DE69627438T2

DE69627438T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Niveauausgleich der Leistung der Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals

Info

Publication number: DE69627438T2
Application number: DE69627438T
Authority: DE
Inventors: Dominique Bayart; Bertrand Desthieux
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2004-02-12
Also published as: CA2185038A1; DE69627438T9; US5815299A; EP0762691B1; EP0762691A2; EP0762691A3; FR2738698A1; DE69627438D1; ATE237895T1; FR2738698B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ausgleichen der jeweiligen Leistungsniveaus von Kanälen eines spektral gemultiplexten optischen Signals, das über eine verstärkte Verbindung übertragen empfangen wird.
Bekanntlich umfassen die Langstreckenverbindungen Verstärker zur Regenerierung des übertragenen Signals, die regelmäßig entlang dieser Verbindungen verteilt sind.
Wenn ein spektral gemultiplexten optisches Signal über eine solche verstärkte Verbindung übertragen wird, ist es bevorzugt, dass die jeweiligen Leistungsniveaus der verschiedenen Kanäle, die es enthält, bei dieser Übertragung praktisch gleich sind und gleich bleiben. Sofern keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, neigt das Leistungsniveau des Kanals mit niedrigstem Niveau eines Signals dazu, im Vergleich zu den Leistungsniveaus der anderen Kanäle dieses Signals im Laufe der Übertragung des Signals über die optischen Verstärker entlang der betreffenden Verbindung abzunehmen. Das Signal-Rausch-Verhältnis und die Dynamik können dann für diesen Kanal mit dem niedrigsten Leistungsniveau für eine gute Auswertung des diesem Kanal entsprechenden Signalanteils am Ausgang der Verbindung unzureichend werden.
Eine Lösung zu diesem Problem wird angegeben in dem Dokument mit dem Titel „Self-regulating WDM amplifier module for scalable lightwave networks" von E. L. Goldstein et al., veröffentlicht August 1984 in Breckenbridge, Colorado, in der Technischen Übersicht 1994, Bd. 14, betreffend die „optischen Verstärker und ihre Anwendungen". Dieser selbstregelnde Verstärker ist vorgesehen, um zu vermeiden, dass die Kanäle, die nicht in der Zone der Verstärkungsspitze der optischen Verstärker einer Übertragungsverbindung liegen, auf ein zu nied riges Leistungsniveau abfallen, und dass die entsprechenden Anteile des übertragenen Signals nicht mehr auswertbar sind. Er umfasst einzelne optische Verstärker mit geteilter Pumpe für die diversen Kanäle, wobei diese Verstärker zwischen einem Demultiplexer, der das spektral gemultiplexte optische Signal so wie übertragen empfängt, und einem Multiplexer platziert sind, der dieses Signal aus dem, was ihm von den einzelnen parallel geschalteten optischen Verstärkern geliefert wird, zur Weiterübertragung über die betreffende Verbindung wieder herstellt. Ein solcher selbstregelnder Verstärker, der es erlaubt, die Leistungsniveaus für die verschiedenen Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals auszugleichen, hat den Nachteil, dass er relativ hohe Verluste beim Demultiplexen des empfangenen Signals wie auch beim Multiplexen des übertragenen Signals und in Folge dessen eine deutliche Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses den Letzteren mit sich bringt.
Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren zum Leistungsausgleich der Leistungsniveaus der Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals vor. Ein solches Verfahren und ein solches System nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4 sind bereits aus dem Dokument JP-A-4 204 719 bekannt.
Einem Merkmal der Erfindung zufolge umfasst das Verfahren die folgenden Operationen:

– Bestimmen des Leistungsniveaus jedes Kanals des spektral gemultiplexten optischen Signals;
– Herbeiführen einer Dämpfung in den Kanälen, die hohe Leistungsniveaus in Bezug auf ein Referenzniveau haben, das dem Leistungsniveau des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Niveau entspricht, das anhand der Leistungsniveaus der Kanäle festgelegt ist, die Leistungsniveaus nahe dem des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau haben, wobei die an den Kanälen mit hohen Leistungsniveaus herbeigeführte Dämpfung der Differenz zwischen einem von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleiteten Leistungsniveau und dem Referenzniveau entspricht.

Die Erfindung schlägt auch ein System zum Ausgleichen der jeweiligen Leistungsniveaus der Kanäle eines insbesondere über eine Übertragungsverbindung mit Verstärkern empfangenen und übertragenen, spektral gemultiplexten optischen Signals vor. Einem Merkmal der Erfindung zufolge umfasst dieses System wenigstens ein optisches Ausgleichsmodul, welches umfasst:

– Mittel zum Messen der jeweiligen Niveaus der optischen Leistung der spektral gemultiplexten optischen Kanäle, die dieses Modul empfängt und sendet;
– Verarbeitungsmittel zum Bestimmen desjenigen unter den Kanälen des empfangenen optischen Signals, der das niedrigste Leistungsniveau hat, um ein Referenzniveau festzulegen, das diesem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Leistungsniveau entspricht, das anhand der Kanäle mit Leistungsniveaus, die nahe an diesem niedrigsten Leistungsniveau liegen, festgelegt ist, um wenigstens einen Dämpfungswert, der vorgesehen ist, um auf die Kanäle mit hohen Leistungsniveaus angewandt zu werden, anhand der Differenz zwischen einem Leistungsniveau, das von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleitet wird, und dem Referenzniveau festzulegen, wenn diese Differenz größer als ein gegebener Schwellwert ist;
– regelbare Dämpfungsmittel, die durch die Verarbeitungsmittel gesteuert sind und in der Lage sind, getrennt auf die Leistungsniveaus der Kanäle des optischen Signals einzuwirken und die von den Verarbeitungsmitteln festge legte Dämpfung in jedem der Kanäle, für die hohe Leistungsniveaus gemessen worden sind, herbeizuführen, wobei die Mittel zum Messen mit den Verarbeitungsmitteln, denen sie die Messwerte des Leistungsniveaus pro Kanal liefern, verbunden sind, die Verarbeitungsmittel mit den Dämpfungsmitteln über Schnittstellenmittel verbunden sind, die es erlauben, auf diese Dämpfungsmittel einzuwirken, um zu erreichen, dass jenseits der Dämpfungsmittel alle Kanäle schließlich ungefähr gleiches Leistungsniveau haben.

Die Erfindung, ihre Merkmale und Vorteile werden genauer erläutert in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den nachfolgend genannten Figuren.
1 zeigt exemplarisch ein Übersichtsschema das die Positionierung eines erfindungsgemäßen optischen Ausgleichers in einem Fernmeldesystem mit Langstreckenübertragungsverbindungen zeigt;
2 zeigt exemplarisch ein Übersichtsschema einer Anordnung für eine Übertragungsverbindung, die ein erfindungsgemäßes optisches Ausgleichsmodul enthält.
Das in 1 symbolisch dargestellte Fernmeldesystem wird angenommen als aufgebaut aus einer Mehrzahl von Fernmeldeknoten 1, die untereinander und mit anderen nicht dargestellten Knoten Punkt-zu-Punkt-weise über Übertragungsverbindungen 2 kommunizieren. Die Übertragungsverbindungen 2 sind jeweils angenommen als durch wenigstens eine optische Verbindung, allgemeiner durch wenigstens zwei unidirektionale optionale Verbindungen, gebildet, die Übertragungen in entgegengesetzten Richtungen gewährleisten, wobei zwei dieser entgegengesetzten optischen Verbindungen, mit 2A und 2B bezeichnet, für eine der Übertragungsverbindungen 2 in 1 dargestellt sind. Eine Übertragungsverbindung 2 ist vorgesehen, um zwei Fernmeldeknoten 1 zu verbinden, die sich in großem Abstand voneinander befinden. Es ist dann notwenig, optische Verstärker regelmäßig über die Länge jeder der optischen Verbindungen verteilt vorzusehen, die diese Übertragungsverbindung 2 bilden, um die Dämpfung und die Verformung der übertragenen optischen Signale zu bekämpfen. Dies ist in 1 symbolisiert durch die Darstellung einer Mehrzahl von optischen Verstärkern 3, die über die Länge der optischen Verbindung 2A zwischen einem Eingangsende E und einem Ausgangsende S dieser unidirektionalen optischen Verbindung regelmäßig verteilt sein sollen.
Bekanntlich existieren optische Verbindungen und optische Verstärker, die es erlauben, die Übertragung eines optischen Signals zu gewährleisten, wenn Letzteres spektral gemultiplext ist und somit aus unterscheidbaren Kanälen besteht. Dadurch kann es insbesondere möglich sein, über eine optische Verbindung in den verschiedenen Kanälen eines spektral gemultiplexten optischen Signals optische Signale, hier als Primärsignale bezeichnet, zu übertragen, die nicht notwendigerweise von einer gleichen Quelle kommen. Diese optischen Primärsignale, die z. B. von zwei verschiedenen Knoten 2 kommen, werden beispielsweise am Knoten 2 kombiniert, wo sich der Eingang der betreffenden optischen Verbindung befindet, um das übertragene spektral gemultiplexte optische Signal zu bilden. Vorzugsweise sind die Leistungsniveaus der über die verschiedenen Kanäle einer gleichen optischen Verbindung übertragenen Signale gleich oder praktisch gleich, insbesondere, damit diese Signale in gleicher Weise verstärkt werden, wenn das spektral gemultiplexte optische Signal, welches sie bilden, durch seine Übertragung gedämpft, von den über die betreffende optische Verbindung verteilten optischen Verstärkern verstärkt wird. Es besteht also eine Gefahr, dass die Leistungsniveaus der Primärsignale, die geliefert werden, um ein zur Übertragung einer optischen Verbindung vorgesehenes spektral gemultiplextes Signal zu bilden, nicht so gleich wie gewünscht sind. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass gleichzeitig in Form eines gleichen spektral gemultiplexten optischen Signals auf einer optischen Verbindung übertragene Primärsignale ab dem einen oder anderen Niveau dieser Verbindung so stark unterschiedliche Leistungsniveaus aufweisen, dass das vom Eingang E der optischen Verbindung übertragene spektral gemultiplexte optische Signal am Ausgang S nicht vollständig wiedergefunden werden kann.
Es ist daher vorgesehen, ein Kanal für Kanal ein System zum Ausgleichen der Leistungsniveaus zuzuordnen. Dieses System kann gebildet sein aus einem oder mehreren optischen Ausgleichsmodulen, die je nach Bedarf auf dem von einem spektral gemultiplexten optischen Signal zurückgelegten Weg und damit insbesondere entlang einer optischen Verbindung angeordnet sind, die die Übertragung dieses Signals zwischen zwei Punkten ermöglicht. Dies ist symbolisiert durch das Vorhandensein eines optischen Ausgleichsmoduls 4 zwischen zweien der optischen Verstärker 3, welche die unidirektionale optische Verbindung 2A zwischen ihrem Eingang E und ihrem Ausgang S in 1 aufweist.
In der Praxis, insbesondere bei der hier betrachteten Ausgestaltung, ist ein optisches Ausgleichsmodul 4 vorzugsweise an einem optischen Verstärker 3 lokalisiert, dem es zugeordnet ist; zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten der betreffenden optischen Verbindungen und damit an einem Ende jedes dieser zwei Abschnitte. Es wäre selbstverständlich denkbar, ein optisches Ausgleichsmodul 4 jedem optischen Verstärker 3 zuzuordnen, doch scheint dies im Allgemeinen überflüssig zu sein.
Wie bereits oben angegeben, zeigt die 2 ein Beispiel einer Anordnung, hier vom modularen Typ, die insbesondere vorgesehen ist, um damit eine unidirektionale optische Verbin- dung wie etwa 2A einer Übertragungsverbindung 2 an einem Punkt dieser optischen Verbindung auszustatten, über den sich ein in eine Mehrzahl von verschiedenen Kanälen spektral gemultiplextes optisches Signal ausbreitet. Die Zahl dieser Kanäle kann z. B. 16 betragen und jeweils Wellen entsprechen, deren Zentralwellenlängen zwischen 1.530 und 1.560 nm liegen, wobei diese Zentralwellenlängen z. B. regelmäßig beabstandet ist, wobei der Abstand z. B. einem zwischen 0,3 und 4 nm ausgewählten Wert entspricht.
Die optische Verbindung 2A umfasst z. B. ca. 100 Verstärker 3 zur Regenerierung des übertragenen spektral gemultiplexten Signals, die regelmäßig über ihre Länge verteilt sind.
Die in 2 gezeigte Anordnung umfasst einen dieser optischen Verstärker 3, der zwischen zwei aufeinanderfolgende Abschnitte der optischen Verbindung 2 so eingefügt ist, dass er das spektral gemultiplexte optische Signal von einem ersten seiner Abschnitte über einen an einem Punkt I der Verbindung angeschlossenen Eingang empfängt. Das spektral gemultiplexte, von dem optischen Verstärker 3 regenerierte Signal ist vorgesehen, um über einen Ausgang dieses Verstärkers an einem Punkt J in dem zweiten der oben erwähnten Abschnitte der optischen Verbindung 2A zur Weiterübertragung eingespeist zu werden.
Die in 2 gezeigte Anordnung umfasst außerdem ein optisches Ausgleichsmodul 4 mit einer optischen Dämpfungsvorrichtung 5, der eine Überwachungsvorrichtung 6 zugeordnet ist, die dafür zuständig ist, die Leistungsniveaus für die verschiedenen Kanäle des von ihr empfangenen spektral gemultiplexten optischen Signals zu bestimmen.
In dem betrachteten Beispiel sind die optischen Dämpfungsvorrichtungen 5 und die Überwachungsvorrichtung 6 in Reihe zwischen den Ausgang für das spektral gemultiplexte optische Signal des Verstärkers 3 der Anordnung und den oben erwähnten Punkt J eingefügt. Ein unidirektionaler optischer Isolator, nicht dargestellt, kann zwischen die optische Dämpfungsvorrichtung 5 und die Überwachungsvorrichtung 6 eingefügt sein, um jede Übertragung von eventuellen Störreflexionen zu dem Dämpfer zu vermeiden, die in der Überwachungsvorrichtung auftreten könnten.
Außerdem ist denkbar, die drei Bestandteile der oben vorgeschlagenen Anordnung, welche der optische Verstärker 3, die optische Dämpfungsvorrichtung 5 und die Überwachungsvorrichtung 6 bilden, nach Bedarf in anderer Weise anzuordnen.
Der optische Verstärker 3 besteht z. B. aus einer erbiumdotierten Faser 7, die in der Lage ist, ein vom Punkt I empfangenes spektral gemultiplextes optisches Signal zu verstärken. Diese Verstärkung erfolgt in Reaktion auf eine Einwirkung einer Pumpwelle, die typischerweise durch zwei Laserdioden 8 und 9 gebildet ist, die zwei Pumpwellen in die Faser 7 über zwei Multiplexer 10 und 11 einspeisen, die jeweils beiderseits der Faser 7 auf dem im Verstärker 3 von dem spektral gemultiplexten optischen Signal zurückgelegten Weg liegen. Eine Regelvorrichtung 12 liefert einen Versorgungsstrom an die Laserdioden 8 und 9 in Abhängigkeit von Steuersignalen, die vorgesehen sind, um eine Regenerierung des spektral gemultiplexten optischen Signals durch eine passende Verstärkung zu ermöglichen.
In dem betrachteten Beispiel sind die von der Regelvorrichtung 12 gelieferten Steuersignale wenigstens teilweise von Messungen abgeleitet, die über eine Photodetektordiode 13 durchgeführt sind, die ein optisches Regelungssignal empfängt, das von einem Optokoppler 14 aufgefangen wird und in elektrischer Form an einer nicht dargestellten Verstärkungsstufe anliegt, von der hier angenommen wird, dass sie sich in der Regelvorrichtung 12 befindet. Der Optokoppler 14 soll hier stromabwärts vom Koppler 11 liegen, so dass er das verstärkte optische Signal empfängt.
Bei der hier vorgeschlagenen Anordnung empfängt die erfindungsgemäße optische Dämpfungsvorrichtung 5 das von dem optischen Verstärker 3 regenerierte spektral gemultiplexte optische Signal.
Ein nicht dargestellter unidirektionaler optischer Isolator kann zwischen die optische Dämpfungsvorrichtung 5 und den optischen Verstärker 3 eingefügt werden, um jegliche Übertragung von eventuellen Störreflexionen zu dem Verstärker zu vermeiden, die in der Dämpfungsvorrichtung auftreten könnten.
Wie bereits angegeben, könnte die optische Dämpfungsvorrichtung 5 in Höhe eines anderen Durchgangspunkts des spektral gemultiplexten optischen Signals entlang der optischen Verbindung 2A, z. B. vor einem optischen Verstärker am Eingang der optischen Verbindung 2A oder auch hinter einer Überwachungsvorrichtung 6, angeordnet sein.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die optische Dämpfungsvorrichtung 5 abstimmbare Filter, vorzugsweise vom Typ photorefraktives Gitter wie etwa 16a und 16n, die in Reihe zwischen einem Eingang und einem Ausgang dieser Vorrichtung angeordnet sind und vorgesehen sind, um eine individuelle Dämpfung jeweils eines Kanals zu ermöglichen. Diese Dämpfung soll hier erreicht werden durch Einwirken auf den Übertragungskoeffizienten durch Verschieben der Bragg-Wellenlänge des photorefraktiven Gitters eines Filters wie etwa 16a im Vergleich zur Zentralwellenlänge des Kanals, dessen Leistungsniveau über das Filter verringert werden soll.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das photorefraktive Gitter jedes Filters durch Ätzen an wenigstens einer optischen Wellenleiterstruktur, z. B. einer optischen Faser, gebildet, wo das spektral gemultiplexte optische Signal zirkuliert. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Filter auf mehrere Wellenleiterstrukturen verteilt, so dass sie bequem getrennt voneinander abgestimmt werden können. Es ist vorgesehen, auf mechanischem oder eventuell thermischem Wege die Abstimmung jedes der Filter 16a bis 16n in Abhängigkeit von den durch die Überwachungsvorrichtung 6 Kanal für Kanal durchgeführten Messungen zu steuern. Eine Konversionsanordnung 17 empfängt dann die von der Überwachungsvorrichtung 6 gelieferten Angaben in elektrischer Form und wirkt entsprechend auf die Filter ein.
Diese Einwirkung kann erreicht werden durch mechanische Verformung oder auch durch Veränderung der Temperatur der Faser in Höhe der Faserzonen, wo die photorefraktiven Gitter gebildet sind. Die Erzielung einer Temperaturänderung einer Faserzone gelingt durch Anwendung von dem Fachmann wohlbekannten Mitteln.
Die Abstimmung eines Filters durch mechanische Verformung kann erreicht werden durch Ausüben eines Drucks, z. B. mit Hilfe einer piezoelektrischen Vorrichtung, in der Zone der Trägerfaser, wo sich das dieses Filter bildende Bragg-Gitter befindet.
Die Abstimmung eines Filters durch mechanische Verformung kann auch erreicht werden über Mittel wie in der französischen Patentanmeldung Nr. 9409705 (veröffentlicht unter der Nr. FR-A-2723449) definiert. Insbesondere kann eine solche Abstimmung erreicht werden durch Verlängerung einer Faserlänge, wo das Bragg-Gitter eines geätzt ist, wenn diese Faserlänge mit einem Träger fest verbunden ist, der in der Lage ist, Zugkräften ausgesetzt zu werden, die dazu neigen, ihn zu verlängern und ihn in Folge dessen auch die Gitterperiode des mitgeführten Bragg-Gitters zu verlängern. Ein analoges Ergebnis kann auch mit einer Faserlänge erzielt werden, die fest mit einem Träger verbunden ist, dessen Wölbung durch Anwen dung eines mechanischen Querdrucks verändert wird, wobei diese Veränderung der Wölbung auch zu einer Veränderung der Dehnung der betrachteten Faserlänge und in Folge dessen zu einer Veränderung des auf dieser Länge geätzten Bragg-Gitters führt.
Dies erlaubt es, selektiv die Leistungsniveaus der Kanäle zu begrenzen, die in Bezug auf die schwächeren Signale hohe Niveaus aufweisen. Einem bevorzugten, später genauer erläuterten Dämpfungsverfahren zufolge bekommen die diversen Kanäle ihre Leistungsniveaus identisch verringert, mit Ausnahme desjenigen, der das niedrigste Leistungsniveau hat.
Die Überwachungsvorrichtung 6 ist z. B. eingerichtet, um einen kleinen Anteil, z. B. 1%, des ihm zugeführten optischen Signals, hier über den Ausgang der optischen Dämpfungsvorrichtung 5, abzugreifen. Dieser Abgriff wird gewährleistet durch einen optischen Koppler 18, der z. B. durch Kopplung der Kerne von zwei optischen Fasern, z. B. durch Schmelzen in einer Zone, wo die Kopplung stattfindet, erhalten wird. Der größere Teil des spektral gemultiplexten optischen Signals, das von diesem Koppler 18 an einem Eingang e1 empfangen wird, wird über einen direkten Ausgangszugang s1, den dieser aufweist, und über den Ausgang des optischen Ausgleichsmoduls 4, in dem er enthalten ist, an den Punkt J der optischen Verbindung 2A zur Weiterübertragung dieses Signals übertragen. Die Überwachungsvorrichtung 6 umfasst ferner Mittel zur Extraktion durch Filterung 19, die den durch den optischen Koppler 18 abgegriffenen kleinen Signalanteil über einen direkten Abzweigausgang s2 empfangen, um die Teile dieses Signalanteils zu extrahieren, die den verschiedenen Kanälen des übertragenen spektral gemultiplexten Signals entsprechen.
Diese Mittel sind z. B. gebildet durch ein nicht dargestelltes abstimmbares photorefraktives Filter, das zu den oben erwähnten abstimmbaren Filtern 16a, 16n analog sein kann und durch eine Verwaltungslogik 20 gesteuert ist, die hier als zum optischen Ausgleichsmodul 4 gehörig angenommen wird, eventuell aber auch aufgeteilt sein kann und z. B. diesem Modul 4 und dem optischen Verstärker 3, dem es zugeordnet ist, gemeinsam sein kann, z. B. an der Regelvorrichtung 12.
Die Überwachungsvorrichtung 6 umfasst ferner Mittel zum Messen der optischen Leistung 21, die es erlauben, das optische Leistungsniveau für jeden der Kanäle festzulegen, von dem ein Teil durch Filterung durch die Mittel zur Extraktion durch Filterung 19 des vom optischen Koppler 18 abgegriffenen optischen Signalanteils erhalten worden ist.
Diese optischen Leistungsmessmittel 21 sind z. B. vom Typ Photodetektor. In dem oben betrachteten Beispiel, wo die Mittel zur Extraktion durch Filterung 19 durch ein abstimmbares photorefraktives Filter 22 gebildet sind, das an den direkten Abzweigausgang s2 des optischen Kopplers 18 angeschlossen ist, sind die Mittel zum Messen der optischen Leistung 21 durch einen einzigen Photodetektor 23 gebildet, der über einen reflektiven Zugang s3 des optischen Kopplers 18 jedes von den abstimmbaren Filter 22 gebrochene optische Signal empfängt. Dieser Photodetektor 23 liefert dann ein Signal in elektrischer Form an die Verwaltungslogik 20 in Abhängigkeit vom Leistungsniveau des Signals, das er für eine gegebene Regelung des photorefraktiven Filters 22 empfängt, an das er optisch gekoppelt ist. Die Verwaltungslogik 20 wirkt auf das photorefraktive Filter 22 in entsprechender Weise ein wie auf die Filter 16a, 16n, um dessen Abstimmung je nach Bedarf zu verändern.
Der Ausgleich eines spektral gemultiplexten optischen Signals mit n Kanälen, das ein optisches Ausgleichsmodul 4 wie oben beschrieben durchläuft, kann mit dem folgenden Prozess durchgeführt werden. Der Prozess kann bei Bedarf ggf. wiederholt werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist.
Zunächst bestimmen die Mittel zum Messen der optischen Leistung 21 das Leistungsniveau für jeden der n Kanäle des dann von dem optischen Ausgleichsmodul 4 empfangenen Signals. Wenn die Mittel zum Messen der optischen Leistungen 21 nur einen einzigen Photodetektor umfassen, werden die n Leistungsniveaus nacheinander von dem Photodetektor 23 in dem Fall gemessen. Zu diesem Zweck wird das abstimmbare photorefraktive Filter 22 der Mittel zur Extraktion durch Filterung 19 nacheinander abgestimmt, um nacheinander jeden der Teile zu refrektieren, die zu jedem der n Signale des kleinen Anteils des spektral gemultiplexten optischen Signals gehören, welches der optische Koppler abgreift. Jeder der n auf die Zentralfrequenz eines anderen Kanals zentrierten Teile wird durch den optischen Koppler 18 hindurch an den Photodetektor 23 ausgehend von dem photorefraktiven Filter 22 übertragen, welches folglich spezifisch und der Reihe nach unter der Kontrolle der Verwaltungslogik 20 abgestimmt wird, um jeden dieser Teile auszuwählen und in Gegenrichtung zurückzuübertragen.
Selbstverständlich ist denkbar, ein optisches Ausgleichsmodul 4 zu realisieren, das es wie oben angegeben erlaubt, die Leistungsniveaus für die n Kanäle eines gleichen Signals gleichzeitig zu erhalten.
Die im Laufe einer einzelnen Operation für die n Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals durch die Mittel zum Messen der optischen Leistung 21 erhaltenen Leistungsniveaus werden an die Verwaltungslogik 20 übertragen, die Schaltungs- oder Programmbestandteile aufweist, die es ihr ermöglichen, die Kanäle zu verarbeiten und sie z. B. in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Leistungsniveaus zu sortieren oder zu bestimmen, welcher der n gleichzeitig oder quasi gleichzeitig gemessenen Kanäle das niedrigste Leistungsniveau hat.
Wenn die Verwaltungslogik 20 die Bestimmung desjenigen der Kanäle eines empfangenen Signals gewährleistet, dessen Leistungspegel der niedrigste ist, gewährleistet sie auch die Bestimmung der Differenz Δp, die zwischen diesem niedrigsten Niveau und einem mittleren Leistungsniveau Pavg existiert, welches anhand der Leistungsniveaus der anderen Kanäle erhalten wird. Sie steuert dann die Filter 16a bis 16n der optischen Dämpfungsvorrichtung 5 derart, dass jedes von ihnen eine Dämpfung entsprechend dem dann festgelegten Differenzwert Δp in den n-1 Kanälen mit Ausnahme desjenigen bewirkt, der den niedrigsten Leistungspegel des spektral gemultiplexten optischen Signals hat und der von der optischen Dämpfungsvorrichtung zum Punkt J der optischen Verbindung 2A zu seiner weiteren Übertragung übertragen wird.
Wie bereits ob en angegeben, kann die Operation nach Bedarf wiederholt werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verwaltungslogik 20 in der Lage, die Ausgleichsoperationen zu unterbrechen, sobald eine ermittelte Differenz Δp kleiner als ein Operationsabbruchs-Schwellwert ist, und sie wieder aufzunehmen, sobald diese Differenz einen Wiederaufnahmegrenzwert übersteigt, der ggf. mit dem vorhergehenden identisch ist.
Selbstverständlich kann es die Verwaltungslogik 20 auch erlauben, nur bestimmte der n Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals zu dämpfen, wenn mehrere Kanäle gleichzeitig einzelne Leistungsniveaus aufweisen, die als dem niedrigsten dann ermittelten Leistungsniveau entsprechend angesehen werden können.
Als Variante können die Verwaltungslogik 20 und die optische Dämpfungsvorrichtung 5 auch so organisiert sein, dass es möglich ist, unterschiedliche Dämpfungen für die Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals zu erhalten, die die höchsten Leistungsniveaus aufweisen, wenn diese Niveaus als zu anderen Leistungsniveau-Sätzen gehörend als der für die Kanäle vorgesehene Satz von optischen Leistungen angesehen werden können. Zwei unterschiedliche Leistungsniveaus könnten z. B. in dem Fall vorgesehen werden, wo zwei Leistungsniveau-Teilsätze für die Kanäle festgelegt werden könnten, für die eine Dämpfung vorgesehen ist. Wie in 1 gezeigt, kann eine einzelne optische Verbindung wie etwa 2A eine Mehrzahl von gleichmäßig über ihre Länge verteilten optischen Verstärkern 3 und wenigstens ein optisches Ausgleichsmodul 4 aufweisen, das zwischen zwei dieser optischen Verstärker eingefügt ist; es ist vorgesehen, die Verstärkungsmöglichkeiten wenigstens eines der stromabwärts von einem Ausgleichsmodul 4 angeordneten optischen Verstärker zu nutzen, um das Leistungsniveau des spektral gemultiplexten, von einem Ausgleichsmodul 4 mit dem vorgesehenen Nennniveau übertragenen spektral gemultiplexten optischen Signals im Bedarfsfall anzuheben. Im Fall der Einführung einer Dämpfung zu Zwecken des Ausgleichs in einem oder mehreren Kanälen des durch ein Ausgleichsmodul 4 laufenden spektral gemultiplexten optischen Signals kann das spektral gemultiplexte Signal beider Verwendung bis unter ein Nenn-Niveau gedämpft werden. Dieses gedämpfte Niveau wird dann durch den oder die optischen Verstärker 3 wieder angehoben, die nacheinander auf das betreffende optische Ausgleichssignal folgen, bis hin zu demjenigen Verstärker, bei dem das Nennniveau wiedergefunden wird.

Claims

Verfahren zum Niveauausgleich der Leistungen der Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: – Bestimmen des Leistungsniveaus jedes Kanals des spektral gemultiplexten optischen Signals; – Herbeiführen einer Dämpfung in den Kanälen, die hohe Leistungsniveaus in Bezug auf ein Referenzniveau haben, das dem Leistungsniveau des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Niveau entspricht, das anhand der Leistungsniveaus der Kanäle festgelegt ist, die Leistungsniveaus nahe dem des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau haben, wobei die an den Kanälen mit hohen Leistungsniveaus herbeigeführte Dämpfung der Differenz zwischen einem von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleiteten Leistungsniveau und dem Referenzniveau entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Kanälen mit hohen Leistungsniveaus im Bezug auf das durch das Leistungsniveau des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau gebildete Referenzniveau herbeigeführte Dämpfung der Differenz zwischen einem anhand der Leistungsniveaus der Kanäle mit hohen Leistungsniveaus festgelegten mittleren Leistungsniveau und dem Referenzniveau entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es auf alle Kanäle mit Ausnahme des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau eine Dämpfung anwendet, die der Differenz zwischen einem mittleren Leistungsniveau, das anhand der Leistungsniveaus der anderen Kanäle als desjenigen Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau festgelegt wird, und dem durch das niedrigste Leistungsniveau gebildeten Referenzniveau entspricht.
System zum Ausgleichen der jeweiligen Leistungsniveaus der Kanäle eines empfangenen und übertragenen, spektral gemultiplexten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein optisches Ausgleichsmodul (4) umfasst, welches enthält: – Mittel (18, 19, 21) zum Messen der jeweiligen Niveaus der optischen Leistung der spektral gemultiplexten optischen Kanäle, die dieses Modul empfängt und sendet; – Verarbeitungsmittel (20) zum Bestimmen desjenigen unter den Kanälen des empfangenen optischen Signals, der das niedrigste Leistungsniveau hat, um ein Referenzniveau festzulegen, das diesem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Leistungsniveau entspricht, das anhand der Kanäle mit Leistungsniveaus, die nahe an diesem niedrigsten Leistungsniveau liegen, festgelegt ist, um wenigstens einen Dämpfungswert, der vorgesehen ist, um auf die Kanäle mit hohen Leistungsniveaus angewandt zu werden, anhand der Differenz zwischen einem Leistungsniveau, das von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleitet wird, und dem Referenzniveau festzulegen, wenn diese Differenz größer als ein gegebener Schwellwert ist; – regelbare Dämpfungsmittel (5), die durch die Verarbeitungsmittel gesteuert sind und in der Lage sind, getrennt auf die Leistungsniveaus der Kanäle des optischen Signals einzuwirken und die von den Verarbeitungsmitteln festgelegte Dämpfung in jedem der Kanäle, für die hohe Leistungsniveaus gemessen worden sind, herbeizuführen, wobei die Mittel zum Messen mit den Verarbeitungsmitteln, denen sie die Messwerte des Leistungsniveaus pro Kanal liefern, verbunden sind, die Verarbeitungsmittel mit den Dämpfungsmitteln über Schnittstellenmittel (17) verbunden sind, die es erlauben, auf die Dämpfungsmittel einzuwirken, um zu erreichen, dass jenseits der Dämpfungsmittel alle Kanäle schließlich wenigstens ungefähr gleiches Leistungsniveau haben.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel wenigstens ein abstimmbares photoreffaktives Filter (16a) umfassen, dessen Mittenfrequenz so regelbar ist, dass sie durch die Verarbeitungsmittel in einem Bereich von Wellenlängen abstimmbar ist, die denen des spektral gemultiplexten optischen Signals entsprechen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel ein abstimmbares photoreffaktives Filter (16a, 16n) pro Kanal umfassen, wobei jedes Filter eine regelbare Mittenfrequenz hat, um von den Verarbeitungsmitteln in einem Wellenlängenbereich abgestimmt werden zu können, der wenigstens einem Teil desjenigen entspricht, den sich die Kanäle des spektral gemultiplexten optischen Signals teilen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird.
System nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel ein oder mehrere abstimmbare photoreffaktive sogenannte Brigg-Filter enthalten.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photoreffaktive Filter (16a), insbesondere Brigg-Filter, enthalten, die in Reihe entlang einer optischen Wellenleiterstruktur, insbesondere vom Fasertyp, angeordnet sind.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photoreffaktive Filter (16a), insbesondere Brigg-Filter, enthalten, die in Reihe angeordnet und dabei auf mehrere Wellenleiterstrukturen, insbesondere mehrere optische Fasern, verteilt sind, um individuell durch mechanische Verformung oder Veränderung der Temperatur der sie tragenden Struktur oder Faser abgestimmt werden zu können.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photoreffaktive Filter (16a), insbesondere Brigg-Filter, enthalten, die auf Wellenleiterstrukturen, insbesondere optische Fasern, verteilt sind, die Schnittstellenmitteln (17) zugeordnet sind, die es ermöglichen, sie selektiv durch Streckung oder Druck unter der Steuerung von Verarbeitungsmitteln (20) zu verformen, um die Abstimmregelung dieser Filter zu gewährleisten.
System nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Mittel zum Messen der jeweiligen optischen Leistungsniveaus der Kanäle des empfangenen spektral gemultiplexten optischen Signals enthalten: – einen optischen Koppler (18) zum Abgreifen eines kleinen Anteils des empfangenen und zu überwachen den spektral gemultiplexten optischen Signals durch Kopplung; – Mittel (19) zum Extrahieren des jedem Kanal entsprechenden Teils in einem abgegriffenen Signalanteil, die wenigstens ein photorettaktives Filter (22) umfassen, dessen Mittenfrequenz so regelbar ist, dass es in einem Bereich von Wellenlängen abstimmbar ist, die denen des spektral gemultiplexten optischen Signals entsprechen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird; und – Mittel (21) zum Messen der optischen Leistung, die wenigstens einen Photodetektor (13) umfassen, der dem oder einem der abstimmbaren photoreffaktiven Filter über den optischen Koppler (18) zugeordnet ist, der einen Anteil des spektral gemultiplexten optischen Signals abgreift, um das optische Leistungsniveau pro Kanal in dem abgegriffenen Signalanteil zu messen.
Verfahren zum Niveauausgleich der Leistungen der Kanäle eines spektral gemultiplexten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: - Bestimmen des Leistungsniveaus jedes Kanals des spektral gemultiplexten optischen Signals; – Herbeiführen einer Dämpfung in den Kanälen, die hohe Leistungsniveaus in Bezug auf ein Referenzniveau haben, das dem Leistungsniveau des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Niveau entspricht, das anhand der Leistungsniveaus der Kanäle festgelegt ist, die Leistungsniveaus nahe dem des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau haben, wobei die an den Kanälen mit hohen Leistungsniveaus herbeigeführte Dämpfung der Differenz zwischenz einem von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleiteten Leistungsniveau und dem Referenzniveau entspricht. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Kanä1en mit hohen Leistungsniveaus im Bezug auf das durch das Leistungsniveau des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau gebildete Referenzniveau herbeigeführte Dämpfung der Differenz zwischen einem anhand der Leistungsniveaus der Kanäle mit hohen Leistungsniveaus festgelegten. mittleren Leistungsniveau und dem Referenzniveau entspricht. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es auf alle Kanäle mit Ausname des Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau eine Dämpfung anwendet, die der Differenz zwischen einem mittleren Leistungsniveau, das anhand der Leistungsniveaus der anderen Kanäle als desjenigen Kanals mit dem niedrigsten Leistungsniveau festgelegt wird, und dem durch das niedrigste Leistungsniveau gebildeten Referenzniveau entspricht. System zum Ausgleichen der jeweiligen Leistungsniveaus der Kanäle eines empfangenen und übertragenen, spektral gemultiplexten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein optisches Ausgleichsmodul (4) umfasst, welches enthält: – Mittel (18, 19, 21) zum Messen der jeweiligen Niveaus der optischen Leistung der spektral gemultiplexten optischen Kanäle, die dieses Modul empfängt und sendet; – Verarbeitungsmittel (20) zum Bestimmen desjenigen unter den Kanälen des empfangenen optischen Signals, der das niedrigste Leistungsniveau hat, um ein Referenzniveau festzulegen, das diesem niedrigsten Leistungsniveau oder einem Leistungsniveau entspricht, das anhand der Kanäle mit Leistungsniveaus, die nahe an diesem niedrigsten Leistungsniveau liegen, festgelegt ist, um wenigstens einen Dämpfungswert, der vorgesehen ist, um auf die Kanäle mit hohen Leistungsniveaus angewandt zu werden, anhand der Differenz zwischen einem Leistungsniveau, das von den Leistungsniveaus dieser Kanäle mit hohen Leistungsniveaus abgeleitet wird, und dem Referenzniveau festzulegen, wenn diese Differenz größer als ein gegebener Schwellwert ist; – regelbare Dämpfungsmittel (5), die durch die Verarbeitungsmittel gesteuert sind und in der Lage sind, getrennt auf die Leistungsniveaus der Kanäle des optischen Signals einzuwirken und die von den Verarbeitungsmitteln festgelegte Dämpfung in jedem der Kanäle, für die hohe Leistungsniveaus gemessen worden sind, herbeizuführen, wobei die Mittel zum Messen mit den Verarbeitungsmitteln, denen sie die Messwerte des Leistungsniveaus pro Kanal liefern, verbunden sind, die Verarbeitungsmittel mit den Dämpfungsmitteln über Schnittstellenmittel (17) verbunden sind, die es erlauben, auf die Dämpfungsmittel einzuwirken, um zu erreichen, dass jenseits der Dämpfungsmittel alle Kanäle schließlich wenigstens ungefähr gleiches Leistungsniveau haben.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel wenigstens ein abstimmbares photorefraktives Filter (16a) umfassen, dessen Mittenfrequenz so regelbar ist, dass sie durch die Verarbeitungsmittel in einem Bereich von Wellenlängen abstimmbar ist, die denen des spektral gemultiplexten optischen Signals entsprechen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel ein abstirrrmbares photorefraktives Filter (16a, 16n) pro Kanal umfassen, wobei jedes Filter eine regelbare Mittenfrequenz hat, um von den Verarbeitungsmitteln in einem Wellenlängenbereich abgestimmt werden zu können, der wenigstens einem Teil desjenigen entspricht, den sich die Kanäle des spektral gemultiplexten optischen Signals teilen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird. System nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel ein oder mehrere abstimmbare photorefraktive sogenannte Bragg-Filter enthalten.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photorefraktive Filter (16a), insbesondere Bragg-Filter, enthalten, die in Reihe entlang einer optischen Wellenleiterstruktur, insbesondere vom Fasertyp, angeordnet sind.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photorefraktive Filter (16a), insbesondere Bragg-Filter, enthalten, die in Reihe angeordnet und dabei auf mehrere Wellenleiterstrukturen, insbesondere mehrere optische Fasern, verteilt sind, um individuell durch mechanische Verformung oder Veränderung der Temperatur der sie tragenden Struktur oder Faser abgestimmt werden zu können.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Dämpfungsmittel abstimmbare photorefraktive Filter (16a), insbesondere Bragg-Filter, enthalten, die auf Wellenleiterstrukturen, insbesondere optische Fasern, verteilt sind, die Schnittstellenmitteln (1?) zugeordnet sind, die es ermöglichen, sie selektiv durch Streckung oder Druck unter der Steuerug von Verarbeitungsmitteln (20) zu verformen, um die Abstimmregelung dieser Filter zu gewährleisten. System nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein optisches Ausgleichsmodul umfasst, dessen Mittel zum Messen der jeweiligen optischen Leistungsniveaus der Kanäle des empfangenen spektral gemultiplexten optischen Signals enthalten: – einen optischen Koppler (18) zum Abgreifen eines kleinen Anteils des empfangenen und zu überwachenden spektral gemultiplexten optischen Signals durch Kopplung; – Mittel (19) zum Extrahieren des jedem Kanal entsprechenden Teils in einem abgegriffenen Signalanteil, die wenigstens ein photoretraktives Filter (22) umfassen, dessen Mittonfrequenz so regelbar ist, dass es in einem Bereich von Wellenlängen abstimmbar ist, die denen des spektral gemultiplexten optischen Signals entsprechen, das von der dieses Modul aufweisenden Verbindung empfangen und übertragen wird; und – Mittel (21) zum Messen der optischen Leistung, die wenigstens einen Photodetektor (13) umfassen, der dem oder einem der abstimmbaren photorefraktiven Filter über den optischen Koppler (18) zugeordnet ist, der einen Anteil des spektral gemultiplexten optischen Signals abgreift, um das optische Leistungsniveau pro Kanal in dem abgegriffenen Signalanteil zu messen.