DE60301549T2

DE60301549T2 - Optischer Raman-Verstärker und Verfahren zur Pumpmodulation

Info

Publication number: DE60301549T2
Application number: DE60301549T
Authority: DE
Inventors: Catherine Martinelli; Dominique Mongardien
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: EP1469621B1; US7116470B2; ATE304247T1; US20040201881A1; DE60301549D1; EP1469621A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Raman-Verstärker und spezieller auf einen Raman-Verstärker zur Verstärkung von Signalen (S₁, S₂, ..., S_n) mit den Wellenlängen λ_S1, λ_S2, ... λ_Sn, der einen optischen Pfad, Pumpquellen (P₁, P₂, ..., P_N) zur Erzeugung einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen (λ₁, λ₂, ..., λ_N) zum Rückwärts-Pumpen sowie Mittel zur Kopplung (2₁ , 2₂ , ..., 2_N ) der Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in den optischen Pfad enthält, worin die Vielzahl optischer Raman-Pumpsignale durch Multiplex-Steuerungsmittel (4₁ , 4₂ , ..., 4_N ) zeitlich gemultiplext wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Zeitmultiplexen einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in einem Verstärker.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Optische Raman-Verstärker sind wichtige Komponenten von optischen Kommunikationssystemen. Kommunikationssysteme mit optischen Fasern beginnen, ihr hohes Potential für die schnelle Übertragung von sehr großen Informationsmengen zu erreichen. Im Wesentlichen enthält ein System mit optischen Fasern eine Quelle von optischen Signalen, die Informationen enthalten, eine Übertragungsleitung aus einer optischen Faser zur Übertragung der optischen Signale und einen Empfänger zur Erkennung der optischen Signale und zur Demodulation der von ihnen übertragenen Informationen. Die Signale liegen typischerweise in einem Wellenlängenbereich vor, der für die Übertragung in Quarzglasfasern vorzuziehen ist, und enthalten vorzugsweise eine Vielzahl von Kanälen unterschiedlicher Wellenlänge innerhalb des Bereichs.
Obwohl bei der Verringerung der Dämpfung optischer Fasern beträchtliche Fortschritte erzielt wurden, werden die durch sie übertragenen Signale durch die sich aufsummierenden und kombinierten Effekte von Absorption und Streuung gedämpft. Folglich ist für eine Übertragung über große Entfernungen eine regelmäßige Verstärkung erforderlich.
Ein Verfahren der optischen Verstärkung nutzt die Verstärkung durch den Raman-Effekt. Bei der Verstärkung durch den Raman-Effekt wird Licht, das sich in einem Medium ausbreitet, durch das Vorhandensein von Pumplicht einer kleineren Wellenlänge verstärkt, das sich im selben Medium ausbreitet. Das Verstärkungs-Spektrum einer Quarzglasfaser, die durch eine monochromatische Raman-Pumpe gepumpt wird, zeigt eine maximale Verstärkung, wenn das zu verstärkende Signal eine Frequenz hat, die ungefähr 13 THz kleiner ist als die Frequenz der Raman-Pumpe. Die Frequenz-(oder Wellenlängen-)Differenz zwischen der Pumpe und der Frequenz (oder der Wellenlänge) der maximalen Verstärkung wird oft als Stokes-Verschiebung bezeichnet, und das verstärkte Signal wird als die Stokes-Welle bezeichnet. Die Verwendung einer Pumpe, die gegenüber den Signalen um ungefähr eine Stokes-Verschiebung (1/2 der Stokes-Verschiebung bis 3/2 der Verschiebung) verstimmt ist, wird als Stokes-Pumpen erster Ordnung bezeichnet.
Es wurde auch beobachtet, dass die Verstärkung beträchtlich größer ist, wenn das Signal und die Pumpe gleich polarisiert sind. Die Polarisationsempfindlichkeit kann beseitigt werden, wenn die Pumpe depolarisiert ist, die Polarisation verwürfelt wird oder aus zwei gleich starken Pumpen besteht, deren Polarisation gemultiplext wird.
Raman-Verstärker können als verteilte oder diskrete Verstärker kategorisiert werden. Bei verteilten Verstärkern wird die Übertragungsfaser selbst als Verstärkungs-Medium benutzt. Bei diskreten Verstärkern wird eine getrennte Faser, die typischerweise für die Raman-Verstärkung optimiert ist, als Verstärkungs-Faser verwendet. Obwohl die Verstärkungs-Faser eines diskreten Verstärkers mehrere Kilometer lang sein kann, wird sie normalerweise an einem Ort aufgewickelt und nicht zur Übertragung von Information von einem Ort zum anderen verwendet. Der Begriff "Raman-Verstärker", wie er hier benutzt wird, bezieht sich sowohl auf die Pumpe als auch auf das Verstärkungs-Medium.
Eine Schwierigkeit bei herkömmlichen Raman-Verstärkern ist, dass sie typischerweise entscheidend von leistungsempfindlichen Bauelementen hinter der Pumpe (in Abwärtsrichtung) abhängig sind. Oft nutzen Raman-Pumpquellen eine Vielzahl von Quellen, um eine Pumpe erster Ordnung mit hoher Leistung (> 100 mW) aufzubauen, und eine Komponente zum sofortigen Multiplexen in Abwärtsrichtung, um die Ausgangssignale in eine Pumpe mit einer großen Bandbreite mit ebenem Verlauf zusammenzufassen. In typischen Verstärkern wird die Pumpleistung durch eine Anordnung von Halbleiter-Pumplasern hoher Leistung erzeugt, auf die Wellenlängen-Multiplexer folgen. Das Problem mit diesen Verstärkern ist die schädliche Interaktion der verschiedenen Pumpquellen-Wellenlängen, die sich entlang der Faser ausbreiten.
Mit dem kürzlichen Aufkommen des dichten WDM und der kommerziellen Verfügbarkeit von Halbleiter-Pumplasern mit mehreren hundert mW Ausgangsleitung wird der Einsatz von Raman-Verstärkern eine gute Möglichkeit. Die Raman-Verstärkung wird heute eingesetzt, um Rausch- und Nichtlinearitäts-Probleme zu beseitigen und das Verstärkungsband entsprechend der verfügbaren Pump-Bänder anzupassen.
In EP 1 148 666 wird ein Verfahren zum Pumpen eines Raman-Verstärkers offen gelegt. Das Verfahren umfasst das Zeitmultiplexen von kombinierten Pump-Wellenlängen, um eine breite Raman-Verstärkung zu erreichen und die Interaktion verschiedener Pumpquellen zu vermeiden. Dieses Multiplexverfahren erzeugt ein ebenes Verstärkungs-Spektrum. In EP 1 148 666 wird die Modulationsfrequenz, die benötigt wird, um das Signal unbeeinflusst zu lassen, mit einigen MHz angegeben.
Wenn keine weiteren Vorkehrungen getroffen werden, tritt jedoch eine drastische Erhöhung des Rauschens durch doppelte Rayleigh-Streuung (Double Rayleigh Scattering, DRS) auf. Da das Rayleigh-Rauschen sich zwischen dem ersten und zweiten Rückstreuen in der Tat zusammen mit dem Pumpsignal ausbreitet, erfährt es starke Änderungen der Verstärkung in einem dB-Maßstab. Als Folge davon ist der Mittelwert des DRS-Rauschens bei einer modulierten Pumpe wesentlich größer als bei einer kontinuierlichen Pumpe, welche dieselbe Ein-Aus-Verstärkung ergeben würde.
Um das Problem zu lösen, muss eine Pumpen-Modulation realisiert werden, ohne das DRS-Rauschen zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Problem der Vermeidung des Anstiegs der doppelten Rayleigh-Streuung wird dadurch gelöst, dass Bedingungen für das Zeitmultiplexen der Raman-Pumpsignale spezifiziert werden.
Die Lösung zur Vermeidung eines Anstiegs der DRS ist es, die Verstärkungsänderungen des Rauschens, welches sich zusammen mit dem Raman-Pumpsignal in der Faser ausbreitet, zu minimieren. Die Lösungen sind:

– Erhöhung der Modulationsfrequenz über die Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Modulation und/oder
– Reduktion der Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Modulation, die eine Funktion des Fasermaterials selbst ist.

Ohne spezielle Bedingungen lohnt sich das Verfahren der Pump-Modulation nicht.
Die Lösung wird mit einem Raman-Verstärker realisiert, der einen optischen Pfad, Pumpquellen zur Erzeugung einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen und Mittel zur Kopplung der Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in den optischen Pfad enthält, worin die Vielzahl optischer Raman-Pumpsignale durch Multiplex-Steuerungsmittel zeitlich gemultiplext wird und wobei die Steuerungsmittel eine Modulationsfrequenz über der Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Modulation anlegen.
In einer anderen Umgebung wird der Raman-Verstärker mit einem optischen Pfad mit reduzierter Eckfrequenz realisiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Vorteile, die Art und die verschiedenen zusätzlichen Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher, wenn man die illustrativen Ausführungen betrachtet, die nun in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden. In den Zeichnungen:
Zeigt 1 schematisch eine erste Ausführung eines Raman-Verstärkers, bei dem Pumpen mit Zeitmultiplex verwendet werden.
Ist 2 eine Simulation der Modulationstiefe der Raman-Verstärkung.
Ist 3 eine Simulation, die den Anstieg der DRS zeigt, wenn die Pumpen-Modulation mit zu geringer Frequenz betrieben wird.
Zeigt 4 eine Kurve für einen Raman-Verstärker mit 6 Pump-Wellenlängen
Zeigen 5 bis 7 verschiedene Zeitmultiplex-Methoden.
Zeigen 8 bis 10 die Verstärkung des Rauschens über der Zeit für verschiedene Zeitmultiplex-Methoden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Anzahl von Lasern mit fester Wellenlänge 4(1) ... 4(N), die optisch zusammen gemultiplext werden, aber zu getrennten Zeiten arbeiten, indem geeignet gepulste Ansteuerströme benutzt werden, die durch Spannungs-Steuerungs-Schalter 5(1) ... 5(N) bewirkt werden. Optische Signale 1, die das optische System 6 durchlaufen, enthalten das kombinierte, sich entgegengesetzt ausbreitende Raman-Pumpsignal 3, das durch Kombination der Ausgangssignale der Pumplaser 2(1) bis 2(N) erzeugt wird, die durch die Koppler 2(1) bis 2(N) in das optische System 6 eingekoppelt werden.
Ohne spezielle Spezifikationen hat die Pump-Modulation schädliche Folgen. Der schlimmstmögliche Fall tritt für ein Signal auf, das von einer einzigen Pumpe des Zeitmultiplex verstärkt wird (d.h. das nicht von der Verstärkung der anderen Pumpen des Multiplex profitiert) und wenn diese Pumpe mit einem Extinktionsverhältnis von 100 moduliert wird. In 3 haben wir Simulationen für ein in diesem Fall auftretendes Signal durchgeführt. In diesem Beispiel wird eine 100 km lange Strecke einer Standard-Einmoden-Faser (SMF) betrachtet, wobei die Pumpe, die das Signal verstärkt, mit 50% Tastverhältnis und mit einer Frequenz moduliert wird, die zu klein ist, um eine komplette Modulations-Übertragung von der Pumpe auf das (relativ zur Pumpe) mitlaufende Rayleigh-Rauschen zu verhindern. Der Anstieg des DRS für eine auf dieses Signal angewendete Raman-Ein-Aus-Verstärkung von 17 dB erreicht zwischen dem kontinuierlichen und dem modulierten Pump-Verfahren 8 dB. In einem Beispiel mit einem typischen hybriden Raman-Erbium-Verstärkungsverfahren wird das integrierte Signal-DRS-Schwebungsrauschen vergleichbar mit dem integrierten Signal-ASE-(Amplified Stimulated Emission)-Schwebungsrauschen. Somit bewirkt die Pumpen-Modulation eine Verschlechterung des optischen Signal-Rauschverhältnisses (OSNR) um ungefähr 3 dB.
Es folgt die Demonstration und die Definition, was wir als "Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpen-zu-Signal-Modulation" betrachten.
Betrachten wir eine Pumpe, die zeitmoduliert ist, und die Leistung dieser Raman-Pumpe ist: PP(t) = pPmay(1 + sin(2πft))
Für eine lange Faser ändert sich die aufsummierte Verstärkung am Ende der Ausbreitung einer Welle, die mit der Pumpe mitläuft, wie folgt mit der Zeit:
wobei
α_P ist der Faser-Dämpfungskoeffizient bei der Pump-Wellenlänge, und V_S und V_P sind die Gruppengeschwindigkeiten des Signals bzw. der Pumpe.
Als Folge ist die Modulationstiefe der aufsummierten Verstärkung stark abhängig vom Verhältnis
Für kleine Werte von
wird die Modulation der Pumpe vollständig auf die Verstärkung der Welle, die sich mit der Pumpe mit ausbreitet, übertragen. Eine Rechteck-Modulation, die eine mittlere Verstärkung eines Signals, das der Pumpe entgegenläuft, von 10 dB ergibt (d.h. × 10), wird für jedes kleine Rauschen, das mit der Pumpe mitläuft, die Hälfte der Zeit eine Verstärkung von 20 dB und die Hälfte der Zeit eine Verstärkung von 0 dB ergeben. Folglich wird dieses kleine Rauschen verstärkt, im Mittel um den Faktor (100 + 1)/2 ≈ 50, statt × 10 im Fall des kontinuierlichen Pumpens.
ist eine entscheidende Bedingung, um eine beträchtliche Verringerung der Modulationstiefe der aufsummierten Verstärkung zu bekommen. 2 zeigt das Ergebnis der Berechnung. Der Einfluss der Modulationsfrequenz auf das Verstärkungsverhalten kann aus diesem Grafen abgeleitet werden.
Es wird gezeigt, dass die Menge
ein entscheidender Wert in der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Modulation ist. Die Erfindung stellt die Bedingung, dass dieser Wert größer als Eins sein muss. Das entspricht der Aussage, dass die Modulationsfrequenz f größer als das sein muss, was wir die Eckfrequenz f_C nennen:
Das bedeutet, dass die Erfindung entweder die Modulationsfrequenz oder die Charakteristik der Faser-Dispersion optimiert.
Zum Beispiel wird bei einer SMF typischerweise:
und α_P = 0,06/km. Gemäß unserer Bedingung muss die Modulationsfrequenz f größer als ungefähr 7 MHz sein.
Die Lösung eignet sich auch dazu, das Rauschen zu begrenzen, das sich durch die Rückwärts-ASE ergibt, die durch Rayleigh-Streuung zurückgestreut wird.
Ein Experiment hat den Anstieg der DRS bei einer Modulation von 1 MHz und relativ geringer Dispersion bewiesen, d.h. ohne zusätzliche Spezifikationen gemäß der Erfindung. Simulationen ermöglichen die Bestimmung der Reduktion des Rauschens, das durch eine Modulation mit hoher Frequenz oder hohem Walk-off erwartet wird.
Als Beispiel wird ein Verstärker mit 6 Pumpen P_i mit i = 1 bis 6 gemäß 4 beschrieben. Die Signale S_k mit k = 1 bis N liegen zum Beispiel zwischen 1525 nm und 1560 nm. Wenn die Pumpen im Zeitmultiplex betrieben werden (d.h. mit der Zeit wechseln), so dass sie sich nicht gleichzeitig in der Faser ausbreiten, werden sie nicht interagieren. Dann wird die Gesamt-Ein-Aus- Raman-Verstärkung (in dB) des speziellen Signals S_k auf einfache Weise ausgedrückt: Gesamtverstärkung (Sk) = 10/ln(10)·[Cr(λP1, λSk)·PP1·LeffP1 + Cr(λP2, λSk)·PP2·LeffP2 + ... + Cr(λP6, λSk)·PP6·LeffP6]wobei
Cr der Raman-Wirkungsgrad der Faser ist,
P_Pi der zeitliche Mittelwert der Pumpleistung Pi ist und
Leff_Pi = (1 – exp(– α_PiL))/α_Pi (L ist die Länge der Faser, die den Verstärker bildet, α_Pi ist die Dämpfung der Faser bei der Wellenlänge der Pumpe Pi).
Um den Verstärker mit einer definierten Verstärkungskurve zu konstruieren, werden die Pump-Wellenlängen λ_P1, λ_P2, ..., λ_P6 gewählt. Dann müssen entsprechend der Form der Raman-Verstärkung die mittleren Pumpleistungen P_P1, P_P2, ..., P_P6 festgelegt werden.
Das Signal S_k läuft bezogen auf die Pumpe in entgegengesetzter Richtung.
Mit diesen zeitlichen Mittelwerten der Pumpleistung kann man damit beginnen, die Intensität der Pumpen entsprechend der Kombinationen zu modulieren, die man wünscht, ohne die Signalverstärkung zu beeinflussen, vorausgesetzt, die Modulationsfrequenz ist größer als einige hundert kHz. Im Folgenden werden drei Beispiele für Zeitmultiplex der Pumpen dieses speziellen Verstärkers diskutiert. Die drei Zeitmultiplex-Methoden werden in 5, 6 und 7 beschrieben.
Die Erfindung gibt weitere Spezifikationen zur Durchführung der Pumpen-Modulation, ohne dass eine Erhöhung der DRS auf einem der verstärkten Signale auftritt. Die Lösung hiefür ist, eine Wiederholungs-Kombination jeder Pumpe zu wählen, die hohe Verstärkungsschwankungen für ein Rauschen verhindert, das dieselbe Wellenlänge hat wie eines der Signale, das sich mit der Pumpe ausbreitet. Präziser ausgedrückt wird ein Rauschen, das sich mit der Pumpe ausbreitet, alle Änderungen der Verstärkung erfahren, die mit den Änderungen der Pumpe verbunden sind, wenn diese Änderungen bei einer Frequenz auftreten, die unter der Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation liegt.
8, 9 und 10 zeigen die Verstärkung, die auf das Rauschen übertragen wurde, das sich mit der Pumpe bei der Wellenlänge 1560 nm ausbreitet, für die drei Beispiele der Kombinationen für Pumpen-TDM gemäß 5, 6 und 7.
Eine erste notwendige Bedingung für die Begrenzung des Anstiegs des DRS-Rauschens ist, dass die Frequenz der Pumpen-TDM, die gleich 1/Zeitschlitz ist (5), größer ist als die Eckfrequenz der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation (diese Bedingung ist besonders geeignet für den Fall des Pumpen-TDM-Musters von 6, siehe 9). Wichtiger als die Frequenz der Pumpen-TDM ist in der Erfindung, ob die Frequenz, bei der die Pumpen das betrachtete Signal verstärken, vorhanden ist oder nicht (siehe 5 und 8). Eine Bedingung der Erfindung, die präziser ist, ist dass die Zeitdauer, die in 8 bzw. 9 durch den fettgedruckten Pfeil dargestellt wird, kleiner als 1/f_C ist. Die Bedingung ist auch, dass die durch die fettgedruckten Pfeile dargestellten Dauern in 10 kleiner als 1/f_C sind.
Für jede Signal-Wellenlänge λ_Sk trennen wir die Pumpen in zwei Gruppen: Die Pumpen, deren Menge 10/ln(10)·Cr(λ_Pi, λ_Sk)·P_Pi·Leff_Pi gleich einer beträchtlichen Verstärkung des Signals S_k ist und die Pumpen, deren Menge 10/ln(10)·Cr(λ_Pi, λ_Sk)·P_Pi·Leff_Pi gleich einer vernachlässigbaren Verstärkung des Signals S_k ist.
Die einzuhaltende Bedingung ist: Die Zeitdauer, mit der die erste Gruppe von Pumpen mit der zweiten Gruppe von Pumpen abwechselt, muss kleiner als 1/f_C sein. Das bedeutet, dass die Zeit, die ein Muster "Eine oder mehrere Pumpen der ersten Gruppe – eine oder mehrere Pumpen der zweiten Gruppe" bis zum Anstieg einer Pumpe der ersten Gruppe benötigt, kleiner als 1/f_C sein muss. Auf die gleiche Weise muss die Zeit, die ein Muster "Eine oder mehrere Pumpen der zweiten Gruppe – eine oder mehrere Pumpen der ersten Gruppe" bis zum Anstieg einer Pumpe der zweiten Gruppe benötigt, kleiner als 1/f_C sein, Die Bedingung muss für jede Signal-Wellenlänge λ_Sk erfüllt sein.
Um den Anstieg der DSR komplett zu vermeiden, wird die Frequenz der Pumpen-TDM oder die Frequenz, mit der die Pumpen, die eine beträchtliche Verstärkung bewirken, und die Pumpen, die keine beträchtliche Verstärkung des Signals bewirken, umgeschaltet werden, in einer bevorzugten Ausführung sogar zehnmal größer als f_C gewählt.
Man beachte, dass in dem Beispiel ein Signal bei 1530 nm zum Beispiel von allen Pumpen des Multiplex beträchtlich verstärkt wird, so dass für die dieses Signal betreffende Pumpen-Modulationsfrequenz keine Bedingung erforderlich ist.
1

V Supply = Spannungsversorgung
Time = Zeit

2

Modulation depth of Gonoff_dB = Modulationstiefe von Gonoff_dB
Ratio b/p = Verhältnis b/p

3

Continuous = kontinuierlich
Modulated = moduliert
On-off gain (dB) = Ein-Aus-Verstärkung (dB)

4

Pumps = Pumpen
On-off gain (dB) = Ein-/Aus-Verstärkung (dB)
Total gain = Gesamtverstärkung
Gain from P1 = Verstärkung von P1

5

Time slot = Zeitschlitz
Pattern period of the pump TDM = Periodendauer der Pumpen-TDM
Time = Zeit

6

Pattern period of the pump TDM = Periodendauer der Pumpen-TDM
Time = Zeit

7

Pattern period of the pump TDM = Periodendauer der Pumpen-TDM
Time = Zeit

8

Gain of a noise that co-propagates with the pump (dB) = Verstärkung eines Rauschens, das sich in gleicher Richtung wie das Pumpsignal ausbreitet (dB)
Pattern period of the Pump TDM = Periodendauer der Pumpen-TDM
Time = Zeit

9

10

Claims

Ein Raman-Verstärker zur Verstärkung von Signalen (S₁, S₂, ..., S_n) mit den Wellenlängen λ_S1, λ_S2, ..., λ_Sn, der einen optischen Pfad, Pumpquellen (P₁, P₂, ..., P_N) zur Erzeugung einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen (λ₁, λ₂, ..., λ_N) zum Rückwärts-Pumpen sowie Mittel zur Kopplung (2₁ , 2₂ , ..., 2_N ) der Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in den optischen Pfad enthält, worin die Vielzahl optischer Raman-Pumpsignale durch Multiplex-Steuerungsmittel (4₁ , 4₂ , ..., 4_N ) zeitlich gemultiplext wird dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmultiplex-Frequenz größer als die minimale Eckfrequenz f_C der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation unter den Übertragungsfunktionen der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulationen ist, welche die Signale (S₁, S₂, ..., S_n) und die Pumpen (P₁, P₂, ..., P_N) zur Folge haben:
wobei V_Sj und V_Pi die Gruppengeschwindigkeiten des Signals S_j und des Raman-Pumpsignals P_i sind, und α_Pi die Dämpfung der Faser bei der Pump-Wellenlänge λ_Pi ist.
Ein Raman-Verstärker zur Verstärkung von Signalen (S₁, S₂, ..., S_n) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsquellen die Pumpen zeitlich multiplexen, so dass die Pumpen, welche ein Signal Sk beträchtlich verstärken, und die Pumpen, die das Signal Sk nicht beträchtlich verstärken, zeitlich mit einer Frequenz abwechseln, die größer als die minimale Eckfrequenz f_C der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation unter den Übertragungsfunktionen der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulationen ist, welche die Signale Sk und die Pumpen (P₁, P₂, ..., P_N), welche beträchtlich verstärken, zur Folge haben:
wobei V_Sk und V_Pi die Gruppengeschwindigkeiten des Signals Sk und des Raman-Pumpsignals P_i sind, und α_Pi die Dämpfung der Faser bei der Pump-Wellenlänge λ_Pi ist.
Raman-Verstärker gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-Mittel die Pumpen zeitlich multiplexen, so dass die Pumpen, welche ein Signal Sk beträchtlich verstärken, und die Pumpen, die das Signal Sk nicht beträchtlich verstärken, zeitlich mit einer Frequenz abwechseln, die größer als die maximale Eckfrequenz f_C der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation unter den Übertragungsfunktionen der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulationen ist, welche die Signale Sk und die Pumpen (P₁, P₂, ..., P_N), welche beträchtlich verstärken, zur Folge haben:
Raman-Verstärker gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-Mittel die Pumpen zeitlich multiplexen, so dass die für Sk ausgedrückten Bedingungen für alle Signale Sk, k = 1 bis n, erfüllt sind.
Raman-Verstärker gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-Mittel die Pumpen zeitlich multiplexen, so dass die für ausgedrückten Bedingungen für alle Signale Sk, k = 1 bis n, erfüllt sind.
Ein Raman-Verstärker gemäß Anspruch 1 bis 5 mit einer Faser, worin diese Faser eine reduzierte Eckfrequenz der Übertragungsfunktionen der sich mit ausbreitenden Modulation hat.
Verfahren zum Zeitmultiplexen einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in einem Verstärker zur Verstärkung von Signalen (S₁, S₂, ..., S_n) mit den Wellenlängen λ_S1. λ_S2, ..., λ_Sn, der einen optischen Pfad, Pumpquellen (P₁, P₂, ..., P_N) zur Erzeugung einer Vielzahl von Raman-Pumpsignalen (λ₁, λ₂, ..., λ_N) zum Rückwärts-Pumpen sowie Mittel zur Kopplung (2₁ , 2₂ , ..., 2_N ) der Vielzahl von Raman-Pumpsignalen in den optischen Pfad enthält, worin die Vielzahl optischer Raman-Pumpsignale durch Multiplex-Steuerungsmittel (4₁ , 4₂ , ..., 4_N ) zeitlich gemultiplext wird, gekennzeichnet durch den Schritt: Zeitliches Multiplexen der Pumpen, so dass die Zeitmultiplex-Frequenz größer als die minimale Eckfrequenz f_C der Übertragungsfunktion der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulation unter den Übertragungsfunktionen der sich mit ausbreitenden Pumpe-zu-Signal-Modulationen ist, welche die Signale (S₁, S₂, ..., S_n) und die Pumpen (P₁, P₂, ..., P_N) zur Folge haben:
wobei V_Sj und V_Pi die Gruppengeschwindigkeiten des Signals S_j und des Raman-Pumpsignals P_i sind und α_Pi die Dämpfung der Faser bei der Pump-Wellenlänge λ_Pi ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, das folgenden Schritt umfasst: Zeitliches Multiplexen der Pumpen, so dass keines der Rauschsignale bei der Wellenlänge λ_S1 und λ_S2 und ... λ_SN, das sich mit der Pumpe ausbreitet, hohe zeitliche Änderungen der Verstärkung erfährt.