikationspfade zum Übertragen dieser Daten an den ersten Knoten vorzusehen.
Der erste Knoten enthält in vorteilhafter Weise eine Überwachungseinrichtung zum Bestimmen der Anzahl von aktiven wellenlängenmultiplexierten Kanälen, die in dem Kommunikationsverkehr vorliegen, der die Strahlung trägt. In einer Anordnung wird der vorbestimmte Pegel als Antwort auf die Anzahl aktiver Kanäle geändert. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie den vorbestimmten Pegels im Wesentlichen als eine lineare Funktion der Anzahl von aktiven Kanälen ändert, so dass im Betrieb die Strahlungsleistung pro aktivem Kanal im Wesentlichen konstant bleibt. Ein solcher konstanter Pegel der Strahlungsleistung pro aktivem Kanal stellt sicher, dass das Signal-Rausch-Verhältnis jedes aktiven Kanals aufrechterhalten bleibt, wenn sich die Anzahl aktiver Kanäle ändert.
Alternativ ist die Steuereinrichtung in vorteilhafter Weise ausgestaltet, den vorbestimmten Leistungspegels am zweiten Knoten im Wesentlichen konstant zu halten, wenn einer oder mehr Kanäle in der Ausgangsstrahlung als aktiv bestimmt werden. Der im Wesentlichen konstante vorbestimmte Leistungspegel stellt sicher, dass Vorrichtungen wie beispielsweise optische Verstärker in den Knoten mit einer nominell konstanten Pumpleistung arbeiten können.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zum Setzen der Regeleinrichtung auf eine Dämpfung größer als –20 dB ausgestaltet, wenn keiner der Kanäle als aktiv bestimmt ist. Diese Dämpfung reduziert optisches Rauschen, das in die Wellenleitungseinrichtungen eingekoppelt wird, wenn keiner der Kanäle aktiv ist, und vermindert somit das Bitfehlerratenvorkommen innerhalb des Systems.
Bei Anordnung der Steuereinrichtung im zweiten Knoten, umfasst das System in vorteilhafter Weise ferner eine Einrichtung zum Übermitteln der Anzahl aktiver Kanäle an den zweiten Knoten, vorzugsweise in einem WDM-Überwachungskanal, der den Kanälen zugeordnet ist, die den Kommunikationsverkehr tragen.
Zum Ausgleich von frequenzabhängigen optischen Dämpfungsphänomenen in den Wellenleitungseinrichtungen, ist die Regeleinrichtung zur unabhängige Regelung von Strahlungsleistung der jedem Kanal zugeordneten Strahlung ausgestaltet, und die Überwachungseinrichtung ist zur Überwachung von Strahlungsleistung jedes Kanals, die an dem zweiten Knoten empfangen wird, ausgestaltet, und die Steuereinrichtung ist zur individuellen Anpassung der Strahlungsleistung jedes Kanals an dem ersten Knoten ausgestaltet, um die Strahlungsleistung der als aktiv bestimmten Kanäle im Wesentlichen jeweils zu entzerren. In vorteilhafter Weise werden die aktiven Kanäle in der Strahlungsleistung auf innerhalb 6 dB jeweils entzerrt.
Im folgenden soll die Erfindung lediglich anhand von Beispielen mit Bezugnahme auf die folgenden Diagramme erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Ausführungsform zwei optische Kommunikationssystemknoten umfasst, die jeweils über zugehörige optische Lichtwellenleiter miteinander verbunden sind; und
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Ausführungsform zwei optische Kommunikationssystemknoten umfasst, die jeweils über zugehörige optische Lichtwellenleiter miteinander verbunden sind.
In der 1 ist ein Teil eines optischen Kommunikationssystems 10 umfassend jeweils einen ersten und zweiten Knoten 20, 40 gezeigt. Der erste Knoten 20 ist innerhalb einer punktierten Linie 30 enthalten und der zweite Knoten 40 ist innerhalb einer punktierten Linie 50 enthalten. Der erste Knoten 20 ist mit dem zweiten Knoten 40 über einen Lichtwellenleiter 60 zum Übertragen von Kommunikationsverkehr vom ersten Knoten 20 an den zweiten Knoten 40 verbunden. Der zweite Knoten 40 ist gleichermaßen mit dem ersten Knoten 20 über einen Lichtwellenleiter 70 zum Übertragen von Kommunikationsverkehr vom zweiten Knoten 40 an den ersten Knoten 20 verbunden. Die Knoten 20, 40 enthalten identische Komponenten zum Kommunizieren miteinander.
Die Kommunikation zwischen den Knoten 20, 40 soll im folgenden anhand einer allgemeinen Übersicht beschrieben werden.
Der erste Knoten 20 empfängt bis zu N optischer Eingangsstrahlungssignale und multiplexiert diese, um eine erste zusammengesetzte Strahlung bereitzustellen. Der erste Knoten 20 verstärkt daraufhin die erste zusammengesetzte Strahlung und dämpft anschließend die resultierende verstärkte erste zusammengesetzte Strahlung und fügt schließlich ein erstes Überwachungssignal hinzu, um eine erste Ausgangsstrahlung zum Emittieren in den Wellenleiter 60 an den zweiten Knoten 40 bereitzustellen. Der erste Knoten 20 empfängt ebenfalls eine zweite Ausgangsstrahlung von dem zweiten Knoten 40, extrahiert von dieser ein zweites Überwachungssignal, verstärkt die zweite Ausgangsstrahlung und demultiplexiert dann die verstärkte zweite Strahlung, um bis zu N optischer Ausgangssignale bereitzustellen. Der Knoten 20 verwendet das zweite Überwachungssignal zum Regeln der Dämpfung der ersten zusammengesetzten Strahlung, um so am zweiten Knoten 40 einen Leistungspegel erhalten durch die vorbestimmte erste Ausgangsstrahlung bereitzustellen. Eine derartige Regelung berücksichtigt auch die im Wellenleiter 60 auftretende Dämpfung.
In umgekehrter Weise empfängt auch der zweite Knoten 40 empfängt bis zu N optischer Eingangsstrahlungssignale und multiplexiert diese, um eine zweite zusammengesetzte Strahlung bereitzustellen. Der zweite Knoten 40 verstärkt daraufhin die zweite zusammengesetzte Strahlung und dämpft anschließend die resultierende verstärkte zweite zusammengesetzte Strahlung und fügt schließlich das zweite Überwachungssignal hinzu, um die zweite Ausgangsstrahlung zum Emittieren in den Wellenleiter 70 an den ersten Knoten 20 bereitzustellen. Der zweite Knoten 40 empfängt ebenfalls die erste Ausgangsstrahlung von dem ersten Knoten 20, extrahiert von dieser das erste Überwachungssignal, verstärkt die erste Ausgangsstrahlung und demultiplexiert dann die verstärkte erste Ausgangsstrahlung, um bis zu N optischer Ausgangssignale bereitzustellen. Der Knoten 40 verwendet das erste Überwachungssignal zum Regeln der Dämpfung der zweiten zusammengesetzten Strahlung, um so am ersten Knoten 20 eine Leistung erhalten durch die vorbestimmte zweite Strahlung bereitzustellen. Eine derartige Regelung gleicht auch die entlang des Wellenleiters 70 auftretende Dämpfung aus.
Der erste Knoten 20 überwacht die Leistung in der an ihm empfangenen zweiten Ausgangsstrahlung, um das erste Überwachungssignal zu erzeugen. In ähnlicher Weise überwacht der zweite Knoten 40 die Leistung in der an ihm empfangenen ersten Ausgangsstrahlung, um das zweite Überwachungssignal zu erzeugen. Somit überwacht der erste Knoten 20 die zweite Ausgangsstrahlung, die er vom zweiten Knoten 40 empfängt, und stellt dem zweiten Knoten 40 eine Rückkopplung bereit, damit dieser sein Dämpfungsglied so regeln kann, dass die zweite Strahlung auf einem vorbestimmten Leistungspegel, wie von dem ersten Knoten 20 überwacht, aufrechterhalten wird. In umgekehrter Weise überwacht auch der zweite Knoten 40 die erste Ausgangsstrahlung, die er von dem ersten Knoten 20 empfängt, und stellt dem ersten Knoten 20 eine Rückkopplung bereit, damit dieser sein Dämpfungsglied so regeln kann, dass die erste Strahlung ebenfalls auf einem vorbestimmten Leistungspegel, wie von dem zweiten Knoten 40 überwacht, aufrechterhalten wird. Als Konsequenz des Rege Ins der Ausgangsstrahlung in den Knoten 20, 40 auf einen Leistungsbereich, in dem optische nichtlineare Phänomene in den Wellenleitern 60, 70 im Wesentlichen umgangen werden, wird die Leistung des Systems 10 somit erhöht.
Einzelteile der Knoten 20, 40 sollen nunmehr ausführlich beschrieben werden. Die Knoten 20, 40 sind auf identische Weise konfiguriert und enthalten ähnliche Einzelteile. Aufgrund der Ähnlichkeit sollen nur die Bauteile des ersten Knotens 20 erläutert werden. Einzelteile des ersten Knotens 20 sind mit einer Kennzeichnung „a" gekennzeichnet, während entsprechende Einzelteile des zweiten Knotens 40 mit einem Kennzeichnung „b" gekennzeichnet sind.
Der erste Knoten 20 umfasst einen optischen Multiplexer 100a enthaltend N optische Eingangsports zum Empfangen von bis zu N Eingangsstrahlungssignalen. Der Multiplexer 100a umfasst einen optischen Ausgangsport, der durch einen erbiumdotierten Faserverstärker (EDFA) 110a und anschließend durch ein Dämpfungsglied 120a zu einem ersten optischen Eingangsport eines Kopplers 130a führt. Ein zweiter optischer Eingangsport des Kopplers 130a ist mit einem optischen Ausgangsport einer Überwachungskanaldateneinfügeeinheit 140a verbunden. Ein optischer Ausgangsport des Kopplers 130a ist mit dem Lichtwellenleiter 60 zum Koppeln der ersten Ausgangsstrahlung vom Koppler 130a mit dem zweiten Knoten 40 verbunden. Die N Eingangsports sind ebenfalls mit entsprechenden optischen Eingangsports einer Anordnung von Leistungsdetektoren 150a verbunden sein, deren elektrische Leistungsüberwachungsausgänge zu einem Leistungsregler 160a führen. Ein elektrischer Ausgang des Reglers 160a ist mit einem elektrischen Steuereingang des Dämpfungsgliedes 120a zum Steuern der von dem Dämpfungsglied 120a bereitgestellten Dämpfung verbunden. Ein weiterer elektrischer Eingang zum Regler 160a ist mit einem elektrischen Ausgang einer Überwachungskanaldatenextraktionseinheit 170a verbunden, deren optischer Eingang mit einem ersten optischen Ausgangsport eines Kopplers 180a verbunden ist. Ein zweiter optischer Ausgangsport des Kopplers 180a ist über einen EDFA 190a mit einem optischen Eingangsport eines optischen Demultiplexers 200a verbunden. Der Demultiplexer 200a enthält N optische Ausgangsports, an denen im Betrieb bis zu N Strahlungssignale ausgegeben werden. Der zweite optische Ausgangsport des Kopplers 180a führt auch zu einem optischen Eingang eines Leistungsmonitors 210a. Der Leistungsmonitor 210a enthält einen elektrischen Ausgang, der mit einem elektrischen Eingang der Dateneinfügeeinheit 140a verbunden ist. Ein optischer Eingangsport des Kopplers 180a ist mit dem Lichtwellenleiter 70 gekoppelt.
Entlang der Lichtwellenleiter 60, 70 übertragene Strahlung liegt in WDM-Form vor, bei der die N Strahlungssignale in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen enthalten sind, wobei jedes Signal einen seinem zugehörigen Kanal entsprechenden Bereich von Wellenlängen einnehmen. Ferner enthält die Strahlung in den Wellenleitern 60, 70 auch eine Strahlung, die einem oder mehreren Überwachungskanälen entspricht, wobei die Überwachungskanäle dazu verwendet werden, u.a. Überwachungsinformationen, Strahlungsleistungsdaten zur Verwendung bei der Steuerung des Dämpfungsgliedes 120a zu übertragen. Die Überwachungskanäle werden auf Wellenlängenbereiche gesetzt, die sich von denen unterscheiden, die den N Strahlungssignalen zugeordnet sind. Die Überwachungskanäle können, falls erforderlich, einen Wellenlängenbereich entsprechend einem Kanal N + 1 einnehmen, nämlich indem sie monoton den zur Übertragung des Kommunikationsverkehrs verwendeten Kanäle 1 bis N folgen.
Im folgenden soll die Wirkungsweise des ersten Knotens 20 ausführlich unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben werden. Der zweite Knoten 40 arbeitet in einer ähnlichen umgekehrten Weise.
Der erste Knoten 20 empfängt vom Knoten 40 über den Lichtwellenleiter 70 eine Eingangsstrahlung. Die Strahlung breitet sich zum Koppler 180a aus, wo sie in erste und zweite Komponenten geteilt wird, wobei die erste Komponente zur Datenextraktionseinheit 170a führt und die zweite Komponente mit dem Leistungsmonitor 210a gekoppelt wird sowie auch mit dem Demultiplexer 200a über den EDFA 190a. Die am Demultiplexer 200a empfangene Strahlung wird gefiltert und je nach Strahlungswellenlänge an jeweilige optische Ausgänge geleitet. Der Leistungsmonitor 210a misst die Gesamtleistung im Strahlungsausgang vom zweiten Port des Kopplers 180a, um entsprechende Leistungsdaten bereitzustellen, welche er an die Dateneinfügeeinheit 140a weiterleitet. Die Einheit 140a fügt die Leistungsdaten in den Überwachungskanal ein, der sich im Strahlungsausgang vom ersten Knoten 20 entlang des Lichtwellenleiters 60 zum zweiten Knoten 40 befindet. Der zweite Knoten 40 stellt dabei die am ersten Knoten 20 empfangene Gesamtstrahlungsleistung fest, und sein Leistungsregler 160b vergleicht die Gesamtstrahlungsleistung mit einem vorgegebenen Leistungspegel und fährt mit der Erzeugung eines Fehlersignals fort, um sein Dämpfungsglied 120b derart einzustellen, dass die am ersten Knoten 20 gemessene Gesamtleistung auf den vorgegebenen Leistungspegel stabilisiert wird. Die erste Strahlungskomponente vom Koppler 180a wird zur Datenextraktionseinheit 170a geführt, welche eine Überwachungsinformation aus dieser extrahiert, die vom zweiten Knoten 40 zugeführt wurde und sich auf die Gesamtleistung der dort von dem ersten Knoten 20 empfangenen Strahlung bezieht, die vom Leistungsmonitor 210b gemessen wurde. Die Gesamtleistungsinformation wird von der Extraktionseinheit 170a zum Leistungsregler 160a geleitet, der auch die Strahlungsleistungsinformation von der Anordnung 150a empfängt. Die Leistungsinformation von der Anordnung 150a wird vom Leistungsregler 160a zum Setzen einer geeigneten Dämpfung für das Dämpfungsglied 120a verwendet, z.B. je nach der Anzahl optischer Eingänge des Multiplexers 100a, der die Strahlung empfängt und somit aktiv ist. Der Leistungsregler 160a bildet einen Teil einer Rückkopplungsschleife und erzeugt ein Fehlersignal zum Anpassen der vom Dämpfungsglied 120a bereitgestellten Dämpfung, um die an dem zweiten Knoten 40 empfangene Gesamtleistung der Strahlung auf einem vorbestimmten Leistungspegel zu halten. In einem ersten Betriebszustand kann der vorbestimmte Leistungspegel konstant gehalten werden, ungeachtet der Anzahl aktiver Kanäle, vorausgesetzt, dass mindestens ein Kanal aktiv ist. Alternativ kann in einem zweiten Betriebszustand der vorbestimmte Leistungspegel variabel gestaltet werden, als eine Linearfunktion der Anzahl aktiver Eingänge zum Multiplexer 100a, um die Strahlungsleistung pro aktivem Kanal im Wesentlichen konstant zu halten, z.B. innerhalb eines Fehlerspielraumes von 6 dB.
Es ist bevorzugt, dass bis zu N Eingangsstrahlungssignale, die an den Knoten 20, 40 empfangen werden, vor Ihrer Eingabe in die Multiplexer 100a, 100b jeweils leitungsentzerrt werden. Eine derartige Entzerrung ist notwendig, um die EDFAs 110a, 110b zu umgehen, welche die Strahlung bestimmter Kanäle mit verhältnismäßig größerer Leistungsfähigkeit verstärken. Falls erforderlich, können in den Knoten 20, 40 optische Leistungseinpegelungseinheiten enthalten und so konfiguriert sein, dass sie den Multiplexern 100a, 100b vorgeschaltet sind.
In einer abgewandelten Version der Knoten 20, 40 können die EDFAs 110a, 110b so modifiziert sein, dass sie eine variable Verstärkungsfunktion bereitstellen, wodurch die Notwendigkeit umgangen wird, die Dämpfungsglieder 120a, 120b vorzusehen, so dass dadurch die Knoten 20, 40 vereinfacht werden. Eine von den EDFAs 110a, 110b bereitgestellte Verstärkung kann beispielsweise von den Leistungsreglern 160a, 160b gesteuert werden, indem die den EDFAs 110a, 110b zugeführte Pumpleistung angepasst wird. Ferner können die EDFAs 190a 190b zur weiteren Vereinfachung der Knoten 20, 40 weggelassen werden, vorausgesetzt, dass für die Demultiplexer 200a, 200b ausreichende Strahlungsleistung empfangen wird, um an deren optischen Ausgangsports genügend Strahlungsleistung abzugeben.
Eine Leistungsregelungsrückkopplungsschleife, die teilweise vom Leistungsregler 160a im Knoten 20 gebildet ist, ist so angeordnet, dass sie eine relativ lange Zeitkonstante aufweist, z.B. größer als eine Sekunde. Eine derartige relativ lange Zeitkonstante wird gewählt, um zu versuchen, das Auftreten einer vorübergehenden Überreichweite in der Rückkopplungsschleife zu vermeiden. Die meisten Änderungen in der Strahlungsleistung, die an den Knoten 20, 40 voneinander erhalten wird, entstehen, anders als beim vorsätzlichen Einfügen und Entfernen von Kanälen, als Resultat von Änderungen der Umgebungstemperatur, die allmählich auftreten, z.B. über eine Zeitdauer von Minuten. Somit wirken die Knoten 20, 40 ausgleichend bei sich variierenden Leistungsverlusten, die entlang der Lichtwellenleiter 60, 70 auftreten, sowie bei Schwankungen in der von den EDFAs 110a, 110b bereitgestellten optischen Verstärkung.
Wie oben beschrieben, arbeiten die Knoten 20, 40 in einem ersten Betriebszustand normalerweise dahingehend, dass sie die empfangene Strahlungsleistung auf einer vorbestimmten Leistungsgrenze halten. Alternativ kann in einem zweiten Betriebszustand der oben erwähnte vorbestimmte Pegel für jeden der Knoten 20, 40 variabel gestaltet sein, je nach der Anzahl aktiver Kanäle, die zwischen den Knoten 20, 40 übertragen werden. Die Leistungsregler 160a, 160b sind in der Lage, die Anzahl aktiver Kanäle aus einer Leistungsinformation zu bestimmen, die dort von den Detektoranordnungen 150a bzw. 150b empfangen wird. Liegen keine aktiven Eingänge vor, die die Eingangsstrahlung zu den Multiplexern 100a, 100b übertragen, so können ihre jeweiligen Leistungsregler 160a 160b so ausgestaltet sein, dass sie an ihren zugeordneten Dämpfungsgliedern 120a, 120b eine relativ hohe Dämpfung anlegen, z.B. in der Größenordnung von –35 dB und mindestens größer als –20 dB, um so zu verhindern, dass die Dämpfungsglieder 120a, 120b auf eine Minimaldämpfung gesetzt werden und deshalb optisches Rauschen in die Lichtwellenleiter 60, 70 einkoppeln. Der erste Betriebszustand stellt sicher, dass die EDFAs 110a, 110b mit einer nominell konstanten abgegebenen Leistung arbeiten. Der zweite Betriebszustand stellt sicher, dass die Strahlung, die jedem WDM-Kanal zugeordnet ist, der durch die Lichtwellenleiter 60, 70 übertragen wird, eine nominell konstante Leistung aufweist.
Die vorliegende Erfindung kann in gegenüber der in 1 gezeigten alternativen Ausführungsformen implementiert werden. In 2 ist ein Teil eines mit 300 bezeichneten Kommunikationssystems gezeigt, wobei der Teil 300 einen ersten und zweiten Knoten umfasst. Der erste Knoten ist mit 310 bezeichnet und ist innerhalb einer punktierten Linie 320 enthalten. Der zweite Knoten ist mit 330 bezeichnet und ist innerhalb einer punktierten Linie 340 enthalten. Der erste Knoten 310 ist mit dem zweiten Knoten 330 über einen Lichtwellenleiter 350 zum Übertragen von Kommunikationsverkehr vom ersten Knoten 310 an den zweiten Knoten 330 verbunden. Der zweite Knoten 330 ist gleichermaßen mit dem ersten Knoten 310 über einen Lichtwellenleiter 360 verbunden.
Die in den Knoten 310, 330 enthaltenen Einzelteile zur Verwendung bei der gegenseitigen Kommunikation entlang den Lichtwellenleitern 350, 360 sind identisch und ähnlich aufgebaut. Diese Teile werden im folgenden beschrieben, wobei sich die Verwendung einer Kennzeichnung „a" auf ein Bauteil im ersten Knoten 310 bezieht, während sich eine Kennzeichnung „b" auf ein Bauteil im zweiten Knoten 330 bezieht.
Die Einzelteile und deren Zusammenschaltung soll nun für den ersten Knoten 310 erläutert werden. Ähnliche Einzelteile sowie die Zusammenschaltung beziehen sich auf den zweiten Knoten 330.
Der erste Knoten 310 enthält einen optischen Multiplexer 400a, umfassend N optische Eingangsports zum Empfangen von bis zu N Eingangsstrahlungssignalen sowie einen optischen Ausgang, der über einen EDFA 410a mit einem optischen Eingangsport eines optischen Dämpfungsgliedes 420a verbunden ist. Ein optischer Ausgangsport des Dämpfungsgliedes 420a ist mit einem ersten Eingangsport eines optischen Kopplers 430a gekoppelt. Der Kopplers 430a umfasst einen zweiten Eingangsport, welcher mit einem optischen Ausgangsport einer Dateneinfügeeinheit 440a gekoppelt ist. Neben ihrer Verbindung mit dem Multiplexer 440a werden die N Eingangsports auch zu einer optischen Detektoranordnung 450a geführt, wobei jeder Port seinen entsprechenden Detektor in der Anordnung 450a hat. Elektrische Messausgänge von der Anordnung 450a sind mit elektrischen Eingängen der Überwachungskanaleinfügeeinheit 440a gekoppelt.
Der erste Knoten 310 enthält ferner einen optische Demultiplexer 460a, umfassend N optische Ausgangsports sowie einen optischen Eingangsport, der mit einem optischen Ausgangsport eines EDFA 470a gekoppelt ist. Der EDFA 470a schließt einen optischen Eingangsport ein, welcher mit einem ersten Ausgangsport eines mit 480a bezeichneten optischen Kopplers verbunden ist. Ein zweiter Ausgangsport des Kopplers 480a ist mit einem optischen Eingangsport eines Leistungsmonitors 490a gekoppelt. Ein Eingangsport des Kopplers 480a ist mit einem ersten Ausgangsport eines optischen Kopplers 500a verbunden. Ein zweiter Ausgangsport des Kopplers 500a ist mit einem optischen Eingangsport einer Datenextraktionseinheit 510a gekoppelt. Schließlich ist ein Eingangsport des Kopplers 500a mit dem Lichtwellenleiter 360 verbunden.
Der erste Knoten 310 umfasst zusätzlich einen Leistungsregler 520a, der zum Empfangen von Leistungsüberwachungsausgangsdaten vom Leistungsmonitor 490a sowie einem Signalpräsenzausgang von der Datenextraktionseinheit 510a verbunden ist. Ein elektrischer Ausgang vom Leistungsregler 520a ist mit einem elektrischen Eingang der Dateneinfügeeinheit 440a verbunden. Die Datenextraktionseinheit 510a enthält schließlich einen ersten Signalpräsenzausgang, der mit einem elektrischen Eingang des Leistungsreglers verbunden ist, und enthält ebenfalls einen zweiten Ausgang, der mit einem Steuereingang des Dämpfungsgliedes 420a gekoppelt ist.
Die Wirkungsweise der Knoten 310, 330 soll nun anhand einer allgemeinen Übersicht erläutert werden.
Der erste Knoten 310 empfängt bis zu N optischer Strahlungssignale am Multiplexer 400a und multiplexiert sie, um eine erste zusammengesetzte Strahlung bereitzustellen, die anschließend vom EDFA 410a verstärkt wird. Die verstärkte zusammengesetzte Strahlung wird an das Dämpfungsglied 420a ausgebreitet, der sie steuerbar dämpft, um eine entsprechende erste Ausgangsstrahlung bereitzustellen, die durch den Koppler 430a an den Lichtwellenleiter 350 geleitet wird. Die erste Ausgangsstrahlung breitet sich an den zweiten Knoten 330 aus und wird an dessen Koppler 500b empfangen. Der Koppler 500b lenkt einen Teil der an ihm empfangenen Strahlung an die Datenextraktionseinheit 510b um und einen weiteren Teil über den Koppler 480b an den Leistungsmonitor 490b sowie an den EDFA 470b. Der EDFA 470b verstärkt die an ihm vom Koppler 480b empfangene Strahlung und gibt eine entsprechende verstärkte Strahlung an den Demultiplexer 460b aus. Der Demultiplexer 460b filtert die an ihm vom EDFA 470b empfangene Strahlung und trennt dabei Strahlungskomponenten gemäß ihrer Wellenlänge an zugehörige N optische Ausgänge heraus.
Die über den Lichtwellenleiter 350 am Knoten 330 empfangene Strahlung wird durch den Koppler 480b an den Leistungsmonitor 490b umgelenkt, der die an ihm empfangene Leistung misst und entsprechende leistungsangebende Daten erzeugt. Die leistungsangebenden Daten werden anschließend an den Leistungsregler 520b geleitet. Der Leistungsregler 520b wirkt als Teil einer Rückkopplungsschleife zum Steuern der von dem Dämpfungsglied 420a bereitgestellten Dämpfung, um die vom Leistungsmonitor 490b gemessene Strahlungsleistung auf einen vorbestimmten Pegel zu stabilisieren. Der Leistungsregler 520b gibt Fehlerdaten aus, um die vom Dämpfungsglied 420a bereitgestellte Dämpfung anzupassen, wobei die Fehlerdaten zur Überwachungskanaldateneinfügeeinheit 440b geleitet werden, die die Fehlerdaten in einen Überwachungskanal einfügen, der der zweiten Ausgangsstrahlung zugeordnet ist, die vom zweiten Knoten in den Lichtwellenleiter 360 emittiert wird. Die zweite Strahlung breitet sich an den ersten Knoten 310 aus, und ein Teil der Strahlung wird über den Koppler 500a mit der Überwachungskanaldateneinfügeeinheit 510a gekoppelt, welche die im Leistungsregler 520b erzeugten Fehlerdaten isoliert und sie an den Steuereingang des Dämpfungsgliedes 420a leitet.
Die Detektoranordnung 450a überwacht die Strahlungsleistung in den Strahlungssignalen, die in den Multiplexer 400a eingegeben werden, und leitet entsprechende strahlungsleistungsangebende Daten an die Dateneinfügeeinheit 440a weiter, welche die leistungsanzeigenden Daten in einem geeigneten digitalen Format auf die erste Ausgangsstrahlung abgibt, die sich zum zweiten Knoten 330 ausbreitet, z.B. über den Überwachungskanal. Die leistungsangebenden Daten werden in den Knoten 310, 330 zur Bestimmen benutzt, welche der N Eingänge zum Multiplexer 400a aktiv sind. Die leistungsangebenden Daten werden am zweiten Knoten 330 von der Datenextraktionseinheit 510b abgerufen; die Daten werden an den Leistungsregler 520b zur Verwendung in diesem für die Berechnung entsprechender Fehlerdaten übertragen, um die durch das Dämpfungsglied 420a bereitzustellende Dämpfung zu bestimmen, damit ein vorbestimmter Strahlungsleistungspegel wie vom Leistungsmonitor 490b überwacht erhalten werden kann.
In ähnlicher Weise wie bei den Knoten 20, 40 in einem ersten Betriebszustand kann der vorbestimmte Leistungspegel von den Leistungsreglern 520a, 520b auf einem konstanten Pegel gehalten werden, ungeachtet der Anzahl aktiver Eingänge zu den Multiplexern 400a, 400b. Alternativ kann in einem zweiten Betriebszustand der vorbestimmte Leistungspegel als eine lineare Funktion der Anzahl aktiver Eingänge, die von den Detektoranordnungen 450a, 450b bestimmt wurde, variiert werden. Der erste Betriebszustand stellt sicher, dass die EDFAs 410a, 410b mit einer nominell konstanten Leistung arbeiten, während der zweite Betriebszustand sicherstellt, dass die Strahlungsleistung pro WDM-Kanal, der durch die Lichtwellenleiter 350, 360 übertragen wird, nominell konstant ist. Sind keine der Eingangsports zu den Multiplexern 400a, 400b aktiv, so können deren zugehörige Leistungsregler 520b bzw. 520a ihre zugehörigen Dämpfungsglieder 420a, 420b derart setzen, dass ein relativ hohe Dämpfung bereitgestellt wird, z.B. in der Größenordnung von –35 dB und mindestens größer als –20 dB. Eine derart hohe Dämpfung verhindert, dass die Dämpfungsglieder 420a, 420b, die ansonsten von ihren Rückkopplungsschleifen gesetzt werden, eine minimale Dämpfung vorsehen, was zu einem beträchtlichen optischen Rauschen führt, das in die Lichtwellenleiter 350, 360 eingekoppelt wird.
Ein solches optisches Rauschen kann beispielsweise zu einer Erhöhung der Bitfehlerrate des Systemkommunikationsverkehrs führen.
Aus dem Vorgenannten geht hervor, dass sowohl in den Knoten 20, 40 als auch den Knoten 310, 330 eine Leistungssteuerung durch Stabilisieren der empfangenen Strahlungsleistung mittels Rückkopplungsschleifen und durch Weglassen von Eingangsdämpfungsgliedern erreicht wird, um sicherzustellen, dass nur eine notwendige Menge von Strahlungsleistung an die Wellenleiter 60, 70, 350, 360 abgegeben wird, wodurch eine Beschränkung auf die in den Wellenleitern auftretenden optischen Nichtlinearitäten stattfindet. Es zeigt sich ein Schwellenpegel der Strahlungsleistung, unterhalb welchem die Wirksamkeit des Systems aufgrund einer Verminderung der an die Wellenleiter 60, 70, 350, 360 abgegebenen Strahlungsleistung nicht verbessert wird. Weitere Faktoren, z.B.
Polarisationsmodendispersion oder chromatische Dispersion, auf dem Schwellenpegel beginnen damit, die Wirksamkeit des Systems zu dominieren. Im Vergleich hierzu ist es gängige Praxis, so viel Leistung wie möglich in die Wellenleiter zu emittieren, und dann überschüssige Leistung an Stellen des Strahlungsempfangs abzuführen. Eine derartige Vorgehensweise führt zum Auftreten von größeren Nichtlinearitäten der Lichtwellenleiter als notwendig.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass Abwandlungen in bezug auf die Knoten 20, 40, 310, 330 vorgenommen werden können, ohne dabei vom Umgang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können ein oder mehrere Dämpfungsglieder 120a, 120b, 420a, 420b als ein Mehrkanaldämpfungsglied ausgeführt sein, der eine unabhängige Dämpfungsanpassung für jeden WDM-Kanal erlaubt, durch den sich die Strahlung ausbreitet. Diesbezüglich können ein oder mehrere der Leistungsmonitore 210a, 210b, 490a, 490b derart abgewandelt sein, dass sie die Strahlungsleistung messen, die in jedem WDM-Kanal, der an diesen empfangen wird, vorliegt. Eine derartige Abwandlung ermöglicht es den in den Knoten 20, 40, 310, 330 vorgesehenen Rückkopplungsschleifen nicht nur, die optischen Nichtlinearitäten in den Lichtwellenleitern 60, 70, 350, 360 zu reduzieren, sondern auch eine Leistungseinpegelungsfunktion bereitzustellen. Die Leistungseinpegelungsfunktion kann genutzt werden, um die in den aktiven Kanälen vorliegende Leistung im Wesentlichen jeweils zu entzerren. Entzerrung wird definiert als eine wechselseitige Leistungsdifferenz von jeweils weniger als 6 dB zwischen den aktiven Kanälen. Eine derartige Leistungseinpegelung umgeht das Auftreten einer Leistungsanhebung auf bestimmte, herausragendere Kanäle in den EDFAs 190a, 190b, 470a, 470b. Ferner kompensiert die Leistungseinpegelung jegliche wellenlängenabhängige Dämpfungseffekte, die in den Lichtwellenleitern 60, 70, 350, 360 auftreten können
Hinsichtlich N, d.h. der Anzahl von Eingangsports zu den Multiplexern 100a, 100b, 400a, 400b und auch der Anzahl von Ausgangsports der Demultiplexer 200a, 200b, 460a, 460b, liegt N vorzugsweise in einem Bereich von 8 bis 128, um die Knoten 20, 40, 310, 330 kompatibel mit künftigen optischen Kommunikationssystemen zu gestalten.
Die Knoten 20, 40, 310, 330, können einen Teil eines optischen Kommunikationssystems bilden, wobei die Knoten 20, 40, 310, 330 als Cross-Connects und Add/Drop-Multiplexer wirken.

Claims

Verfahren zur Leistungssteuerung in einem optischen Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplex – WDM)-Kommunikationssystem, wobei das WDM-System eine Vielzahl von Knoten umfasst, die durch eine optische Wellenleitungseinrichtung zum Führen von Kommunikationsverkehr, der zwischen den Knoten eine Strahlung trägt, zusammengekoppelt sind, wobei die Strahlung in eine Vielzahl von Kanälen mit jeweils unterschiedlichen Wellenbändern wellenlängenmultiplexiert ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Regeln der Leistung des die Strahlung tragenden Kommunikationsverkehrs am ersten Knoten durch Verwendung einer Leistungsregelungseinrichtung zur Bereitstellung einer optischen Ausgangsstrahlung; Übertragen der optischen Ausgangsstrahlung durch die Wellenleitungseinrichtung an einen zweiten Knoten des Systems, Messen der Strahlungsleistung von an dem zweiten Knoten empfangener Strahlung zur Erzeugung entsprechender leistungsangebender Daten; Erzeugen von Fehlerdaten zum Regeln der an dem zweiten Knoten gemessenen optischen Ausgangsstrahlung auf einen vorbestimmten Leistungspegel; und Steuern der an dem zweiten Knoten auf dem vorbestimmten Pegel empfangenen Leistung durch Steuern der Leistung der optischen Ausgangsstrahlung an dem ersten Knoten als Antwort auf die Fehlerdaten.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Übermitteln mindestens einer der leistungsangebenden Daten und der Fehlerdaten an den ersten Knoten.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend das Übermitteln dieser Daten in einem WDM-Überwachungskanal.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend das Bestimmen der Anzahl von aktiven wellenlängenmultiplexierten Kanälen, die in dem Kommunikationsverkehr vorliegen, der die Strahlung trägt.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Ändern des vorbestimmten Pegels als Antwort auf die Anzahl aktiver Kanäle.
Verfahren nach Anspruch 5, umfassend das Ändern des vorbestimmten Pegels im Wesentlichen als eine lineare Funktion der Anzahl von aktiven Kanälen, so dass im Betrieb die Strahlungsleistung pro aktivem Kanal am zweiten Knoten im Wesentlichen konstant aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Aufrechterhalten des Leistungspegels auf einem im Wesentlichen konstanten Wert, wenn einer oder mehr Kanäle in der Ausgangsstrahlung als aktiv bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, umfassend das Setzen der Regeleinrichtung auf eine Dämpfung größer als –20 dB, wenn keiner der Kanäle als aktiv bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, umfassend das Übermitteln der Anzahl aktiver Kanäle an den zweiten Knoten.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend das Übermitteln der Anzahl aktiver Kanäle in einem Überwachungskanal, der den Kanälen zugeordnet ist, die den Kommunikationsverkehr tragen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regeleinrichtung für die unabhängige Dämpfung von Strahlung jedes Kanals ausgestaltet ist, und umfassend das Messen von Strahlungsleistung für jeden an dem zweiten Knoten empfangenen Kanal sowie das unabhängige Steuern der Dämpfung jedes Kanals an dem ersten Knoten, um die in den aktiven Kanälen vorliegende Strahlungsleistung im Wesentlichen zu entzerren.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regeleinrichtung durch einen optischen Verstärker bereitgestellt wird, dessen Vorwärtsverstärkung durch die Fehlerdaten steuerbar ist, die dem Verstärker zugeführte optische Pumpleistung modulieren.
Optisches Wellenlängenmultiplex-(wavelength division multiplex – WDM)-Kommunikationssystem (10:300), umfassend eine Vielzahl von Knoten (20, 40:310, 330), die durch eine optische Wellenleitungseinrichtung (60, 70:350, 360) zum Führen von Kommunikationsverkehr, der zwischen den Knoten eine Strahlung trägt, zusammengekoppelt sind, wobei die Strahlung in eine Vielzahl von Kanälen mit jeweils unterschiedlichen Wellenbändern wellenlängenmultiplexiert ist, gekennzeichnet ist durch: eine Leistungsregelungseinrichtung (120:420) zum Regeln von Strahlungsleistung des die Strahlung tragenden Kommunikationsverkehrs am ersten Knoten (20:310) zur Erzeugung entsprechender Ausgangsstrahlung; eine Emissionseinrichtung an dem ersten Knoten zum Emittieren der Ausgangsstrahlung in die Wellenleitungseinrichtung zur Weiterleitung an einen zweiten Knoten (40:330) des Systems; eine Strahlungsleistungsmesseinrichtung (210:490) zum Messen von Strahlungsleistung von an dem zweiten Knoten (40:330) empfangener Strahlung und zur Erzeugung entsprechender leistungsangebender Daten; sowie eine Steuereinrichtung (160:520) zum Erzeugen von Fehlerdaten zum Regeln der an dem zweiten Knoten gemessenen optischen Ausgangsstrahlung auf einen vorbestimmten Pegel und Steuern der an dem zweiten Knoten empfangenen Strahlungsleistung auf einen vorbestimmten Pegel durch Steuern der Leistung der optischen Ausgangsstrahlung als Antwort auf die Fehlerdaten.
System nach Anspruch 13, umfassend eine Einrichtung (440:140) zum Übermitteln mindestens einer der Fehlerdaten und der leistungsangebenden Daten an den ersten Knoten (20, 40:310, 330).
System nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung (160) am ersten Knoten (20) angeordnet ist und die leistungsangebenden Daten an den ersten Knoten (310) übermittelt werden.
System nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung (520) am zweiten Knoten (330) angeordnet ist und die Fehlerdaten an den ersten Knoten (310) übermittelt werden.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, umfassend das Übermitteln dieser Daten in einem WDM-Überwachungskanal.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der erste Knoten (20:310) eine Überwachungseinrichtung (150:450) zum Bestimmen der Anzahl von aktiven wellenlängenmultiplexierten Kanälen umfasst, die in dem Kommunikationsverkehr vorliegen, der die Strahlung trägt.
System nach Anspruch 18, weiterhin umfassend das Ändern des vorbestimmten Pegels als Antwort auf die Anzahl aktiver Kanäle.
System nach Anspruch 19, wobei die Steuereinrichtung (160:520) ausgestaltet ist zum Ändern des vorbestimmten Pegels im Wesentlichen als eine lineare Funktion der Anzahl von aktiven Kanälen, so dass im Betrieb die Strahlungsleistung pro aktivem Kanal am zweiten Knoten im Wesentlichen konstant bleibt.
System nach Anspruch 18, wobei die Steuereinrichtung (160:520) ausgestaltet ist, den vorbestimmten Leistungspegels im Wesentlichen konstanten zu halten, wenn einer oder mehr Kanäle in der Ausgangsstrahlung als aktiv bestimmt werden.
System nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Steuereinrichtung (160:520) ausgestaltet ist zum Setzen der Regeleinrichtung (120:420) auf eine Dämpfung größer als –20 dB, wenn keiner der Kanäle aktiv ist.
System nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Steuereinrichtung (520) am zweiten Knoten (330) angeordnet ist, und weiterhin umfassend eine Einrichtung (440) zum Übermitteln der Anzahl aktiver Kanäle an den zweiten Knoten (330).
System nach Anspruch 23, wobei die Anzahl aktiver Kanäle an den zweiten Knoten in einem WDM-Überwachungskanal übermittelt wird, der den Kanälen zugeordnet ist, die den Kommunikationsverkehr tragen.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei die Regeleinrichtung (120:420) für die unabhängige Regelung von Strahlungsleistung der jedem Kanal zugeordneten Strahlung ausgestaltet ist, und die Überwachungseinrichtung (210:490) zur Überwachung von Strahlungsleistung jedes Kanals, die an dem zweiten Knoten empfangen wird, ausgestaltet ist, und wobei die Steuereinrichtung zur individuellen Einstellung der Strahlungsleistung jedes Kanals an dem ersten Knoten ausgestaltet ist, um die Strahlungsleistung der aktiven Kanäle im Wesentlichen jeweils zu entzerren.
System nach Anspruch 25, wobei die aktiven Kanäle in der Strahlungsleistung auf innerhalb 6 dB jeweils entzerrt werden.