DE69608263T2 - Optisches netzwerk - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Komponente eines optischen Netzwerks und insbesondere auf ein optisches Netzwerk mit einer oder mehreren derartigen Komponenten.
• Gegenwärtig enthält das Telekommunikationsnetzwerk im Vereinigten Königreich ein Fernleitungsnetz, das im wesentlichen vollständig durch optische Fasern gebildet ist, und ein Ortsanschlußnetz, das im wesentlichen vollständig durch Kupferdoppeladern gebildet ist. In der Zukunft wäre es im hohen Grade wünschenswert, eine feste, unverwüstliche, transparente Telekommunikationsinfrastruktur für die ganze Strecke zu den Räumlichkeiten des Kunden zu besitzen, die Kapazität für alle vorhersehbaren Dienstleistungsanforderungen besitzt. Ein Weg, dies zu erreichen, wäre die Schaffung eines vollständig gemanagten Fasernetzwerkes für die ganze Anschlußtopographie. Vorzugsweise sollte eine derartige Topographie passive optische Netzwerke (PONs) umfassen, die optische Einmodenfasern und keine bandbreitenbegrenzende aktive Elektronik enthalten.
• In einem PON wird eine einzelne Faser von einer Empfangsstelle (Vermittlung) gespeist, wobei sie über passive optische Verteiler in Schränken und Endverzweigern (DPs) zu optischen Netzwerkeinheiten (ONUs) aufgefächert wird. Die ONUs können sich in den Räumlichkeiten des Kunden oder in der Straße, die einer Anzahl von Kunden dient, befinden. Die Verwendung optischer Verteiler ermöglicht das Teilen der Zubringerfaser und der vermittlungsgestützten Endeinrichtung der optischen Leitung (OLT-Einrichtung), wodurch die PONs Kostenvorteile bieten. Momentan ist der Simplexeinsatz der PONs die bevorzugte Option, d. h. es werden getrennte stromaufwärtige und stromabwärtige PONs bereitgestellt, wodurch jeder Kunde zwei Fasern besitzt. Ein stromabwärtiges PON (d. h. ein PON, in dem der Verkehr durch die Empfangsstelle für den Empfang durch die Kunden übertragen wird) verwendet passive optische Verteiler, um die ONUs zu speisen. Ähnlich verwendet ein stromaufwärtiges PON (d. h. ein PON, in dem der Verkehr durch die Kunden zu der Empfangsstelle übertragen wird) passive optische Kombinierer, um den Kundenverkehr für den Empfang durch die Empfangsstelle zu kombinieren. In der Praxis besitzen die Verteiler und die Kombinierer eine völlig gleiche Struktur. Obwohl der Simplexbetrieb aufgrund der pro Verbindung erforderlichen zwei Fasern die Komplexität der Infrastruktur erhöht, profitiert er von einer niedrigen optischen Einfügungsdämpfung (infolge des Fehlens von Duplexkopplern) und einer niedrigen Rückflußdämpfung, weil derartige Systeme für Reflexionen von weniger als 25 dBm mit getrennten Sende- und Empfangswegen unempfindlich sind. Typischerweise besitzt ein PON eine Vierwegeaufteilung, gefolgt von einer Achtwegeaufteilung, so daß eine einzelne Empfangsstellenfaser bis zu 32 Kunden versorgen kann.
• In einer bekannten Anordnung - TPON (Telephonie über ein passives optisches Netzwerk) - sendet eine Empfangsstation Zeitmultiplex-Rahmen (TDM-Rahmen) zu allen Anschlüssen in dem Netzwerk. Die übertragenen Rahmen enthalten sowohl Verkehrsdaten als auch Steuerdaten. Jeder Anschluß erkennt die geeignet adressierten Abschnitte der Daten in den Senderahmen und antwortet auf sie, wobei er den Rest der Rahmen ignoriert. In der Richtung stromaufwärts überträgt jeder Anschluß die Daten in einem vorbestimmten Zeitschlitz, wobei die Daten von verschiedenen Anschlüssen in der Empfangsstelle in einen Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs-Rahmen (TDMA-Rahmen) mit einem vorbestimmten Format zusammengesetzt werden.
• Der Anmelder hat ein Bittransportsystem (BTS) für die Verwendung in einem PON entwickelt, das unter Verwendung von TDMA arbeitet. Das BTS ist in den Europäischen Patentdokumenten 318331, 318332, 318333 und 318335 beschrieben.
• Kürzlich ist das PON-Prinzip erweitert worden, um das zu bilden, was als das SuperPON-Konzept bekannt ist, in dem optische Hochleistungsverstärker verwendet werden, damit sehr große, stark aufgeteilte PONs gebaut werden können. Die Verwendung optischer Verstärker (wie z. B. Faserverstärker) erlaubt z. B., daß bis zu 3500 Kunden an eine einzelne Empfangsstation über Entfernungen bis zu 200 km angeschlossen werden.
• Leider sind bis jetzt optische Verstärker nur in stromabwärtigen SuperPONs verwendet worden, da die Verwendung von Verstärkern in einem stromaufwärtigen SuperPON Rauschprobleme verursachen würde, die aus der Überlagerung der verstärkten induzierten Emissionen (ASEs) von den Verstärkern resultieren.
• Ein Beispiel eines optischen Kommunikationsnetzwerks für die Sendung von Fernsehsignalen und außerdem für die Schaffung bidirektionaler Sprach- und Datenkommunikation ist in der Europäischen Patentanmeldung 0 499 065 offenbart. Die optischen Verstärker werden sowohl in den stromaufwärtigen als auch in den stromabwärtigen Richtungen bereitgestellt.
• Eine Telekommunikationslinie mit optischen Fasern, die einen oder mehrere optische Verstärker mit Gattern (oder geschaltete optische Verstärker - gated optical amplifiers) besitzt, ist in der Europäischen Patentanmeldung 0 506 163 offenbart. Die optischen Verstärker mit Gattern sind so betreibbar, daß sie praktisch kein Ausgangssignal erzeugen, falls ihr Eingangssignal unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Wenn im Aufwärtsstrom des Verstärkers die Leitung unterbrochen ist, erzeugt der Verstärker auf diese Weise praktisch kein Ausgangssignal, wodurch die Stillegung der Verbindung veranlaßt und verhindert wird, daß das aus der gebrochenen Faser entweichende Licht das Wartungspersonal verletzt.
• Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Komponente eines optischen Netzwerks geschaffen, mit:
• einem Kombinierer;
• mehreren optischen Fasern zum Verbinden des Kombinierers mit stromabwärts gelegenen Netzwerkelementen;
• einer optischen Faser zum Verbinden des Kombinierers mit stromaufwärts gelegenen Netzwerkelementen;
• dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern in sich jeweils mindestens einen Verstärker mit Gattern aufweisen, wobei jeder optische Verstärker wahlweise so betrieben werden kann, daß er ein Signal verstärkt, das in die stromaufwärtige Richtung gesendet wird, um auf ein gewünschtes Eingangssignal hin ein verstärktes Ausgangssignal zu liefern, um praktisch kein Ausgangssignal sonst zu liefern.
• Selbstverständlich können der Kombinierer und die Verstärker in einem einzelnen Herstellungsgegenstand integriert sein oder sie können sich z. B. in voneinander verschiedenen Gebäuden befinden. Die Bedeutung des Wortes 'Komponente' soll diese beiden Möglichkeiten umfassen.
• In einigen Ausführungsformen der Erfindung umfaßt der optische Verstärker mit Gattern:
• einen Eingang zum Empfangen eines zu verstärkenden optischen Signals;
• einen Ausgang zum Ausgeben eines verstärkten optischen Signals;
• eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines eingegeben optischen Signals;
• einen Detektor; und
• einen optischen Schalter, um dem verstärkten optischen Signal das Verlassen des Ausgangs zu ermöglichen, wenn der Detektor das Vorliegen eines optischen Signals erfaßt, das eine vorbestimmte Größe überschreitet.
• Die optische Verstärkungsvorrichtung und der optische Schalter können vorteilhaft entlang einer optischen Faser angeordnet sein, die vom Eingang zum Ausgang führt. Der optische Schalter kann ausgangsseitig an der optischen Verstärkungsanordnung angeordnet sein.
• Vorzugsweise enthält der Verstärker ferner eine optische Anzapfung zum Abzweigen eines Teils des optischen Signals, während es vom Eingang zum Ausgang läuft, wobei der abgezweigte Teil in den Detektor eingegeben wird. Die optische Anzapfung kann eingangsseitig an der optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet sein, zwischen der optischen Verstärkungsvorrichtung und dem optischen Schalter oder teilweise längs der optischen Verstärkungsvorrichtung.
• Der Verstärker kann ferner eine Verzögerungseinrichtung enthalten, die ausgangsseitig an der optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise enthält die Verzögerungseinrichtung eine einstellbare elektrische Verzögerungseinrichtung.
• Die optische Anzapfung kann vorteilhaft ein angeschmolzener Faserkoppler sein, um im wesentlichen 10% des optischen Signals zu dem Detektor abzuzweigen und um den nicht abgezweigten Teil des optischen Signals zu dem op tischen Schalter zu leiten.
• Die optische Verstärkungsvorrichtung kann ein Faserverstärker oder ein Halbleiterlaserverstärker (SLA) sein. Falls die optische Verstärkungsvorrichtung ein SLA ist, kann der SLA außerdem den optischen Schalter bilden. Ansonsten kann der optische Schalter ein Elektroabsorptionsmodulator (EAM) oder ein ähnlicher Typ eines optischen Schalters sein.
• Alternativ ist der optische Schalter ein nichtlinearer optischer Schalter, dessen Schaltschwellenwert so gesetzt ist, daß das verstärkte optische Signal durchtritt, wobei der nichtlineare optische Schalter außerdem den Detektor bildet. Vorzugsweise ist der nichtlineare optische Schalter ein sättigbarer Absorber, z. B. eine Multiple-Quantum-Well-Vorrichtung (MQW-Vorrichtung) oder ein nichtlinearer Faserschleifenspiegel.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Netzwerk mit einer oder mehreren Komponenten gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung geschaffen.
• Da jeder der Verstärker mit Gattern so beschaffen ist, daß er nur eingeschaltet wird, wenn er erforderlich ist, um ein stromaufwärts entlang seiner zugeordneten Faser übertragenes Signal zu verstärken, und da die stromaufwärtigen Übertragungen an das PON typischerweise so beschaffen sind, daß jeder Kundenanschluß die Daten in einem vorbestimmten Zeitschlitz überträgt und die Daten von den verschiedenen Kundenanschlüssen in der Empfangsstation in einen TDM-Rahmen mit einem vorbestimmten Format zusammengesetzt werden, wird zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt nur einer der Verstärker erforderlich sein, um ein Signal von einem von seinen stromabwärtigen Kundenan schlüssen zu verstärken. Folglich leidet dieses stromaufwärtige PON nicht an den Rauschproblemen, die aus der Überlagerung der ASEs von den Verstärkern resultieren.
• Jede der mehreren Fasern kann vorteilhaft über eine entsprechende weitere optische Faser mit einem weiteren passiven optischen Kombinierer verbunden sein. In größeren Netzwerken ist jede der entsprechenden weiteren optischen Fasern mit einem nochmals weiteren optischen Kombinierer verbunden, wovon jeder mit mehreren Kundenanschlüssen verbunden ist.
• Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Telekommunikationsnetzwerks geschaffen, das den folgenden Schritt umfaßt:
• Kombinieren mehrerer optischer Eingangssignale, die durch entsprechende optische Fasern übertragen werden, in ein einzelnes optisches Ausgangssignal, das durch eine einzelne optische Faser übertragen wird, und gekennzeichnet durch den Schritt:
• wahlweises Verstärken zu irgendeinem Zeitpunkt nur derjenigen optischen Eingangssignale, in denen ein gewünschtes Signal erfaßt wird.
• Spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, worin:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines SuperPONs ist; und
• Fig. 2-6 schematische Darstellungen von Verstärkern mit Gattern für die Verwendung in dem SuperPON nach Fig. 1 sind, wovon jeder gemäß der Erfindung konstruiert ist.
• In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Empfangsstation 1 eines stromaufwärtigen SuperPONs, wobei die Empfangsstation durch eine optische Faser 3 mit einem Kombinierer 2 verbunden ist. Der Kombinierer 2 wird durch vier Fasern 4 gespeist (wovon nur zwei vollständig gezeigt sind), wovon jede über weitere (nicht gezeigte) Kombinierer zu 144 (nicht gezeigten) Kunden-ONUs führt. In jeder der Fasern 4 ist ein entsprechender Verstärker 5 mit Gattern bereitgestellt.
• Jeder der Verstärker 5 mit Gattern ist so beschaffen, daß er nur eingeschaltet wird, wenn er erforderlich ist, um ein entlang seiner zugeordneten Faser 4 stromaufwärts übertragenes Signal zu verstärken. Da die stromaufwärtigen Übertragungen an das SuperPON so beschaffen sind, daß jede ONU die Daten in einem vorbestimmten Zeitschlitz überträgt und die Daten von den verschiedenen ONUs in der Empfangsstation 1 in einen TDM-Rahmen mit einem vorbestimmten Format zusammengesetzt werden, wird zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt nur einer der Verstärker 5 erforderlich sein, um ein Signal von einer seiner stromabwärtigen ONUs zu verstärken. Folglich leidet das eben beschriebene stromaufwärtige SuperPON nicht an den Rauschproblemen, die aus der Überlagerung der ASEs von den Verstärkern resultieren.
• Fig. 2 zeigt eine erste Form eines Verstärkers 5 mit Gattern, wobei der Verstärker mit Gattern einen optischen Verstärker 11 enthält, der an einem Eingang 12 die stromaufwärtigen Übertragungen entlang der zugeordneten Faser 4 empfängt. Der Ausgang des optischen Verstärkers 11 führt zu einer optischen Anzapfung 13, deren Ausgangssignal über ein Verzögerungselement 15 in einen optischen Schalter 14 gespeist wird. Der optische Schalter 14 wird durch einen Schwellenwertdetektor 16 gesteuert, der von der optischen Anzapfung 13 das abgezweigte optische Si gnal empfängt.
• Der optische Verstärker 11 ist ein mit Erbium dotierter Faserverstärker, während der optische Schalter 14 ein Elektroabsorptionsmodulator (EAM) ist. Die optische Anzapfung 13 ist ein angeschmolzener 90/10-Faserkoppler, der so eingerichtet ist, daß 90% des Signals zu dem optischen Schalter 14 und 10% zu dem Detektor 16 ausgegeben werden. Das Verzögerungselement 15 enthält ein elektrisches Kabel, um eine grob vorbestimmte Verzögerung zu schaffen, und eine elektrische Schaltung, um eine zusätzliche fein einstellbare Verzögerung zu schaffen. Alternativ kann das Verzögerungselement eine Länge einer optischen Faser enthalten. Der Schwellenwertdetektor 16 ist ein PINFET-Empfänger.
• Im Gebrauch wird das stromaufwärts entlang der Faser 4 übertragene Signal durch den optischen Verstärker 11 verstärkt. 10% des verstärkten Signals werden durch die optische Anzapfung 13 zu dem Schwellenwertdetektor 16 abgezweigt, während die verbleibenden 90% des verstärkten Signals durch das Verzögerungselement 15 zu dem optischen Schalter 14 geleitet werden. Der Schwellenwertdetektor 16 ist so, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, um den optischen Schalter 14 einzuschalten, wenn er ein Eingangssignal oberhalb eines vorbestimmten Pegels erfaßt. Dieser Pegel ist so gewählt, daß der Schalter 14 nur aufgetastet wird, wenn die Faser 4 ein stromaufwärtiges Signal überträgt, so daß der Schalter nicht als Antwort auf ein Rauschen eingeschaltet wird, das durch die Faser 4 übertragen und durch den Verstärker 11 verstärkt wird. Die Länge der optischen Faser, die das Verzögerungselement 15 bildet, ist so gewählt, daß die Ankunft des Hauptteils des optischen Signals an dem Schalter 14 mit dem Auftastsignal von dem Detektor 16 synchronisiert ist. Typischerweise liegt die Länge der Verzögerungsfaser 15 in der Größenordnung von ein paar Metern. Außerdem kann eine Einrichtung zur feinen oder groben Einstellung der Verzögerung in dem Steuerweg zwischen der optischen Anzapfung 13 und dem optischen Schalter 14 vorhanden sein.
• Es ist selbstverständlich notwendig, den Schalter 14 auszuschalten, sobald das durch die zugeordnete Faser 4 übertragene stromaufwärtige Signal weitergeleitet worden ist - ansonsten würde der Verstärker 11 aktiv bleiben, was zu Problemen in der Empfangsstation 1 führen könnte, die durch die Verstärkung von Rauschen verursacht werden. Das Schließen des optischen Schalters 14 am Ende der Datenübertragung könnte unter Verwendung einer monostabilen Kippschaltung oder durch das Zählen der Bitperioden oder durch das Suchen nach eindeutigen Datenübergängen oder -sequenzen, um das Ende der Daten anzuzeigen, zeitlich gesteuert werden. Zum Beispiel könnte eine monostabile Kippschaltung auf eine feste Verzögerung gesetzt werden, die von der Paketlänge der übertragenen Daten abhängig ist. Wo ATM-Zellen übertragen werden, würde die monostabile Kippschaltung eingestellt werden, um ein Signal weiterzuleiten, das eine Länge von 424 Bits besitzt (d. h. die Anzahl der Bits - 8 · 53 - in einer ATM-Zelle). Die Periode der monostabilen Kippschaltung könnte mit einer externen Kapazität und einem externen Widerstand abgestimmt werden, um eine Zeitperiode zu geben, die zu der Länge des Datenpakets äquivalent ist. Die Werte der Kapazität und des Widerstandes sind jedoch nicht genau genug, um eine genaue Periode zu definieren. Daher wäre eine Totperiode erforderlich, um zu sichern, daß die Datenpakete nicht plötzlich beendet werden. Alternativ kann ein Zähler verwendet werden, wobei der Zähler auf die Anzahl der Bits in einem Datenpaket gesetzt ist (424 für ATM- Zellen). Der Zähler würde bei der Datenrate getaktet (oder durch einen freilaufenden Taktgeber), wobei er bei der Erfassung des Anfangs des Datenpakets gestartet wer den würde. Nachdem der Zähler auf null zurückgezählt hat, würde er zurückgesetzt und der optische Schalter 14 würde geschlossen werden. Dieser Zugang erlaubt das genaue Auftasten des Schalters 14. Eine weitere Alternative wäre, einen Merker in den Kundenübertragungen zu setzen - angenommen sechzehn "0"en am Ende jeder Übertragung - um das Ende dieser Übertragung anzuzeigen.
• Offensichtlich könnte der eben beschriebene Verstärker mit Gattern auf mehrere Weisen modifiziert werden. Zum Beispiel könnte der mit Erbium dotierte Faserverstärker 11 durch einen Halbleiterlaserverstärker (SLA) ersetzt sein, während der Elektroabsorptionsmodulator, der den Schalter 14 bildet, durch eine Mach-Zehnder-Vorrichtung, einen Lithiumniobat-Schalter oder irgendeinen anderen optischen Schalter, der die Systemanforderungen erfüllt, ersetzt sein kann.
• Fig. 3 zeigt eine modifizierte Anordnung der Komponenten des Verstärkers mit Gattern nach Fig. 2. Da der Verstärker mit Gattern nach Fig. 3 im wesentlichen die gleichen Komponenten wie der Verstärker nach Fig. 2 verwendet, werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet, wobei nur die Modifikationen ausführlich beschrieben werden. Folglich ist die optische Anzapfung 13 der Ausführungsform nach Fig. 3 am Eingang des optischen Verstärkers 11 angeordnet. Abgesehen von dem Abzweigen des ankommenden optischen Signals an dem Eingang des Verstärkers 11 arbeitet der Verstärker mit Gattern nach Fig. 3 in genau der gleichen Weise wie derjenige nach Fig. 2. Ähnlich könnten Modifikationen an den Komponenten nach Fig. 3 in einer ähnlichen Weise ausgeführt werden wie derjenigen, in der die Komponenten nach Fig. 2 modifiziert werden könnten.
• Fig. 4 zeigt eine weitere Modifikation des Verstärkers nach Fig. 2, wobei abermals gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet werden. Der einzige Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der nach Fig. 2 ist, daß die optische Anzapfung 13 teilweise längs des optischen Verstärkers 11 angeordnet ist. Hier gelten abermals die gleichen Optionen für die Modifikation der Komponenten wie für die zwei früheren Ausführungsformen.
• In der Modifikation nach Fig. 5 sind die optische Abzweigung 13 und das Verzögerungselement 15 an dem Eingang des optischen Verstärkers 11 angeordnet. Vorzugsweise ist der optische Verstärker 11 ein SLA, der sowohl als ein Schalter als auch als ein Verstärker wirken kann. In diesem Fall gibt es keinen Bedarf an einem getrennten optischen Schalter, wobei das Ausgangssignal des Detektors 16 verwendet wird, um den Betrieb des Verstärkers 11 zu steuern. In dieser Ausführungsform ist die Verwendung eines SLA bevorzugt, da er schneller als ein Faserverstärker arbeitet. In Anwendungen, wo die Schaltgeschwindigkeit nicht entscheidend ist, würde es jedoch möglich sein, einen Faserverstärker zu verwenden, wobei in diesem Fall das Ausgangssignal des Detektors verwendet werden würde, um den Pumplaser des Faserverstärkers zu steuern. Hier gelten abermals ähnliche Optionen für die Modifikation der Komponenten wie für die früheren Ausführungsformen. Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 5. Deshalb wirkt hier abermals der optische Verstärker 11 sowohl als ein Schalter als auch als ein Verstärker, jedoch ist die optische Abzweigung 13, die zu dem Detektor 16 führt, von teilweise längs des Verstärkers genommen. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Verstärker 11 vorzugsweise ein SLA, aber es würde außerdem möglich sein, einen Faserverstärker zu verwenden.
• In einer weiteren (nicht gezeigten) Modifikation könnte ein nichtlinearer optischer Schalter verwendet werden, um die Funktionen des optischen Schalters 14 und des Schwellenwertdetektors 16 zu erfüllen. Zum Beispiel könnte ein nichtlinearer optischer Faserschleifenspiegel an dem Ausgang des optischen Verstärkers 11 angeordnet sein. Der Schleifenspiegel könnte entweder einen asymmetrischen Koppler und eine einfache Faserschleife oder einen symmetrischen Koppler mit einem Verstärker in der Faserschleife besitzen. In beiden Fällen zeigt der Schleifenspiegel andere nichtlineare Eigenschaften in den zwei Ausbreitungsrichtungen, so daß er als ein Schalter wirkt, der für die Rauschkomponenten mit niedriger Intensität eine niedrige Durchlässigkeit und für die Datenimpulse eine hohe Durchlässigkeit aufweist. Der Vorteil dieses Zugangs ist, daß der Schwellenwertdetektor in Wirklichkeit in den optischen Schalter eingebaut ist, wobei der Schwellenwert der Übergangspunkt von der niedrigen Durchlässigkeit zu der hohen Durchlässigkeit ist. Folglich führt dieser Typ Schalter zu einer automatischen Synchronisation des Schaltens. Falls der Faserschleifenspiegel einen Verstärker enthält, kann dieser entweder ein Faserverstärker oder ein Halbleiterverstärker sein. Andere Typen des nichtlinearen Schalters, wie z. B. ein sättigbarer Absorber - z. B. eine Multiple-Quantum-Well-Vorrichtung (MQW-Vorrichtung) könnten außerdem verwendet werden.
• Fachleuten werden erkennen, daß die Anzahl der ONUs, die über das Netzwerk an eine Empfangsstellenfaser ohne unannehmbare Herabsetzung der Übertragungsqualität angeschlossen werden kann, von der in dem Netzwerk verwendeten Bitrate abhängig ist. Falls die Bitrate niedrig ist, wäre es notwendig, die Anzahl der ONUs unter die jeweilige Anzahl, die in der obigen Ausführungsform vorhanden ist, zu vermindern.

Claims (18)

1. Komponente eines optischen Netzwerks, mit:

einem Kombinierer;

mehreren optischen Fasern (4) zum Verbinden des Kombinierers mit stromabwärts gelegenen Netzwerkelementen;

einer optischen Faser (3) zum Verbinden des Kombinierers mit stromaufwärts gelegenen Netzwerkelementen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die optischen Fasern in sich jeweils mindestens einen optischen Verstärker (11) mit Gattern aufweisen, wobei jeder optische Verstärker wahlweise so betrieben werden kann, daß er ein Signal verstärkt, das in die stromaufwärtige Richtung gesendet wird, um auf ein gewünschtes Eingangssignal hin ein verstärktes Ausgangssignal zu liefern, und um praktisch kein Ausgangssignal sonst zu liefern.

2. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 1, bei der der optische Verstärker mit Gattern aufweist:

einen Eingang zum Empfangen eines zu verstärkenden optischen Signals;

einen Ausgang zum Ausgeben eines verstärkten optischen Signals;

eine optische Verstärkungsvorrichtung (11) zum Verstärken eines eingegebenen optischen Signals;

einen Detektor; und

einen optischen Schalter (16), um dem verstärkten optischen Signal das Verlassen des Ausgangs zu ermöglichen, wenn der Detektor das Vorliegen eines optischen Signals erfaßt, das eine vorbestimmte Größe überschreitet.

3. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 2, bei der der optische Schalter ausgangsseitig an der optischen Verstärkungsvorrichtung (11) angeordnet ist.

4. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 2 oder 3, mit einer optischen Anzapfung (13) zum Abzweigen eines Teils des optischen Signals, während es vom Eingang zum Ausgang läuft, wobei der abgezweigte Teil in den Detektor eingegeben wird.

5. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 4, bei der die optische Anzapfung eingangsseitig an der optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet ist.

6. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 4, bei der die optische Anzapfung zwischen der optischen Verstärkungsvorrichtung und dem optischen Schalter angeordnet ist.

7. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 4, bei der die optische Anzapfung teilweise längs der optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet ist.

8. Komponente eines optischen Netzwerks nach einem der Ansprüche 5 bis 7, mit einer Verzögerungseinrichtung (15), die eingangsseitig am optischen Schalter angeordnet ist.

9. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 8, bei der die Verzögerungseinrichtung eine einstellbare elektrische Verzögerungseinrichtung aufweist.

10. Komponente eines optischen Netzwerks nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei der die optische Anzapfung ein angeschmolzener Faserkoppler ist.

11. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 2, bei der der optische Verstärker (11) mit Gattern aufweist:

einen Eingang zum Empfangen eines zu verstärkenden optischen Signals;

einen Ausgangs zum Ausgeben eines verstärkten optischen Signals;

einen Halbleiterlaserverstärker zum Verstärken eines eingegebenen optischen Signals; und

einen Detektor (16) zum Liefern eines Signals, das anzeigt, ob das Eingangssignal ein gewünschtes Signal oder Rauschen ist;

wobei der Halbleiterlaserverstärker auf das Detektorsignal anspricht und ein verstärktes Ausgangssignal liefert, wenn er ein gewünschtes Eingangssignal empfängt, und praktisch kein Ausgangssignal liefert, wenn am Eingang Rauschen empfangen wird.

12. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 2, bei der der optische Verstärker mit Gatter aufweist:

einen Eingang zum Empfangen eines zu verstärkenden optischen Signals;

einen Ausgang zum Ausgeben eines verstärkten optischen Signals;

eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines eingegebenen optischen Signals; und

einen nichtlinearen optischen Schalter, dessen Schaltschwellenwert so gesetzt ist, daß ein verstärktes, gewünschtes optisches Signal durchtritt und ein verstärktes Rauschsignal am Durchtritt gehindert wird.

13. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 12, bei der der nichtlineare optische Schalter einen sättigbaren Absorber aufweist.

14. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 13, bei der der sättigbare Absorber eine Multiple-Quantum- Well-Vorrichtung (MQW-Vorrichtung) aufweist.

15. Komponente eines optischen Netzwerks nach Anspruch 13, bei der der sättigbare Absorber einen nichtlinearen Faserschleifenspiegel aufweist.

16. Optisches Netzwerk mit einer oder mehreren Komponenten nach Anspruch 1.

17. Optisches Netzwerk nach Anspruch 16, mit einer gemeinsamen Empfangsstation und mehreren Kundenanschlüssen.

18. Verfahren zum Betreiben eines optischen Telekommunikationsnetzwerks mit:

einem Kombinierer;

mehreren stromabwärtigen optischen Fasern zum Verbinden des Kombinierers mit stromabwärts gelegenen Netzwerkelementen;

einer stromaufwärtigen optischen Faser zum Verbinden des Kombinierers mit stromaufwärts gelegenen Netzwerkelementen;

wobei die stromabwärtigen optischen Fasern jeweils in sich einen optischen Verstärker mit Gatter aufweisen;

wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Betreiben eines jeden optischen Verstärkers mit Gatter so, daß er wahlweise optisch ein sich stromaufwärts längs einer stromaufwärtigen zugeordneten optischen Faser ausbreitendes Signal optisch so verstärkt, daß ein verstärktes, stromaufwärtiges Ausgangssignal auf den Empfang eines gewünschten optischen Eingangssignals hin geliefert wird und daß sonst praktisch kein Ausgangssignal geliefert wird; und

Kombinieren von Signalen von den optischen Verstärkern mit Gatter und Übertragen der kombinierten Signale längs der stromaufwärtigen optischen Faser.