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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Übertragungssysteme und insbesondere auf
einen Lichtleitfaserverstärker,
der zur Verstärkung
optischer Signale zwischen einem optischen Sender und einem optischen
Empfänger
angeordnet ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Um
eine größere Anforderung
an die Übertragung
einer großen
Datenmenge in optischen Übertragungssystemen
zu befriedigen, sind optische Wellenlängenteilungsmultiplexier-(WDM-) Übertragungssysteme
eingeführt
worden, um die Übertragungskapazität zu erhöhen. Eine
solche Erhöhung der Übertragungskapazität kann erzielt
werden, indem man die Anzahl der zu übertragenden Kanäle erhöht oder
die Datenübertragungsrate
steigert. Gegenwärtig
liegt die auf dem Markt verfügbare
Datenübertragungsrate
zwischen 2,5 Gb/s und 10 Gb/s. Um eine höhere Datenübertragungsrate zu erzielen, sind
viele Forschungsanstrengungen übernommen worden.
In optischen WDM-Übertragungssystemen werden
mehrere Kanäle
entsprechend den jeweiligen Ausbreitungsmoden über ein Verbindungsmedium,
das ist eine Lichtleitfaser, übertragen.
Jeder durch die Lichtleitfaser übertragene
Kanal wird jedoch proportional zur Laufentfernung gedämpft. Um dieses
Problem zu lösen,
ist ein Lichtleitfaserverstärker
in der Lichtleitfaser installiert, um den gedämpften Kanal zu verstärken. Indessen
werden bei einer Übertragungsrate
von 10 Gb/s oder mehr Dispersionseffekte merklich gesteigert. Als
solche werden dispersionskompensierte Fasern ebenfalls verwendet,
um die während
einer Übertragungsprozedur auftretende
Dispersion zu kompensieren.
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1 ist
eine Ansicht, die den Aufbau eines konventionellen Lichtleitfaserverstärkers zeigt
(siehe auch EP-A-0 734 105). Er enthält die ersten bis vierten Isolatoren 120, 160, 180 und 220;
die ersten und zweiten Pumplichtquellen 140 und 210;
die ersten und zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 130 und 200; die ersten und zweiten Erbium-dotierten
Fasern 150 und 190; und eine Dispersion kompensierende Faser
(DCF) 170.
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Der
erste Isolator 120 ermöglicht
es einem optischen Signal, das in den Lichtleitfaserverstärker eingegeben
wird, durch diesen hindurchzugelangen, während ein optisches Signal,
das in einer Richtung empfangen wird, die entgegengesetzt zu der
des eingegebenen optischen Signals ist, abgeschnitten wird – ein optisches
Signal, das dort über
den ersten wellenlängenselektiven
Koppler 130 empfangen wird.
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Der
erste wellenlängenselektive
Koppler 130 koppelt das vom ersten Isolator 120 empfangene
optische Signal mit einem von der ersten Pumplichtquelle 140 empfangenen
Pumplicht und gibt das resultierende Signal in die erste Erbium-dotierte
Faser 150 aus.
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Die
erste Pumplichtquelle 140 pumpt die erste Erbium-dotierte
Faser 150, d.h. sie erregt Erbiumionen in der ersten Erbium-dotierten
Faser 150. Die erste Pumplichtquelle 140 kann
eine Laserdiode enthalten, die dazu eingerichtet ist, ein Pumplicht
abzugeben.
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Die
erste Erbium-dotierte Faser 150 führt einen Vorwärtspumpvorgang
durch das von der ersten Pumplichtquelle 140 über den
ersten wellenlängenselektiven
Koppler 130 empfangenen Pumplicht aus und verstärkt dadurch
das von dem ersten wellenlängenselektiven
Koppler 130 empfangene optische Signal.
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Der
zweite Isolator 160 erlaubt es einem optischen Signal,
das von der ersten Erbium-dotierten Faser 150 empfangen
wird, hindurchzugelangen, während
er ein optisches Signal abschneidet, das in einer zu dem von der
ersten Erbium-dotierten Faser 150 empfangenen optischen
Signal entgegengesetzten Richtung empfangen wird.
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Die
DCF 170 kompensiert eine Dispersion, die in dem von dem
zweiten Isolator 160 empfangenen, verstärkten optischen Signal auftritt.
Die Länge der
DCF 170 ist unter Berücksichtigung
der Übertragungsdistanz
des optischen Signals bestimmt. D.h., die DCF 170 hat eine
erhöhte
Länge,
wenn die Übertragungsdistanz
des optischen Signals erhöht
ist, was bedeutet, dass der Dispersionsgrad des optischen Signals
stärker
ist.
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Der
dritte Isolator 180 erlaubt dem von der DCF 170 empfangenen
optischen Signal den Durchgang, während das optische Signal abgeschnitten wird,
das in einer Richtung entgegengesetzt zu dem optischen Signal empfangen
wird, das von der DCF 170 empfangen wird.
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Die
zweite Erbium-dotierte Faser 190 führt einen umgekehrten Pumpvorgang
durch das Pumplicht durch, das von der zweiten Pumplichtquelle 210 über den
zweiten wellenlängenselektiven Koppler 200 empfangen
wird, wodurch das optische Signal verstärkt wird, das von dem dritten
Isolator 180 empfangen wird. Die zweite Erbium-dotierte
Faser 190 dient der Verstärkung des optischen Signals, das
beim Durchgang durch die DCF 170 in der Intensität gedämpft wurde.
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Der
zweite wellenlängenselektive
Koppler 200 gibt an die zweite Erbium-dotierte Faser 190 das optische
Signal aus, das von der zweiten Pumplichtquelle 200 empfangen
wird, während
es an den zweiten Isolator 220 das von der zweiten Erbium-dotierten Faser 190 empfangene
optische Signal abgibt.
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Der
vierte Isolator 220 erlaubt dem von dem zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 200 empfangenen Signal den Durchgang, während er
das optische Signal abschneidet, das in einer Richtung empfangen
wird, das zu dem optischen Signal entgegengesetzt ist, das von dem
zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 200 empfangen wird.
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Wie
oben beschrieben, ist der optische Verstärker von 1 mit
der DCF 170 ausgerüstet,
um die Dispersion des optischen Signals zu kompensieren. Die DCF 170 hat
eine zur Übertragungsdistanz des
optischen Signals proportionale Länge. Wenn jedoch die DCF 170 eine
vergrößerte Länge hat,
nehmen die Herstellungskosten des Lichtleitfaserverstärkers zu,
weil die DCF selbst teuer ist.
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Obgleich
das optische Signal wegen seiner Dispersion beim Durchgang durch
die DCF 170 kompensiert wird, ist darüber hinaus seine Intensität aufgrund
eines Einfügungsverlustes
der DCF 170 vermindert. Daher ist die zweite Erbium-dotierte
Faser 190 am stromabwärtigen
Ende der DCF 170 angeordnet, um das gedämpfte optische Signal zu verstärken. Außerdem ist
es notwendig, zahlreiche Elemente zusätzlich zu verwenden, wie beispielsweise
eine Pumplichtquelle zum Pumpen der zweiten Erbium-dotierten Faser 190 und
eine Vorspannschaltung zum Betreiben der Pumplichtquelle. Folglich
sind die Herstellungskosten und das Volumen des Lichtleitfaserverstärkers in
unerwünschter
Weise erhöht.
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Ein
weiterer, konventioneller, dispersionskompensierter Verstärker ist
aus dem Artikel "Compensating
Optical Balanced Reflective Amplifier" von Delavaux et al., Opt. Fiber Techn.,
Band 1, Nr. 2, Seiten 162–166
(1995) bekannt.
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ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung gibt einen Lichtleitfaserverstärker an,
der in der Lage ist, einen verbesserten Integrationsgrad zu haben,
dabei aber kostengünstig
hergestellt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie durch Anspruch 1 definiert, ist ein dispersionskompensierter
Lichtleitfaserverstärker
in einem optischen Wellenlängenteilungs-Multiplexierübertragungssystem
vorgesehen, das eine optische Sendereinheit zum Senden eines wellenlängenteilungs-multiplexierten
optischen Signals über
eine Lichtleitfaser und eine optische Empfängereinheit zum Empfangen des optischen
Signals über
die Lichtleitfaser aufweist. Der Verstärker enthält einen Zirkulator zum Ausgeben
eines elektrischen Signals, das an einem ersten Anschluss desselben
empfangen wird, der mit der Lichtleitfaser verbunden ist, an einen
zweiten Anschluss desselben, während
ein optisches Signal, das an dem zweiten Anschluss desselben empfangen
wird, an einen dritten Anschluss desselben ausgegeben wird, der
mit der Lichtleitfaser verbunden ist; einen ersten Verstärker zum
Verstärken
des optischen Signals, das von dem zweiten Anschluss des Zirkulators
empfangen wird, und eines optischen Signals, das an ihn wieder angelegt
wird, durch Verwenden einer induzierten Emission durch Pumpen erregter
Ionen; eine Dispersionskompensierfaser zum Kompensieren einer Dispersion,
die in dem optischen Signal auftritt, das von dem ersten Verstärker empfangen
wird, und eines optischen Signals, das wieder daran angelegt wird;
einen zweiten Verstärker zum
Verstärken
des optischen Signals, das von der dispersionskompensierenden Faser
empfangen wird, und eines daran wieder angelegten optischen Signals
durch Verwendung einer induzierten Emission durch Pumpen erregter
Ionen; einen Teiler, der an der disperionskompensierenden Faser
installiert und dazu eingerichtet ist, an die dispersionskompensierende
Faser ein daran angelegtes optisches Signal und ein daran wieder
angelegtes optisches Signal auszugeben, während ein Pumplicht abgegeben wird,
angelegt an ein Ende derselben und dazu eingerichtet, die ersten
und zweiten Verstärker
zu pumpen, an das andere Ende derselben, ohne es zu ermöglichen,
dass das Pumplicht durch die dispersionskompensierende Faser gelangt;
und einen Reflektor zum Rückreflektieren
eines optischen Signals, das von dem zweiten Verstärker empfangen
wird, so dass das reflektierte optische Signal nacheinander an den
zweiten Verstärker,
den Teiler, den ersten Verstärker
und den Zirkulator in dieser Reihenfolge wieder angelegt wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
derselben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen klarer.
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1 ist
eine Ansicht, die den Aufbau eines konventionellen Lichtleitfaserverstärkers zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die ein optisches WDM-Übertragungssystem zeigt, das
mit einem dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärker gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
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3 ist
eine Ansicht, die den Aufbau des dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärkers von 2 zeigt;
und
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4 ist
ein Graph, der eine Änderung
der Verstärkung
in dem in 3 gezeigten dispersionskompensierten
Lichtleitfaserverstärker
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun
werden bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird eine Vielzahl spezieller
Elemente, wie beispielsweise Bauelemente, beschrieben. Die Beschreibung
solcher Elemente ist hier nur zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung
gegeben worden. Der Fachmann erkennt, dass zahlreiche Modifikationen,
Hinzufügungen
und Substitutionen von bzw. zu den speziellen Elementen möglich sind,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den begleitenden
Ansprüchen
offenbart ist.
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2 ist
eine Darstellung, die ein optisches WDM-Übertragungssystem zeigt, das
mit einem dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärker gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Das optische Übertragungssystem
enthält
eine optische Sendeeinheit 300, eine optische Empfängereinheit 500,
eine Lichtleitfaser 400, die die optische Sendeeinheit 300 und
die optische Empfängereinheit 500 verbindet, und
einen dispersionskompensierten Verstärker 600, der in der
Lichtleitfaser 400 angeordnet ist.
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Der
optische Sender 300 enthält mehrere Sender (TXs) 310,
einen Wellenlängenteilungsmultiplexer
(Mux) 320, eine erste DCF 330 und einen Verstärker 340 mit
Erbium-dotierter Faser. Die Sender 320 geben Kanäle mit jeweils
unterschiedlichen Ausbreitungsmoden aus. Der Wellenlängenteilungsmultiplexer 320 gibt
ein optisches Signal aus, das durch Multiplexieren der von den jeweiligen
Sendern 310 empfangenen Kanäle erhalten wird. Jeder Sender 310 kann
eine Laserdiode enthalten, die dazu eingerichtet ist, ein optisches
Signal im C-Band (das von 1,525 nm bis 1,565 nm reicht) abzugeben.
Der Wellenlängenteilungsmultiplexer 320 kann
ein in einer 6 × 1
-Gruppe angeordnetes Wellenleitungsgitter enthalten. Die erste DCF 330 kompensiert
die Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt. Hier bedeutet "Dispersion" ein Spreizphänomen des
optischen Signals, das aufgrund der Tatsache auftritt, dass die
kanalbildenden optischen Signale unterschiedliche Ausbreitungsmoden
haben. Der Verstärker 340 mit Erbium-dotierter
Faser verstärkt
das optische Signal. Dieser Verstärker 340 mit Erbium-dotierter
Faser kann eine Erbium-dotierte Faser (nicht gezeigt) enthalten,
um einen Verstärkungsvorgang
auszuführen, indem
eine induzierte Emission von Erbiumionen ausgenutzt wird, eine Laserdiode
(nicht gezeigt) zum Ausgeben eines Pumplichts, das dazu eingerichtet ist,
die Erbiumionen zu erregen, und einen wellenlängenselektiven Koppler (nicht
gezeigt), um das Pumplicht der Erbium-dotierten Faser zuzuführen.
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Der
dispersionskompensierte Lichtleitfaserverstärker 600 dient der
Verstärkung
des optischen Signals, das ihm durch die Lichtleitfaser 400 zugeführt wird,
während
die Dispersion kompensiert wird, die in dem optischen Signal auftritt.
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3 ist
eine Ansicht, die den Aufbau des dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärkers 600 von 2 zeigt.
Wie in 2 gezeigt, enthält der dispersionskompensierte
Lichtleitfaserverstärker 600 einen
Zirkulator 610, einen ersten Verstärker 620, einen Teiler 660,
eine zweite DCF 680, eine zweite Erbium-dotierte Faser 700,
die als ein zweiter Verstärker
dient, und einen Reflektor 710. Die jeweiligen Funktionen
der Elemente, die den dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärker bilden,
werden zunächst
beschrieben, anschließend
wird der Laufvorgang des optischen Signals, das in den dispersionskompensierten
Lichtleitfaserverstärker
eingegeben wird, beschrieben.
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Der
Zirkulator 610 gibt ein optisches Signal ab, das in einer
Vorwärtsrichtung
läuft,
empfangen an seinem ersten Anschluss, der mit der Lichtleitfaser 440 verbunden
ist, an seinen zweiten Anschluss. Der Zirkulator 610 gibt
auch ein optisches Signal aus, das in Rückwärtsrichtung läuft, empfangen
an seinem zweiten Anschluss, an seinem dritten Anschluss, der mit
der Lichtleitfaser 400 verbunden ist. In diesem Falle haben
die optischen Signale eine Wellenlänge im C-Band, das von 1,525
nm bis 1,565 nm reicht.
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Der
erste Verstärker 620 enthält eine Pumplichtquelle 640,
einen ersten wellenlängenselektiven
Koppler 630 und eine erste Erbium-dotierte Faser 650.
Die Pumplichtquelle 640 pumpt die erste Erbium-dotierte
Faser 650 oder erregt Erbiumionen in der ersten Erbium-dotierten
Faser 650. Die erste Pumplichtquelle 640 kann
eine Laserdiode enthalten, die dazu eingerichtet ist, ein Pumplicht
mit einer Wellenlänge
von 980 nm abzugeben. Der erste wellenlängenselektive Koppler 630 koppelt
das vom zweiten Anschluss des Zirkulators 640 empfangene
optische Signal mit dem Pumplicht, das von der Pumplichtquelle 640 empfangen
wird, und gibt das resultie rende optische Signal an die erste Erbium-dotierte
Faser 650 ab. Der erste wellenlängenselektive Koppler 630 kann
einen wellenlängenselektiven Koppler
enthalten, der dazu eingerichtet ist, Wellenlängen von 980 nm und 1,580 nm
zu koppeln.
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Die
erste Erbium-dotierte Faser 650 führt einen Vorwärtspumpvorgang
durch das von der Pumplichtquelle 640 über den ersten wellenlängenselektiven
Koppler 630 empfangene Pumplicht durch und verstärkt dadurch
das optische Signal, das von dem ersten wellenlängenselektiven Koppler 630 empfangen
wird. Die erste Erbium-dotierte Faser 650 verstärkt auch
erneut das optische Signal, das vom Teiler 660 zurück empfangen
wird. Für
das optische Signal, das zur ersten Erbium-dotierten Faser 650 zurückläuft, wird
ein umgekehrter Pumpvorgang in der ersten Erbium-dotierten Faser 650 durch
das Pumplicht ausgeführt.
D.h., die Laufrichtung des optischen Signals, das an der ersten
Erbium-dotierten Faser 650 zurückempfangen wird, ist zur Laufrichtung
des Pumplichts entgegengesetzt.
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Der
Teiler 660 enthält
einen zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 670 und einen dritten wellenlängenselektiven Koppler 690.
Die zweite DCF 680 ist zwischen den zweiten und dritten
wellenlängenselektiven
Kopplern 670 und 690 angeordnet. Der zweite wellenlängenselektive
Koppler 670 bildet ein Ende des Teilers 660. Dieser
zweite wellenlängenselektive
Koppler 670 gibt das vom ersten Verstärker 620 empfangene
optische Signal an die zweite DCF 680 ab, während er
das von der zweiten DCF 680 rückwärts empfange optische Signal
wieder dem ersten Verstärker 620 zuführt. Der
zweite wellenlängenselektive
Koppler 670 gibt auch das über die erste Erbium-dotierte
Faser 650 empfangene Pumplicht an den dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 aus. Die erste Erbium-dotierte Faser 650 ist
so eingestellt, dass sie eine Verstärkung von etwa 14 dB hat, während die
zweite Erbium-dotierte Faser 700 so eingestellt ist, dass
sie eine Verstärkung
von etwa 1 dB hat. Diese Einstellungen werden getroffen, um ein Übersprechen
zu reduzieren, das zwischen dem Ausgangssignal der ersten oder zweiten
Erbium-dotierten
Faser 650 bzw. 700 und dem Ausgangssignal auftritt,
das aufgrund eines Rayleigh-Rückscatterphänomens gestört ist.
Der dritte wellenlängenselektive
Koppler 690 bildet das andere Ende des Teilers 680.
Dieser dritte wellenlängenselektive
Koppler 690 gibt das von der zweiten DCF 680 empfangene
optische Signal an die zweite Erbium-dotierte Faser 700 ab,
während
sie das von der zweiten Erbium-dotierten Faser 700 zurück empfangene
optische Signal an die zweite DCF 680 anlegt. Der dritten
wellenlängenselektive
Koppler 690 gibt auch das über den zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 670 empfangene Pumplicht an die zweite Erbium-dotierte
Faser 700 ab.
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Die
zweite DCF 680 kompensiert die Dispersion, die in dem von
dem zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 670 empfangenen optischen Signal auftritt, und
gibt das resultierende optische Signal an den dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 ab. Die zweite DCF 680 rückkompensiert
die Dispersion, die in dem optischen Signal auftritt, das von dem
dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 rückempfangen
wird, und gibt das resultierende optische Signal ab. D.h., die zweite
DCF 680 führt
den Dispersionskompensationsvorgang zweimal für ein einzelnes optisches Signal
aus. Dementsprechend kann die zweite DCF 680 eine Länge haben,
die auf die Hälfte
der Länge
reduziert ist, die erforderlich ist, um die Dispersion vollständig zu
kompensieren, die in dem optischen Signal auftritt. Wenn beispielsweise
die Übertragungsdistanz
des optischen Signals, das in die zweite DCF 680 eingegeben
wird, 80 km ist, dann kann eine DCF einer Länge von 40 km als zweite DCF 680 verwendet
werden, die einen Einfügungsverlust
von 6 dB hat.
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Die
zweite Erbium-dotierte Faser 700, die den zweiten Verstärker bildet,
führt einen
Vorwärtspumpvorgang
durch das Pumplicht aus, das über
den dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 empfangen wird, wodurch das optische Signal
verstärkt
wird, das von dem dritten wellenlängenselektiven Koppler 690 empfangen
wird. Die zweite Erbium-dotierte Faser 700 verstärkt auch
das vom Reflektor 710 rückempfangene
optische Signal nochmals. Für
das optische Signal, das von der zweiten Erbium-dotierten Faser 700 rückempfangen
wird, wird ein umgekehrter Pumpvorgang durch das Pumplicht in der
zweiten Erbium-dotierten Faser 700 ausgeführt.
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Der
Reflektor 710 reflektiert das optische Signal, das von
der zweiten Erbium-dotierten Faser 700 empfangen wird,
zurück,
so dass das reflektierte optische Signal an die zweite Erbium-dotierte Faser 700 erneut
angelegt wird. Ein Lichtleitfasergitter, das dazu eingerichtet ist,
das Licht im Wellenlängenbereich
des C-Bandes vollständig
zu reflektieren, kann als Reflektor 710 verwendet werden.
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Nun
wird der Laufvorgang des optischen Signals, das in den dispersionskompensierten
Verstärker 600 eingegeben
wird, nachfolgend erläutert.
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Das
optische Signal, das im ersten Anschluss des Zirkulators 610 eingegeben
wird, wird vom zweiten Anschluss des Zirkulators 610 ausgegeben.
Das optische Signal, das vom zweiten Anschluss des Zirkulators 610 ausgegeben
wird, wird dem ersten wellenlängenselektiven
Koppler 630 zugeführt.
Der erste wellenlängenselektive
Koppler 630 koppelt das vom zweiten Anschluss des Zirkulators 610 empfangene
optische Signal mit dem von der Pumplichtquelle 640 empfangenen
Pumplicht und gibt das resultierende optische Signal an die erste
Erbium-dotierte Faser 650 aus. Die erste Erbium-dotierte
Faser 650 führt
einen Vorwärtspumpvorgang durch
das Pumplicht durch, so dass sie das empfangene optische Signal
in Übereinstimmung
mit einer induzierten Emission von Erbiumionen verstärkt. Das verstärkte optische
Signal wird an den zweiten wellenlängenselektiven Koppler 670 angelegt.
Das durch die erste Erbium-dotierte Faser 650 laufende Pumplicht
wird auch an den zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 670 angelegt.
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Der
zweite wellenlängenselektive
Koppler 670 gibt das von der ersten Erbium-dotierten Faser 650 empfangene
optische Signal an die zweite DCF 680 ab. Der zweite wellenlängenselektive
Koppler 670 gibt das Pumplicht, das über die erste Erbium-dotierte
Faser 650 empfangen wird, auch an den dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 ab, um zu verhindern, dass das Pumplicht durch
die zweite DCF 680 gelangt.
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Die
zweite DCF 680 kompensiert eine Dispersion, die in dem
von der ersten Erbium-dotierten Faser 650 empfangenen optischen
Signal auftritt, und gibt das resultierende optische Signal an den dritten
wellenlängenselektiven
Koppler 690 ab. Der dritte wellenlängenselektive Koppler 690 koppelt
das von der zweiten DCF 680 empfangene optische Signal
mit dem von den zweiten wellenlängenselektiven Koppler 670 empfangenen
Pumplicht und gibt das resultierende optische Signal an die zweite
Erbium-dotierte Faser 700 ab.
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Die
zweite Erbium-dotierte Faser 700 führt einen Pumpvorgang durch
das über
den dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 empfangene Pumplicht aus und verstärkt dadurch
das daran empfangene optische Signal. Das verstärkte optische Signal wird dem
Reflektor 710 zugeführt.
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Der
Reflektor 710 reflektiert das von der zweiten Erbium-dotierten
Faser 700 empfangene optische Signal zurück, so dass
das reflektierte optische Signal wieder an die zweite Erbium-dotierte Faser 700 angelegt
wird. Das optische Signal wird von der zweiten Erbium-dotierten
Faser 700 nochmals verstärkt und wird über den
dritten wellenlängenselektiven
Koppler 690 erneut an die zweite DCF 680 angelegt.
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Die
zweite DCF 680 kompensiert eine Dispersion, die in dem
wieder empfangenen optischen Signal auftritt, und gibt dann das
resultierende optische Signal ab. Das disperionskompensierte optische
Signal wird über
den zweiten wellenlängenselektiven
Koppler 670 erneut an die erste Erbium-dotierte Faser 650 angelegt.
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Das
von der ersten Erbium-dotierten Faser 650 nochmals verstärkte optische
Signal wird wieder an den Zirkulator 610 über den
ersten wellenlängenselektiven
Koppler 630 angelegt, der seinerseits das wieder angelegte
optische Signal an die Lichtleitfaser 400 am dritten Anschluss
des Zirkulators 610 ausgibt.
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4 ist
ein Graph, der die Änderung
der Verstärkung
des dispersionskompensierten Lichtleitfaserverstärkers 600 von 3 zeigt.
Aus 4 kann man entnehmen, dass sich eine maximale
Verstärkung
bei einer Wellenlänge
von 1,530 nm ergibt.
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Nochmals
Bezug nehmend auf 2, das von dem dispersionskompensierten
Lichtleitfaserverstärker 600 ausgegebene
optische Signal wird über die
Lichtleitfaser 400 in die optische Empfängereinheit 500 eingegeben.
Die optische Empfängereinheit 500 enthält einen
Verstärker 510 mit
Erbium-dotierter Faser, einen Wellenlängenteilungs-Demultiplexer (Dem) 520 und
mehrere Detektoren oder Empfänger (RXs) 530.
Der Verstärker 510 mit
Erbium-dotierter Faser verstärkt
das über
die Lichtleitfaser 400 empfangene optische Signal und gibt
das verstärkte
optische Signal aus. Der Verstärker 510 mit
Erbium-dotierter Faser kann eine Erbium-dotierte Faser (nicht gezeigt)
enthalten, die dazu eingerichtet ist, eine Verstärkung auszuführen, indem
sie eine induzierte Emission von Erbiumionen ausnutzt, und enthält ferner
eine Laserdiode, die dazu eingerichtet ist, ein Pumplicht zum Erregen
der Erbiumionen abzugeben, und einen wellenlängenselektiven Koppler (nicht
gezeigt), um das Pumplicht an die Erbium-dotierte Faser anzulegen.
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Der
Wellenlängenteilungs-Demultiplexer 520 teilt
das vom zweiten Verstärker 510 mit
Erbium-dotierter
Faser empfangene optische Signal auf mehrere Kanäle mit jeweils unterschiedlichen
Ausbreitungsmoden auf. Eine 1 × 6
-Gruppe eines Wellenlängengitters
kann für
den Wellenlängenteilungs-Demultiplexer 520 verwendet
werden. Jeder der Detektoren 530 wandelt einen ihm zugeordneten
Kanal in ein elektrisches Signal um. Eine Fotodiode, die ein opto-elektrisches
Element ist, kann für
jeden Detektor 530 verwendet werden.
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Wie
sich aus der obigen Beschreibung ergibt, verwendet der Dispersions-kompensierte
optische Verstärker
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der zur Verstärkung
eines optischen Signals bei Kompensation einer im optischen Signal
auftretenden Dispersion eingerichtet ist, einen Zirkulator und einen
Reflektor, um die Länge
einer darin verwendeten DCF zu reduzieren, um dadurch seine Herstellungskosten
herabzusetzen, wobei ein höherer
Integrationsgrad erreicht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden auch zwei Verstärker
unterschiedlicher Verstärkungen
verwendet, um dadurch eine Verminderung des Übersprechens zu erreichen.
Außerdem
ist es nicht notwendig, zusätzliche Pumplichtquellen
und zusätzliche
Vorspannkreise zu verwenden, weil das Pumplicht durch Verwendung eines
wellenlängenselektiven
Kopplers wieder verwendet wird. Dementsprechend besteht ein Vorteil darin,
dass es möglich
ist, die Gesamtherstellungskosten bei Erzielung eines höheren Integrationsgrades
zu vermindern.
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Während diese
Erfindung in Verbindung mit demjenigen beschrieben worden ist, was
gegenwärtig
als die praktischste und am meisten bevorzugte Ausführungsform
angesehen wird, versteht sich doch, dass die Erfindung nicht auf
die beschriebene Ausführungsform
beschränkt
ist; im Gegenteil, sie soll zahlreiche Modifikationen innerhalb
des Umfangs der beigefügten
Ansprüche
abdecken.