DE69233049T2 - Breitbandige Laser für faseroptische Übertragungssysteme - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationssysteme mit optischen Fasern und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung nichtlinearer Wirkungen in einer optischen Faser, die zur Übermittlung von AM- oder anderen Informationssignalen verwendet wird.
  • Optische Übertragungssysteme werden momentan zur Verwendung in verschiedenen Kommunikationsanwendungen angewandt. Zum Beispiel sind nun Telefonsysteme gebräuchlich, die zur Fernübertragung von Sprach- und Datensignalen optische Fasertechnologie verwenden. Ähnlicherweise sind Kabelfernsehnetze erhältlich, bei denen optische Fasertechnologie zur Übertragung von analogen sowie digitalen Daten verwendet wird.
  • Zur Übertragung eines Informationssignals (z. B. eines Fernsehsignals) über eine optische Faser muss ein Lichtstrahl („Träger") mit dem Informationssignal moduliert werden. Der modulierte Träger wird dann über die optische Faser an einen Empfänger übertragen. Aufgrund des Zusammenwirkens des örtlichen elektrischen Felds über die Faser und des Fasermaterials zeigen auf Hochleistungsniveaus Quarzfasern nichtlineare Wirkungen vor. Diese nichtlinearen Wirkungen hängen auch von der Länge der Faser ab, wobei mit zunehmender Länge der Faser eine kumulative Leistungsabnahme stattfindet.
  • Unter den in Quarzfasern bei Hochleistungsniveaus vorgezeigten nichtlinearen Wirkungen finden sich Vierwellenmischung, Brillouin-Gewinn und Raman-Gewinn. Die Größenordnung dieses Zusammenwirkens hängt von der spektralen Dichte des angelegten Felds ab. Beim Bestimmen des Ausmaßes der nichtlinearen Wirkungen ist auch die Leistungsstärke des optischen Signals ein Faktor.
  • Unter einem Schwellen-Leistungsdichteniveau ist sehr wenig Wirkung auf die Signalübertragung zu sehen. Beginnend bei einem entscheidenden Leistungsdichteniveau, verschiebt sich die Leistung in Wellenlänge durch nichtlineare Zusammenwirkung zwischen der fortschreitenden Welle und dem Material. Da optische Fasern die Leistung auf einem kleinen Durchschnitt konzentrieren, treten die großen Felder, die erforderlich sind, um diese Wirkungen bedeutend zu machen, auf bescheidenen, absoluten Leistungsniveaus auf. Zur Fernübertragung von Signalen stellen diese nichtlinearen Wirkungen eine obere Grenze des Leistungsniveaus, das übertragen werden kann, dar. Siehe beispielsweise Y. Aoki, K. Tajima und I. Mito, „Input Power Limits of Single-mode Optical Fiber Due to Simulated Brillouin Scattering in Optical Communications Systems," IEEE Journal of Lightwave Technology, Mai 1988, S. 710–727 und Agrawal, Govind P., „Non-Linear Fiber Optics", Academic Press 1989, ISBN 0-12-045140-9. Die nichtlinearen Wirkungen bei Lichtwellenleitern sind besonders störend bei der Übertragung von amplitudenmodulierten Signalen („AM"-Signalen), wie etwa jenen, die beim herkömmlichen analogen Fernsehsignalrundfunk verwendet werden.
  • E-A-0 099 632 offfenbart einen experimentellen Aufbau zum Messen stimulierter Brillouin-Streuung und offenbart, dass stimulierte Brillouin-Streuung durch Verbreitern der optischen Linienbreite durch Modulieren des Phasenwinkels beispielsweise in Rechteckwellen- oder Sinusform unterdrückt werden kann.
  • Es wäre vorteilhaft, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung der nichtlinearen Wirkungen bei optischen Fasern zur Übertragung von Informationssignalen, wie etwa Restseitenband-AM-Fernsignale (RSB-AM- Fernsehsignale), auf Hochleistungsniveaus bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung gemäß Ansprüchen 1 bis 33 stellt ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung, einschließlich verschiedener Ausführungsformen von Lasern mit breiter Linienbreite, die optische Träger zur Verwendung bei der Übermittlung von Informationssignalen über optische Faserverbindungen ausgeben, bereit.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren nichtlinearer Wirkungen in einer optischen Faser, die zur Übermittlung von Informationssignalen, wie etwa AM-Informationsignalen, auf Hochleistungsniveaus verwendet wird, bereitgestellt. In der vom Fachmann des nichtlinearen Zusammenwirkens verwendeten herkömmlichen Terminologie werden die Termini „Pumpwellenlänge" und „Signalwellenlänge" verwendet, um das stimulierte Brillouin-Zusammenwirken zu beschreiben. Unter Verwendung dieser Terminologie spielt der Signallaser gemäß bestimmter erfindungsgemäßer Ausführungsformen die Rolle des Pumpenlasers. In derartigen Fällen fehlt der klassische Signallaser, da nicht gewünscht wird, den Brillouin-Gewinn zu verwenden, welcher die erreichbare Übertragungsentfernung begrenzen und das relative Intensitätsrauschen des Systems von 0 Hz bis hin zu Hilfsträgern, die einige Male so groß sind wie die Brillouin-Bandbreite, begrenzen würde.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Laserausgangssignal bereitgestellt. Die Linienbreite des Laserausgangssignals wird vergrößert, um ein verbreitertes optisches Signal bereitzustellen. Das optische Signal wird mit einem Informationssignal (z. B. ein AM-Signal) extern moduliert und zur Übertragung an einen Empfänger an eine optische Verbindungsfaser gekoppelt. Um die Linienbreite des Laserausgangssignals zu vergrößern, wird der Laserausgang bei einer Ausführungsform durch ein breitbandiges elektrisches Rauschen optisch moduliert. Das Rauschen kann auf dem verbreiterten optischen Signal entweder frequenzmoduliert oder phasenmoduliert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Bandbreite des Rauschens und/oder der optische Modulationsindex, der während des optischen Modulationsschritts verwendet wird, geregelt, um eine gewünschte Linienbreite für das verbreiterte optische Signal bereitzustellen.
  • Die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lichtquelle zum Bereitstellen eines optischen Trägers. Mittel zum optischen Modulieren des Trägers durch ein breitbandiges elektrisches Rauschen werden bereitgestellt. Externe Modulatormittel, die zum Empfangen eines optisch modulierten Trägers gekoppelt sind, modulieren den Träger mit einem Informationssignal. Mittel zum Koppeln des informationsmodulierten Trägers von den externen Modulatormitteln an einen optischen Übertragungsweg, wie etwa eine optische Faser, werden bereitgestellt. Die optischen Modulierungsmittel können einen optischen Frequenzmodulationsmodulator („FM"-Modulator) oder einen optischen Phasenmodulationsmodulator („PM"-Modulator) beinhalten. Die Lichtquelle kann einen Dauerstrichlaser („CW"-Laser) beinhalten.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verwendung beim Übermitteln von Information über eine optische Faser bereitgestellt. Ein Laser stellt ein Ausgangssignal mit einem Modus auf einer Frequenz v0 bereit. Mittel zum optischen Modulieren des Laserausgangassignals durch eine periodische Funktion werden bereitgestellt, um die Linienbreite des Modus zu vergrößern und dadurch ein verbreitertes optisches Signal, das im Allgemeinen um v0 zentriert ist, bereitzustellen. Die periodische Funktion weist eine Frequenz auf, die hoch genug ist, um Seitenbänder davon abzuhalten ein Informationssignal, das auf dem verbreiterten optischen Signal getragen wird, zu stören.
  • Externe Modulatormittel, die zum Empfangen des verbreiterten optischen Signals gekoppelt sind, modulieren das verbreiterte optische Signal mit einem Informationssignal. Mittel zum Koppeln des verbreiterten optischen, mit dem Informationssignal modulierten Signals von den externen Modulatormitteln an einen optischen Übertragungsweg werden bereitgestellt.
  • Die periodische Funktion, die zum Vergrößern der Linienbreite des Modus verwendet wird, kann eine Sinuswelle beinhalten. Wird die Vorrichtung bei Kabelfernsehanwendungen verwendet, wird bevorzugt, dass die Sinuswelle eine Frequenz von mindestens ungefähr 1 Gigahertz aufweist. Die optischen Modulationsmittel können einen optischen Phasenmodulator beinhalten.
  • Auf dem Stand der Technik (Hirose et al.: „Spread-Spectrum Optical Fiber Communications for Suppressing Stimulated Brillouin Scattering" Third Optoelectronics Conference, 11–13 Juli 1990, Tokio, Japan, Seiten 156A– 157A) wird eine Vorrichtung zur Verwendung beim Übermitteln von Information über eine optische Faser bereitgestellt, wobei der Laser durch eine periodische Funktion direkt moduliert wird. Der Laser stellt ein Ausgangssignal mit einem Modus auf einer Frequenz v0 bereit. Mittel zum direkten Modulieren des Lasers durch eine periodische Funktion werden bereitgestellt, um die Linienbreite des Modus zu vergrößern und dadurch ein verbreitertes optisches Signal, das im Allgemeinen um v0 zentriert ist, bereitzustellen.
  • Bei einem zum Vergrößern der Linienbreite einer Longitudinalmode eines Lasers bereitgestellten Verfahren wird ein Laserhohlraum zum Ausgeben einen optischen Signals, das eine Longitudinalmode aufweist, bereitgestellt. Ein aktives Medium wird mit einem Pumplaser gepumpt, um eine Quelle überschüssiger spontaner Emissionen auf oder nahe der Laserwellenlänge des Laserhohlraums bereitzustellen. Der Laserhohlraum wird mit einem Pumplaser gepumpt, während die überschüssige spontane Emission von dessen Quelle in den Laserhohlraum eingespeist wird, um die Linienbreite des Modus zu vergrößern. Bei einer dargestellten Ausführungsform wird der Laserhohlraum durch von dem Pumplaser über die quelle spontaner Emission empfangene Energie gepumpt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Laservorrichtung verwendet spontane Emission, um einen optischen Träger mit einer breiten Linienbreite bereitzustellen. Ein Laserhohlraum gibt ein optisches Signal mit einer Longitudinalmode aus. Ein aktives Medium, das einen an den Laserhohlraum gekoppelten Ausgang aufweist, wird zum Einspeisen spontaner Emission auf oder nahe der Wellenlänge des Modus in den Hohlraum bereitgestellt. Ein Pumplaser zum Pumpen des aktiven Mediums zum Herstellen spontaner Emission, während des gleichzeitigen Pumpens des Laserhohlraums zur Herstellung des optischen Signals, wird bereitgestellt. Auf diese Weise vergrößert die spontane Emission in dem Laserhohlraum die effektive Linienbreite des Modus.
  • Bei einer dargestellten Ausführungsform wird die spontane Emission zusammen mit dem Pumpen der Energie für den Laserhohlraum in den Laserhohlraum eingespeist. Das aktive Medium kann ein Gitter und ein Verstärkungsmedium beinhalten, die in Reihe mit dem Laserhohlraum, beispielsweise zwischen dem Pumplaser und dem Laserhohlraum, gekoppelt sind.
  • Bei einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine Laservorrichtung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einer breiten Linienbreite einen Laserhohlraum zum Ausgeben eines optischen Signals an einen ersten Port eines optischen Zirkulators. Ein Mittel spontaner Emissionen, das einen an einen zweiten Port gekoppelten Ausgang aufweist, speist spontane Emissionen über den ersten Port des optischen Zirkulators auf oder nahe der Wellenlänge einer Longitudinalmode des optischen Signals in den Laserhohlraum ein. Ein dritter Port auf dem optischen Zirkulator gibt das optische Signal mit der effektiven Linienbreite des durch die spontane Emission vergrößerten Modus aus. Der Laserhohlraum kann in einem Ringlaser mit einem ersten Ende, das an den ersten Port gekoppelt ist, und einem zweiten Ende, das an den dritten Port des optischen Zirkulators gekoppelt ist, enthalten sein. Eine derartige Vorrichtung beinhaltet ferner einen optischen Koppler, der zur Ausgabe des optischen Signals mit der vergrößerten effektiven Linienbreite an den Ringlaser gekoppelt ist.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet einen Halbleiterlaser, um ein optischen Signal auszugeben. Ein optischer Verstärker ist in Reihe mit einem Ausgang des Lasers zum Verstärken des optischen Signals gekoppelt. Der Verstärker umfasst Mittel zum Erzeugen spontaner Emissionen auf oder nahe der Wellenlänge einer Longitudinalmode des optische Signals. Der Verstärker speist die spontanen Emissionen in den Laserausgang ein. Die in den Laser eingespeisten spontanen Emissionen vergrößern die effektive Linienbreite des Modus. Optische Filtermittel können in Reihe zwischen dem Laser und dem optischen Verstärker gekoppelt werden, um mindestens eine Eigenschaft der spontanen Emissionen, die in den Laserausgang eingespeist werden, auszuwählen. Beispielsweise können die Filtermittel die Größenordnung und die spektralen Eigenschaften der spontanen Emissionen auswählen.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet einen Mikrochip oder einen Festkörperlaser, um ein Ausgangsignal mit einer breiten Linienbreite zu versehen. Der Laser spricht darauf an, Energie zur Ausgabe eines optischen Signals zu pumpen. Mittel zum Erzeugen spontaner Emissionen auf oder nahe der Wellenlänge einer Longitudinalmode des optischen Signals werden bereitgestellt. Die von den erzeugenden Mitteln ausgegebenen spontanen Emissionen werden mit der Pumpenergie zur Eingabe in den Mikrochip-Laser kombiniert. Die in den Laser eingegebenen spontanen Emissionen dienen zum Vergrößern der effektiven Linienbreite des Modus.
  • Eine Quelle spontaner Emission mit einer hohen spektralen Dichte auf einer gewünschten Wellenlänge wird ebenfalls bereitgestellt. Die Quelle beinhaltet einen optischen Wellenleiterweg, der ein Gitter und ein aktives Medium umfasst. Optische Energie wird innerhalb des optisches Wegs über das Gitter und das aktive Medium geführt. Die optische Energie erregt das aktive Medium ohne Laserstrahlung, um die spontanen Emissionen vom optischen Weg auf einer von dem Gitter aufgebaute Wellenlänge auszugeben. Das Gitter kann sich in dem aktiven Mediumsabschnitt des optischen Wegs befinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gitter ein in einer optischen Faser bereitgestelltes Lichtleitergitter und das aktive Medium beinhaltet einen mit Seltenerde dotierten Abschnitt der optischen Faser.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die breitbandiges Rauschen zum Vergrößern der Linienbreite verwendet;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die eine periodische Funktionseingabe in einen externen Modulator zum Vergrößern der Linienbreite verwendet;
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines einem System des Stands der Technik ähnlichen Systems, wobei eine periodische Funktion einen Laser zum Vergrößern der Linienbreite direkt moduliert;
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die eine Quelle spontaner Emission in Reihe mit einem Laserhohlraum zum Vergrößern der Linienbreite verwendet;
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die eine Quelle spontaner Emission über einen optischen Zirkulator an einen Laserhohlraum koppelt;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen optischen Zirkulator verwendet, um eine Quelle spontaner Emission zum Vergrößern der Linienbreite an einen Ringlaser zu koppeln;
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die eine andere Art von Ringlaser verwendet;
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen optischen Verstärker verwendet, um spontane Emissionen in einen Halbleiterlaser zum Vergrößern der Linienbreite einzuspeisen; und
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei spontane Emissionen zum Vergrößern der Linienbreite in einen Mikrochip-Laser eingegeben werden.
  • Erfindungsgemäß werden die nichtlinearen Wirkungen, die auf Hochleistungsniveaus bei einer optischen Faser aufgrund der spektralen Dichte des optischen Signals vorkommen, auf ein Niveau reduziert, das die Übertragung von AM-Übermittlungssignalen auf relativ hohen Leistungsniveaus ermöglicht. Derzeit produziert ein Hochleistungs-Festkörperlaser oder -Halbleiterlaser zur Verwendung bei Übermittlungen ein Signal in der Ordnung von ungefähr 30 Milliwatt. Die Ausgangsleistungen derartiger Laser werden sehr schnell immer größer und es wird erwartet, dass die Ausgangsleistungen in der Ordnung von ungefähr vier Watt künftig handelsüblich werden. Es wird erwartet, dass in naher Zukunft Laser mit noch höherer Leistung zu Übermittlingszwecken erhältlich sein werden.
  • Optische Hochleistungskommunikationssysteme sind vorteilhaft, da ein Signal in eine Vielzahl von Wegen (z. B. in ein Baum- und Zweig-Verteilernetz) gespalten werden kann. Außerdem ermöglicht eine hohe Leistung eine Fernübertragung der Signale, ohne dass eine Signalverstärkung benötigt wird. Dies senkt die Kosten des Kommunikationssystems. Nichtlineare Wirkungen, wie etwa Vierwellenmischung und Brillouin-Gewinn, haben Bemühungen behindert, ein kostengünstiges optisches Hochleistungskommunikationssystem für AM-Signale, wie etwa über ein Kabelfernsehnetz übertragene Fernsehsignale, bereitzustellen. Um die nichtlinearen Wirkungen für über eine optische Faser übermittelte AM-Signale mit relativ hoher Leistung zu überwinden, vergrößert die vorliegende Erfindung die effektive Linienbreite der Trägerlichtquelle (z. B. Laser), um die Wirkungen der Nichtlinearität der Faser zu reduzieren. Das Verbreitern der optischen Linienbreite reduziert die spektrale Dichte des Signals, wobei dieselbe Leistung über einen weiteren Bereich verteilt wird.
  • Die Brillouin-Gewinnschwelle, beispielweise, wird um das Verhältnis ΔvBI (ΔvB + ΔvP) reduziert, wobei ΔvP die optische Linienbreite ist (d. h. die Linienbreite des optischen Felds, das die Nichtlinearität induziert) und ΔvB die Gewinn-Bandbreite des Brillouin-Gewinns ist. Bei typischen Einmodefasern entspricht ΔvB annähernd 100 MHz. Bei einem modulierten DFB-Laser (Laser „mit verteilter Rückwirkung") liegt die effektive ΔvP in der Ordnung von 10 GHz und mehr. Wenn ein Dauerstrichlaser und ein externer Modulator als Pumplaser dienen, kann ΔvP so klein wie ein paar Kilohertz sein, je nach dem spezifischen Quellenlaser. Demgemäß können, je nach Art des verwendeten Lasers, viele ΔvP vorkommen.
  • Bei praktischen Restseitenband-AM-Systemen, die externe Modulatoren verwenden, sind annähernd 95% der optischen Leistung innerhalb von ΔvP bei v0 konzentriert, wobei v0 die optische Frequenz der nichtlinearen Pumpe ist. Bei einer typischen Einmodefaser mit einer Brillouin-Gewinn-Bandbreite von ungefähr 100 MHz, produziert ein Laser, der eine Linienbreite von zwei kHz bereitstellt, einen Gewinn von ΔvBI (ΔvB + ΔvP) ≈ 1. Bei einem DFB-Laser mit einer Linienbreite von sechs GHz beträgt der Brillouin-Gewinn ΔvBI (ΔvB + ΔvP) = 0,016. Daraus ist ersichtlich, dass der Brillouin-Gewinn für den Laser, der eine Zwei-kHz-Linienbreite aufweist, viel größer ist.
  • Erfindungsgemäß wird der Ausgang eines Halbleiter- oder Festkörperlasers mit einer schmalen Linienbreite verbreitert. Beispielsweise kann ein optisches Verbreitern durch einen optischen Winkelmodulator (z. B. Frequenz- oder Phasenmodulation), der durch ein breitbandiges elektrisches Rauschen (z. B. weißes Rauschen mit einer Bandbreite von 100 MHz bis 300 MHz) oder durch eine periodische Funktion (z. B. eine Sinuswelle) angetrieben wird, um die optische Linienbreite effektiv zu vergrößern, erzielt werden. Um die optische Linienbreite eines Ausgangssignals zu verbreitern, kann auch das Einspeisen überschüssiger spontaner Emissionen in einen Laserhohlraum verwendet werden. Wie in der in 1 gezeigten Ausführungsform dargestellt, produziert ein Dauerstrichlaser 10 ein optisches Spektrum 12 mit einer optischen Frequenz v0. Die schmale Linienbreite des Laserausgangssignals wird dadurch vergrößert, dass es mit der Eingabe breitbandigen elektrischen Rauschens in einen optischen Modulator 14 am Anschluss 16 moduliert wird. Die anfallende Ausgabe des Spektrums 18 aus dem optischen Modulator 14, weist eine im Wesentlichen vergrößerte Linienbreite Δv auf. Dieses immer noch um die optische Frequenz v0 zentrierte optische Signal dient als ein optischer Träger zur Übermittlung eines Informationssignals über eine Verbindungsfaser 24 an einen herkömmlichen Empfänger 26.
  • Um den optischen Träger mit dem Informationssignal zu modulieren, wird ein externer Modulator 20 bereitgestellt. Dieser Modulator kann beispielsweise ein elektrooptisches Gerät, wie etwa einen Mach-Zehnder-Modulator, beinhalten. Externe optische Modulatoren sind im Fach wohl bekannt. Siehe z. B. S. E. Miller, T. Li und E. A. J. Marcatili, „Research Toward Optical Fiber Transmission Systems", Proc. IEEE, Bd. 61, S. 34– 35, Dez. 1973. Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform wird ein RF-AM-Signal, wie etwa ein RSB-AM-Fernsehsignal, über den Koaxialkabeleingangsanschluss 22 in den externen Modulator 20 eingegeben. Der AM-modulierte optische Träger wird anschließend von dem Empfänger 26 über die Verbindungsfaser empfangen.
  • Der optische Modulator 14 kann entweder einen Phasenmodulator oder einen Frequenzmodulator beinhalten. Die Linienbreite der Signalausgabe vom Modulator 14 wird ausgewählt, indem die Bandbreite der elektrischen Rauschquelle und/oder des optischen Modulationsindex des optischen Modulators geregelt wird. Optische Phasenmodulatoren, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind im Handel erhältlich. Beispielsweise das PM 315 Modulator-Modell, erhältlich von Crystal Technology in Palo Alto, Kalifornien, und das IOC 1000 Modulator-Modell, erhältlich von BT&D in Wilmington, Delaware.
  • Eine Schwierigkeit bei der Verwirklichung eines reinen optischen Phasenmodulators, wie des in der Ausführungsform aus 1 dargestellten Modulators 14, besteht darin, dass der Phasenmodulator bei Rückstrahlungen als ein Fabry-Perot-Interferometer wirkt, was ungewolltes Amplitudenrauschen, d. h. relatives Intensitätsrauschen (RIN), einführt. Vor Kurzem wurde berichtet, dass ein Lithium-Niobat-Modulator eine praktisch ideale Phasenmodulation erzielen kann. S. K. Korotky et al., „High-Speed Low Power Optical Modulator with Adjustable Chirp Parameter," Integrated Photonics Research Conference, Paper TuG2, 9.–11. April 1991, Monterey, Kalifornien. Ein derartiger Modulator kann zum Vergrößern der Linienbreite unter Verwendung einer wie in 1 dargestellten breitbandigen elektrischen Rauschquelle verwendet werden. Alternativ dazu, kann ein derartiger Modulator zum Vergrößern der Linienbreite unter Verwendung einer wie in der Ausführungsform aus 2 dargestellten Sinuswelle verwendet werden.
  • Wie in 2 dargestellt, stellt ein Dauerstrichlaser 30 ein optisches Ausgangssignal bereit, das eine Longitudinalmode 31 aufweist, die durch eine von der Quelle 34 bereitgestellte periodische Funktion, wie etwa eine Sinuswelle, in einem Phasenmodulator 32 moduliert wird. Durch das Modulieren dieses Modus mit einer Sinuswelle im Phasenmodulator 32, erhöht sich die effektive Linienbreite des Modus 31, wie durch die punktierte Linie 33 dargestellt, um sich zwischen den ersten Seitenbandkomponenten der sinusförmigen Modulation zu erstrecken.
  • Wenn also die periodische Funktionseingabe in den Phasenmodulator 32 eine 1 GHz-Sinuswelle ist, verbreitert sich die effektive Linienbreite des Modus 31 so, dass sie sich von –1 GHz bis +1 GHz erstreckt. Es versteht sich für den Fachmann, dass die eigentliche Breite des Modus 31 schmal bleibt, sich seine effektive Linienbreite jedoch durch das Frequenz-Dithering, welches durch die sinusförmige Modulation ausgelöst wurde, vergrößert.
  • Die von der quelle 34 bereitgestellte periodische Funktion weist eine Frequenz auf, die hinsichtlich eines Informationssignals, das von dem optischen Signal getragen werden soll, hoch genug ist, so dass Seitenbänder der periodischen Funktion das Informationssignal nicht stören. Bei Kabelfernsehanwendungen, bei denen das Kabelspektrum von ungefähr 50 MHz bis 550 MHz reicht, kann daher beispielsweise eine Sinuswelle mit einer Frequenz in der Ordnung von 1 GHz verwendet werden, um dem Phasenmodulator 32 ein Modulierungssignal bereitzustellen.
  • Der Ausgang 33 des Phasenmodulators 32 ist an einen externen Modulator 36 gekoppelt, welcher dem Modulator 20 entspricht, der in Verbindung mit 1 beschrieben wurde. Eine Informationssignaleingabe in den externen Modulator moduliert das optische Signal zur Übertragung der Information über eine Verbindungsfaser 40 an einen Empfänger 42.
  • 3 stellt ein einem System des Stands der Technik ähnliches System dar, bei dem ein DFB-Laser 50 direkt mit einer periodischen Funktion, wie etwa eine von einer Quelle 52 bereitgestellte Sinuswelle, moduliert wird. Der DFB-Laser 50 wird auf einer Frequenz moduliert, die im Vergleich zur Videohilfsträgermodulation hoch ist. Die Modulation des DFB-Lasers verbreitert die optische Linienbreite und reduziert die Quellenkohärenz.
  • Zum Bereitstellen eines optischen Trägers für Kabelfernsehanwendungen kann eine RF-Sinuswelle von ungefähr 1 GHz verwendet werden, um den DFB-Laser 50 direkt zu modulieren. Der Ausgang des Lasers wird ein optisches Signal mit einer Longitudinalmode beinhalten, die mit einer Sinuswellenmodulation von zwischen –1 GHz und +1 GHz vor und zurück wobbelt. Anders gesagt, wird die ursprüngliche Longitudinalmode des Lasers zwischen durch die Frequenz der periodischen Eingabefunktion aufgebauten Grenzen gedithert. Die Wirkung besteht darin, dass die durchschnittliche Linienbreite breiter wird, was ein verbreitertes Ausgangssignal bereitstellt, um die Brillouin-Schwelle des Systems zu reduzieren, wodurch ein Betrieb bei höherer Leistung ermöglicht wird. Der zusätzliche Vorteil der reduzierten Kohärenzlänge dient der Reduzierung der Anfälligkeit des Systems für Schwebungsgeräuschabnahme. Die Verminderung des Schwebungsrauschens ist die interferometrische Konversion des optischen Phasenrauschens zum Intensitätsrauschen. Bei einem direkt modulierten DFB-Laser, manifestiert sich die Verminderung des Schwebungsrauschens in dem System als eine Vergrößerung des relativen Intensitätsrauschens (RIN) des Systems. Bei einem herkömmlichen extern modulierten RSB-AM-System wird die Schwebungsgeräuschabnahme als eine Zunahme im Phasenrauschen des RF-Trägers angesehen.
  • Das System aus 3 stellt wahlweise optische Verstärker 54 und 60 dar, die jeweils an den Eingangs- bzw. Ausgangsenden des externen Modulators 56 bereitgestellt werden können. Wie in den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen kann ein Modulator 56 eine Art Mach-Zehnder-Modulator beinhalten, in den ein Informationssignal über den Koaxialkabelanschluss 58 eingegeben wird. Die Information wird auf herkömmliche Weise über eine Verbindungsfaser 62 zu einem Empfänger 64 getragen.
  • Es ist auch möglich, die Linienbreite einer Longitudinalmode durch Einspeisen von überschüssiger spontaner Emission in einen Laserhohlraum zu vergrößern. In 4 bis 9 sind verschiedene Ausführungen eines derartigen Systems dargestellt. 4 stellt eine lineare Ausführungsform dar, wobei eine Erbium-Faser-Laserlinienbreite durch das Einspeisen spontaner Überschussemission in den Laserhohlraum vergrößert wird. Eine aktive Faser 74 zwischen einem Gitter 72 und einem optischen Isolator 76 erzeugt auf oder nahe der Laserstrahlungswellenlänge, die durch einen im Allgemeinen mit 80 gekennzeichneten Laserhohlraum bereitgestellt ist, überschüssige spontane Emission. Die Laserstrahlungswellenlänge ist innerhalb des Laserhohlraums durch das Gitter 78 festgelegt. Die aktive Faser 74 lasert nicht, da der Isolator 76 eine sehr niedrige Rückreflexion bereitstellt. Die sich von dem Gitter 72 zu dem Isolator 76 erstreckende Erbium-Faser stellt daher eine Quelle spontaner Emission bereit, wenn sie von einem Pumplaser 70 gepumpt wird, um spontane Emission über einen Isolator 76 in einen Laserhohlraum 80 einzuspeisen. Nicht absorbierte Pumpleistung vom Pumplaser 70 verbreitet sich auch durch den Isolator 76, um den Laserhohlraum 80 zu erregen. Die nicht absorbierte Pumpleistung pumpt den durch das Gitter 78 und den Reflektor 84 definierten Erbium-Faser-Laser. Obgleich ein derartiges Design äußerst wirksam zur Lieferung spontaner Emissionen auf Wellenlängen, die sich von der Laserwellenlänge unterscheiden, sein würde, können spontane Emissionen auf oder nahe der Laserstrahlungswellenlänge (d. h. der durch das Gitter 78 definierten Wellenlänge) bereitgestellt werden, falls das Gitter 78 so gewählt wird, dass es ein Reflexionsvermögen aufweist, das eine relativ große Menge der spontanen Emission von der Emissionenquelle durchlässt. Ein derartiges Ergebnis kann beispielsweise erzielt werden, wenn das Reflexionsvermögen des Gitters 78 in der Ordnung von 50% auf der Laserwellenlänge liegt. Die Modusauswahl innerhalb des Laserhohlraums wird durch herkömmliche Mittel 82 bereitgestellt, wie etwa der Bereitstellung eines schmalen Fabry-Perots innerhalb des Laserhohlraums. Spezifische Techniken zur Modusauswahl sind in der gemeinsam übertragenen, gleichzeitig anhängigen U.S. Patentanmeldung Eingangsnr. 07/770,762, eingereicht am 9. Oktober 1991, offenbart. Nach der Modusauswahl wird das Licht vom Laserhohlraum 80 durch einen optischen Isolator 86 zur Ausgabe an einen externen Modulator für das Informationssignal geführt.
  • Bei der Ausführungsform aus 5 wird ein optischer Zirkulator 100 verwendet, um spontane Emissionen in den Laserhohlraum zu koppeln. Im Gegensatz zur Ausführungsform aus 4, bei der derselbe Pumplaser sowohl für die Quelle spontaner Emission als auch für den Laserhohlraum verwendet wurde, werden in der Ausführungsform aus 5 getrennte Pumplaser bereitgestellt. Der Pumplaser 90 wird verwendet, um einen Faserlaser, der im Allgemeinen mit 94 gekennzeichnet ist, zu erregen. Zur Festlegung der Laserwellenlänge wird ein Gitter 92 verwendet und herkömmliche Modusauswahl-Komponenten 96 wählen eine gewünschten Longitudinalmode aus. Der Laserhohlraum erstreckt sich zwischen dem Gitter 92 und einem Reflektor 98, dessen Ausgang an einen ersten Eingabeport 102 des optischen Zirkulators 100 gekoppelt ist.
  • Ein zweiter Pumplaser 110 erregt eine im Allgemeinen mit 114 gekennzeichnete aktive Faser. Ein Gitter 112 wählt die Wellenlänge der spontanen Emission aus. Die spontanen Emissionen werden in einen zweiten Port 104 des optischen Zirkulators 100 eingegeben. Die spontanen Emissionen werden über den Zirkulator 100 an den ersten Port 102 gekoppelt, von wo aus sie über den Reflektor 98 zurück in den Laserhohlraum 94 gespeist werden, der die spontane Emissionswellenlänge durchlässt. Das anfallende verbreiterte optische Signal wird über den Port 106 des optischen Zirkulators 100 an den optischen Isolator 108 ausgegeben. Der optische Zirkulator stellt ein wirksames Verfahren zur Kopplung spontaner Emission in den Laserhohlraum bereit.
  • 6 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei ein im Allgemeinen mit 140 gekennzeichneter Ringhohlraum für den Laser verwendet wird. Der Pumplaser 120 ist zur Erregung des Laserhohlraums bereitgestellt. Die Pumpenergie ist über einen Wellenlängenmultiplexer 122 an den Ringhohlraum gekoppelt. Ein aktives Lasermedium, beispielsweise eine mit Erbium dotierte Faser 141, erstreckt sich zwischen dem Wellenlängenmultiplexer 122 und einem Modusselektor 124. Eine mit im Allgemeinen 142 gekennzeichnete Quelle spontaner Emission beinhaltet eine Länge von Erbium-Faser mit einem Gitter 144 zum Aufbau der Wellenlänge der spontanen Emission. Der Pumplaser 148 ist zum Pumpen der Erbium-Faser bereitgestellt, um die spontane Emission zu produzieren. Der Ausgang des Generators spontaner Emissionen ist über einen Port 130 an einen optischen Zirkulator 126 gekoppelt. Die spontane Emission wird über den Port 128 des optischen Zirkulators in den Laserhohlraum 140 eingespeist. Das anfallende Laserausgangssignal tritt über den Port 128 in den optischen Zirkulator 126 ein und gibt den Zirkulator über den Port 132 aus. Ein optischer Koppler 134 wird zur Ausgabe des Lasersignals über einen optischen Isolator 138 verwendet. Ein optischer Isolator 136 ist auf herkömmliche Weise innerhalb des Laserringhohlraums bereitgestellt.
  • In 7 ist eine weitere Ringlaserkonfiguration dargestellt. Bei dieser Ausführungsform pumpt der Pumplaser 150 den Laserhohlraum 156. Die Modusauswahl wird durch herkömmliche Komponenten 154 bereitgestellt. Ein optischer Zirkulator 158 empfängt von der Quelle 168 über den Port 162 spontane Emissionen. Die Quelle spontaner Emissionen umfasst einen Pumplaser 172, ein Gitter 170 und ein aktives Medium, wie etwa eine mit Erbium dotierte Faser 167. Der Laserhohlraum 156 umfasst ein aktives Medium, wie etwa die Erbium-Faser 155, zwischen dem Modenselektor 154 und dem optischen Zirkulator 158. Das von dem Laserhohlraum erzeugte optische Signal wird in den Port 160 des Zirkulators 158 zur Ausgabe über den Port 164, den optischen Koppler 152 und den optischen Isolator 166 eingegeben.
  • Spontane Emission kann auch verwendet werden, um die Linienbreite eines Halbleiterlasersignals zu verbreitern. 8 stellt eine erfindungsgemäße Ausführungsform dar, wobei spontane Emission von einem optischen Verstärker 184 in einen Halbleiterlaser 180 eingespeist wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein optionaler optischer Filter 182 bereitgestellt werden, um die Größenordnung und die spektrale Eigenschaft der in den Laser zurückgespeisten spontanen Emission auszuwählen. Das Einspeisen spontaner Emission in den Laser 180 bewirkt eine wie oben beschriebene Linienverbreiterung. Das von dem Laser produzierte optische Signal wird über einen optischen Isolator 186 ausgegeben.
  • Erfindungsgemäß können auch Festkörper- oder Microchip-Laser verwendet werden, die Seitenerde-Lasersysteme verwenden. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in 9 dargestellt. Ein Erbium-Microchip-Laser 196 ist mit Erbium-Ytterbium (Yb3+) co-dotiert, um das Pumpen des Pumplasers 190 bei 1,06 μm zu erleichtern. Die Pumpenergie ist auf herkömmliche Weise über eine Linse 194 an den Microchip-Laser 196 gekoppelt. Eine im Allgemeinen mit 206 gekennzeichnete Quelle spontaner Emission umfasst einen Pumplaser 202, ein Gitter 204 und ein aktives Medium 205, wie etwa eine Länge Erbium-Faser. Wie bei den anderen Ausführungsformen baut das Gitter 204 die Wellenlänge der spontanen Emissionen auf. Die spontanen Emissionen sind mit dem Eingang des Microchip-Lasers über einen Wellenlängenmultiplexer 192 gekoppelt.
  • Die Wellenlänge des Microchip-Lasers wird auf eine wohl bekannte Weise durch eine Beschichtung auf dem Chip und die Pumplaser-Fleckgröße geregelt. Die Eingangsfläche 195 des Lasers kann beispielsweise eine Beschichtung mit hohem Reflexionsvermögen bei 1,5 μm und hohem Übertragungsvermögen bei 1,06 μm aufweisen. In diesem Beispiel hätte die Beschichtung auf der Ausgangsseite 197 des Lasers ein hohes Reflexionsvermögen bei 1,06 μm und ein niedriges Reflexionsvermögen bei 1,5 μm. Der verbreiterte Modus vom Laser 196 wird über eine Linse 198, eine optische Faser 199 und einen optischen Isolator 200 ausgegeben.
  • Alle in den Figuren dargestellten Laserausführungsformen stellen Ausgangssignale mit weiten optischen Linienbreiten bereit. Diese Signale können vorteilhafterweise als optische Träger in Kommunikationssystemen verwendet werden, indem die Signale mit einem Informationssignal unter Verwendung eines externen Modulators, wie etwa eines Mach-Zehnder-Modulators, moduliert werden. Die Quellen weiter Linienbreite der vorliegenden Erfindung sind auf jegliches Modulationsformat anwendbar, das unter Brillouin-Gewinn leidet. Obgleich in den dargestellten Ausführungsformen Erbium-Lasersysteme verwendet werden, versteht es sich, dass die erfinderischen Konzepte auf andere Systeme angewandt werden können, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, Neodymium-Systeme. Die erfindungsgemäß bereitgestellten verbreiterten optischen Signale reduzieren die Brillouin-Schwelle der Kommunikationssysteme, was eine höhere eingespeiste Leistung und daher einen größeren optischen Leitungsplan ermöglicht. Dieser Vorteil ist besonders nützlich bei Kommunikationssystemen für Kabelfernsehanwendungen, die RSB-AM-Signale verwenden.
  • Es versteht sich nun, dass die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und Verfahren zum Reduzieren der nichtlinearen Wirkungen bei Verbindungsfasern bereitstellt, indem die optische Linienbreite des Signallasers vergrößert wird. Bei einer dargestellten Ausführungsform wird die optische Linienbreite durch das Modulieren des Laserausgangs mit breitbandigem elektrischen Rauschen unter Verwendung eines optischen Modulators vergrößert. Dies breitet die Linienbreite aus, um die Wirkungen von Fasernichtlinearitäten zu reduzieren. Derartige Nichtlinearitäten können Vierwellenmischung, Brillouin-Gewinn und Raman-Gewinn umfassen. Weitere dargestellte Ausführungsformen verwenden eine periodische Funktion, wie etwa eine Sinuswelle, um einen Laser zum Vergrößern der Linienbreite extern zu modulieren, oder das erfindungsgemäße Einspeisen spontaner Emission in den Laserhohlraum, um ein verbreitertes optisches Signal zu erzielen. Verschiedene Modulationsformate profitieren von den Quellen verbreiterter Linienbreite, einschließlich RSB-AM, FM, PM und digitaler Systeme. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind effectiv zum Reduzieren jeglicher nichtlinearer Wirkung in Fasern, die von der optischen spektralen Dichte des Pumplasers abhängt. Folglich kann eine höhere Einspeiseleistung untergebracht werden.
  • Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform beschrieben worden ist, wird der Fachmann erkennen, dass viele Modifikationen und Anpassungen daran vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Ansprüche zu verlassen.

Claims (33)

  1. Ein Verfahren zum Übermitteln optischer Signale über eine optische Faser mit reduzierten, nichtlinearen Wirkungen in der optischen Faser, das folgende Schritte beinhaltet: Bereitstellen eines Lasersignals (v0); Vergrößern der Linienbreite des Lasersignals durch Modulieren des Lasersignals, um ein verbreitertes optisches Signal (18) bereitzustellen; externes Modulieren des verbreiterten optischen Signals (18) mit einem Informationssignal (RF); und Koppeln des modulierten verbreiterten optischen Signals an eine optische Verbindungsfaser (24) zur Übertragung an einen Empfänger (26); dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersignal (v0) anschließend (14) durch eine breitbandige elektrische Rauschquelle (16) moduliert wird, die entweder Phase oder Frequenz moduliert, und dass die breitbandige elektrische Rauschquelle (16) ein Frequenzspektrum des verbreiterten optischen Signals, das als eine Frequenzlinie (18) mit einer vergrößerten Linienbreite (Δv) erscheint, erzeugt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Frequenzspektrum um eine optische Frequenz (v0) zentriert ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln der Bandbreite der Rauschquelle (16), um dem verbreiterten optischen Signal (18) eine gewünschte Linienbreite (Δv) bereitzustellen.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln des optischen Modulationsindex während des optischen Modulationsschritts, um dem verbreiterten optischen Signal (18) eine gewünschte Linienbreite bereitzustellen.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, das folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln der Bandbreite des Rauschens in Verbindung mit dem optischen Modulationsindex, um eine gewünschte Linienbreite für das verbreiterte optische Signal (18) bereitzustellen.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Rauschquelle (16) weißes Rauschen erzeugt.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Rauschen der Rauschquelle eine Bandbreite von ungefähr 100 MHz bis ungefähr 300 MHz aufweist.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Informationssignal ein AM-Signal ist.
  9. Eine Vorrichtung zum Übermitteln optischer Signale über eine optische Faser, die Folgendes beinhaltet: eine Lichtquelle (10) zum Bereitstellen eines optischen Trägers (v0); Mittel zum Modulieren (14) des Trägers, um einen verbreiterten optischen Träger (Δv) bereitzustellen; externe Modulatormittel (20), die zum Empfangen des verbreiterten optischen Trägers (Δv) gekoppelt sind, um den verbreiterten Träger (Δv) mit einem Informationssignal (RF) zu modulieren; und Mittel zum Koppeln des mit dem Informationssignal modulierten verbreiterten Trägers von den externen Modulatormitteln an einen optischen Übertragungsweg (24); dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Modulieren (14) angepasst sind, um den optischen Träger extern zu Modulieren, indem entweder Phase oder Frequenz moduliert werden, das die Mittel zum Modulieren (14) mit einer breitbandigen elektrischen Rauschquelle (16) verbunden sind, um den Träger zu modulieren und dass die breitbandige elektrische Rauschquelle (16) angepasst ist, um ein Frequenzspektrum des verbreiterten optischen Signals, das als Frequenzlinie (18) mit einer vergrößerten Linienbreite (Δv) erscheint, zu erzeugen.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Frequenzspektrum um eine optische Frequenz (v0) zentriert ist.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Lichtquelle (10) einen Dauerstrichlaser beinhaltet.
  12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die breitbandige Rauschquelle (16) weißes Rauschen erzeugt.
  13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Rauschquelle eine Bandbreite von ungefähr 100 MHz bis ungefähr 300 MHz aufweist.
  14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Informationssignal ein AM-Signal ist.
  15. Vorrichtung zur Verwendung beim Übermitteln von Informationen über eine optische Faser, die Folgendes beinhaltet: eine optische quelle, die ein verbreitertes optisches Signal (33) erzeugt; externe Modulatormittel (36), die zum Empfangen des verbreiterten optischen Signals gekoppelt sind, um das verbreiterte optische Signal mit einem Informationssignal zu modulieren; und Mittel zum Koppeln des mit dem Informationssignal modulierten verbreiterten optischen Signals von den externen Modulatormitteln an einen optischen Übertragungsweg, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Quelle Folgendes beinhaltet: einen Laser (30) zum Bereitstellen eines Ausgangssignals (31) mit einem Modus auf einer Frequenz (v0); einen externen optischen Modulator (32), der entweder Phase oder Frequenz des Ausgangssignals des Lasers durch eine periodische Funktion (34) moduliert, um die Linienbreite des Modus zu vergrößern und dadurch ein verbreitertes optisches Signal, das im Allgemeinen um v0 zentriert ist, bereitzustellen, wobei die periodische Funktion eine Frequenz aufweist, die hoch genug ist, um Seitenbänder davon abzuhalten, ein Informationssignal, das auf dem verbreiterten optischen Signal getragen wird, zu stören.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die periodische Funktion eine Sinuswelle ist.
  17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Sinuswelle eine Frequenz von mindestens ungefähr einem Gigahertz aufweist.
  18. Ein Verfahren zum Übermitteln optischer Signale über eine optische Faser mit reduzierten, nichtlinearen Wirkungen in der optischen Faser, die folgende Schritte beinhaltet: Bereitstellen eines Lasersignals (v0); Vergrößern der Linienbreite des Lasersignals durch Modulieren des Lasersignals, um ein verbreitertes optisches Signal (Δv) bereitzustellen; externes Modulieren des verbreiterten optischen Signals (18) mit einem Informationssignal (RF); und Koppeln des modulierten verbreiterten optischen Signals mit einer optischen Verbindungsfaser (24) zur Übertragung an einen Empfänger (26); dadurch gekennzeichnet, dass das verbreiterte optische Signal (18) durch externes Dithern der Frequenz und Reduzieren der Kohärenzlänge zum Verbreitern der Linienbreite des Lasersignals erzeugt wird.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das verbreiterte optische Signal ein Frequenzspektrum aufweist, das um eine optische Frequenz (v0) zentriert ist.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei der Schritt des Vergrößerns der Linienbreite den Schritt des optischen Modulierens des Lasersignals durch eine breitbandige elektrische Rauschquelle (16) beinhaltet.
  21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, die folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln der Bandbreite der Rauschquelle, um eine gewünschte Linienbreite für das verbreiterte optische Signal bereitzustellen.
  22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, das folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln des optischen Modulationsindex während des optischen Modulationsschrittes, um dem verbreiterten optischen Signal eine gewünschte Linienbreite bereitzustellen.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 22, das folgenden weiteren Schritt beinhaltet: Regeln der Bandbreite der Rauschquelle (16) in Verbindung mit dem optischen Modulationsindex, um dem verbreiterten optischen Signal eine gewünschte Linienbreite bereitzustellen.
  24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Rauschquelle weißes Rauschen erzeugt.
  25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die Rauschquelle eine Bandbreite von ungefähr 100 MHz bis ungefähr 300 MHz aufweist.
  26. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei das Informationssignal ein AM-Signal ist.
  27. Vorrichtung zum Übermitteln optischer Signale über eine optische Faser, die Folgendes beinhaltet: eine Lichtquelle (10) zum Bereitstellen eines optischen Trägers (v0); Mittel zum Modulieren des Trägers, um einen verbreiterten optischen Träger (18) bereitzustellen; externe Modulatormittel (20), die zum Empfangen des verbreiterten optischen Trägers (18) gekoppelt sind, um den verbreiterten Träger (18) mit einem Informationssignal (RF) zu modulieren; und Mittel zum Koppeln des mit dem Informationssignal modulierten verbreiterten Trägers von den externen Modulatormitteln an einen optischen Übertragungsweg (24); dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Modulieren angepasst sind, um ein externes Frequenzdithern und eine Reduzierung der Kohärenzlänge des Trägers zum Verbreitern der Linienbreite (Δv) des optischen Trägers zu erzeugen, um einen verbreiterten optischen Träger (18) zu erhalten.
  28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei der verbreiterte optische Träger ein Frequenzspektrum aufweist, das um eine optische Frequenz (v0) zentriert ist.
  29. Vorrichtung gemäß Anspruch 27 oder 28, wobei die Lichtquelle (10) einen Dauerstrichlaser beinhaltet.
  30. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das optische Modulierungsmittel an eine breitbandige elektrische Rauschquelle gekoppelt ist.
  31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, wobei die Rauschquelle weißes Rauschen erzeugt.
  32. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei die Rauschquelle eine Bandbreite von ungefähr 100 MHz bis ungefähr 300 MHz aufweist.
  33. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei das Informationssignal ein AM-Signal ist.
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