DE69630812T2

DE69630812T2 - Optische übertragungssysteme mit optischen verstärkern und wellenlängenmultiplexierung

Info

Publication number: DE69630812T2
Application number: DE69630812T
Authority: DE
Inventors: Byron Kim ROBERTS; Stephen Maurice O'SULLIVAN; Dean Gregory MAY
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JPH11514180A; DE69630812D1; US5801858A; CN1228220A; HK1054135A1; EP0908034A1; US6067179A; AU7689096A; CA2257495A1; DE69636554T2; CN1149773C; CN100431289C; CA2257495C; JP3544210B2; CN1501618A; US6101016A; EP0908034B1; EP1296470A3; EP1296470B1; DE69636554D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung ist auf optische Übertragungssysteme und -verfahren zur Übertragung von Informationen über optische Netze sowie insbesondere auf optische Übertragungssysteme und -verfahren gerichtet, die optische Verstärker und eine Wellenlängen-Multiplexierung verwenden.
Stand der Technik
Die Betriebsleistung von eine übliche Reichweite aufweisenden optischen Einrichtungen begrenzt den Abstand zwischen den Leitungs-Endausrüstungen (LTE) und Regenerations- oder Zwischen-Verstärkerausrüstungen auf ungefähr 80 km (20 dB bei 0,25 dB/km) bei nicht-dispersionsverschobenen oder dispersionsverschobenen Lichtleitfasern. Die Beschränkung auf 80 km wird durch die physikalische Beeinträchtigung des übertragenen optischen Signals aufgrund der optischen Dispersion und der optischen Dämpfung hervorgerufen. Die Dispersionsbzw. Dämpfungsgrenzen können beide durch die Einführung einer externen Modulation, die Verwendung einer dispersionsverschobenen Lichtleitfaser, einer optischen Verstärker-Technologie und der Wellenlängen-Multiplex-(WDM)-Technologie auf über 80 km erweitert werden.
Wenn Mehrband-Übertragungssysteme konstruiert werden, sind drei wichtige Punkte, die zu berücksichtigen sind, die Anzahl der erforderlichen Verstärker (1), der Verstärkungsabfall (2) und der Ausfallschutz (3).

(1) Optische Verstärker sind aufwendige Einheiten, so dass die Anzahl und Typen von Einheiten, die erforderlich sind, um eine vorgegebene Datenverbindung zu realisieren, ein wichtiger Konstruktionsparameter für ein optisches Netz ist.

Es gibt drei allgemeine Typen von optischen Verstärkern: Nachverstärker, die mit einem Sender verbunden sind, um die Ausgangsleistung zu verstärken; Leitungsverstärker, die eine Verstärkung entlang der Strecke hervorrufen, und Vorverstärker, die die Empfindlichkeit von optischen Verstärkern verbessern. Diese unterschiedlichen Arten von Verstärkern ergeben unterschiedliche Ausgangsleistungen, verwenden unterschiedliche Eingangspegel und weisen allgemein unterschiedliche Rauschzahl-Forderungen auf.
Eine Möglichkeit zur Verringerung der Anzahl von optischen Verstärkern besteht in der Verwendung der Wellenlängenmultiplex- (WDM)-Technologie. Die Verwendung der WDM-Technologie verringert die Stränge von Lichtleitfaserkabeln, die erforderlich sind, um eine Kommunikations-Verbindungsstrecke herzustellen, und sie kann eine Vergrößerung der Kapazität gegenüber vorhandenen Lichtleitfaser-Strecken um ein Vielfaches ergeben. Die Möglichkeiten zur Leitweglenkung von Signalen sind ebenfalls von Bedeutung.
Beispielsweise erfüllen WDM-Filter die Funktion des Koppelns der Pumpquellen-Laserwellenlänge mit der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser. Drei-Port-WDM-Filter werden derzeit zum Koppeln mehrfacher Wellenlängen in die und aus der Übertragungs-Lichtleitfaser verwendet.
Ein Vier-Port-WDM-Koppler zur Realisierung eines bidirektionalen optischen Verstärkermoduls unter Verwendung eines unidirektionalen optischen Verstärkers ist in dem US-Patent 5,452,124 (Baker, erteilt am 19. September 1995 und übertragen auf die Williams Telecommunications Group) beschrieben.
Isolatoren sind ebenfalls Ausrüstungen, die in WDM-Systemen verwendet werden, und ihre Funktion besteht darin, dass es einem optischen Signal ermöglicht wird, in einer einzigen Richtung zu passieren. Wenn optische Isolatoren im Inneren eines optischen Verstärkers verwendet werden, so machen sie den Verstärker zu einem von Natur aus unidirektionalen Bauteil. Es ist bekannt, Isolatoren innerhalb von Verstärkungsbereichen eines optischen Verstärkers zu verwenden. Das US-Patent 5,280,549 (Banard et al, erteilt am 18. Januar 1994 und übertragen auf die National Research Council of Kanada) offenbart einen frequenzabhängigen optischen Isolator, der es Signalen ermöglicht, nur in einer Richtung zu passieren, so dass zwei Signale entsprechend ihrer Frequenzen isoliert werden können.

(2) Die Verwendung von Erbium dotierten Lichtleitfaser-Verstärkern (EDFA) für die bidirektionale Mehrkanal-Übertragung ist übliche Praxis. Von großer Bedeutung in Netzanwendungen ist die Konfiguration des optischen Verstärkers und welche Signalwellenlänge in Verbindung mit der Pump-Wellenlänge verwendet wird. Weil die Verstärkung des Verstärkers für alle ankommenden Wellenlängen nicht einwandfrei eben ist, sind die genauen zu verwendenden Wellenlängen eine Funktion der Verstärkungsänderungen der unterschiedlichen verfügbaren Pumpen. Der Verstärkungsabfall ist ein wesentlicher zu berücksichtigender Punkt, wenn Mehrband-Übertragungssysteme ausgelegt werden. Der Verstärkungsabfall misst die Änderung in dem Profil der Verstärkung für jeden Übertragungskanal, bei dem Ist-Wert der Verstärkung des Verstärkermoduls bezüglich des Verstärkungsprofils bei dem Nennwert der Verstärkung, das heißt bei dem Wert, für den der Verstärker ausgelegt ist. Dies heißt mit anderen Worten, dass sich die Verstärkungsabfallfunktion mit dem Verbindungsstreckenverlust ändert. Diese Funktion hängt lediglich von den physikalischen Eigenschaften des Dotierungsmittels, in dem Gast-Lichtleitfaser-Glas ab und ist von Interesse, wenn Signale von mehr als einem Kanal oder einer Richtung gleichzeitig die gleiche Lichtleitfaser gemeinsam nutzen.

Bisher wurden noch keine chemischen Lösungen zur Behandlung des Verstärkungsabfallproblems gefunden. Dotierungsmittel, Fluorid usw., können dazu beitragen, das Verstärkungsprofil abzuflachen, sie lösen jedoch nicht den Verstärkungsabfall. Elektronische Lösungen werden derzeit untersucht.
Eine Lösung besteht in der „Verstärkungsklemmung", was bedeutet, dass die Verstärkung des Verstärkers auf allen Kanälen mit einem Leerlauf- oder Laser-Element konstant gehalten wird. Diese Lösung erfordert jedoch die Verwendung der doppelten Anzahl von Laserpumpen zur Lieferung der erforderlichen zusätzlichen Photonen.
Eine andere Lösung ist die „Verlustauffüllung", die die Abstimmung des Verlustes jedes Übertragungs-Streckenabschnitts zur Anpassung an den Nennwert für den Verstärker bedingt, oder mit anderen Worten, den Betrieb aller Verstärker der Verbindungsstrecke bei ihren Nennverstärkungen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass sie es erfordert, dass Dämpfungsglieder in jedem Übertragungs-Streckenabschnitt angeordnet werden, und sie ist bei Vorliegen von Änderungen der Verluste und der optischen Leistungen mit der Zeit und der Temperatur nicht sehr robust.
„Verstärkungsklemm"-Verfahren in Kombination mit „Verlust-Auffüll"-Verfahren verbessern geringfügig die Robustheit des Systems, unter Inkaufnahme von wesentlich aufwendigeren Pump-Lasern.
Eine weitere Lösung zur Berücksichtigung des Verstärkungsabfall-Problems besteht in der Verwendung eines einstellbaren optischen Filters. Der relative Verlust zwischen unterschiedlichen Wellenlängen könnte dann durch mechanische oder elektrische Steuerung eingestellt werden. Die beste Position für ein derartiges Filter ist innerhalb des Verstärkers. Das Filter erfordert eine Einstellbarkeit am Anwendungsort oder noch besser, eine kontinuierliche Kontrolle durch Messen des Leistungspegels bei jeder Wellenlänge. Diese Filter können in einigen Jahren preislich vertretbar sein, doch sind sie derzeit sehr aufwendig und werden daher nicht verwendet.
Der Stand der Technik ergibt keinerlei kosteneffektive Lösungen zur Verstärkung von bidirektionalen optischen Mehrkanal-Signalen. Zusätzlich ist eine effektive Realisierung von Vier-Port-WDM-Filtern schwierig, und zwar aufgrund des durch das Filter eingeführten Verlustes, des Verstärkungsabfalls und der Ausfallschutzprobleme. Die bekannten Lösungen und Konfigurationen befassen sich nicht mit der Kontrolle des Verstärkungsabfalls oder mit dem Ausfallschutz für die Übertragung in Mehrkanal-Verstärkern.

(3) Um die gewünschte Verfügbarkeit von Netzverbindungen aufrechtzuerhalten, ist es in der Telekommunikations-Industrie übliche Praxis, redundante Ausrüstungen zu realisieren, so dass bei Ausfall einer Einheit eine andere sehr schnell an deren Stelle eingeschaltet werden kann. Dies wird als eine Ausfall-Schutzschaltung bezeichnet. Die Anzahl und Art der Verstärker, die als Ersatzeinheiten bereitgehalten müssen, ist ebenfalls von Bedeutung. Die Verringerung der Anzahl von unterschiedlichen Arten von Ausrüstungen in einem Netz verringert die Anzahl von Arten von Reserveeinheiten, und verringert, über übliche Reservehaltungs-Statistiken, beträchtlich die Gesamtzahl von Reserveeinheiten, die der Netzbetreiber kaufen und sofort verfügbar haben muss.

Es sind vier allgemeine Arten von Schutz- oder Ersatzschaltungen bekannt: „1 + 1"-Schutz, wobei ein Satz von Ausrüstungen einen anderen Satz von Ausrüstungen auf der Grundlage eines angepaßten Paares schützt; „1 : N"-Schutz, bei dem ein Satz von Ausrüstungen N andere Sätze schützt; „Ring"-Schutz und „Kreuzverbindungs"-Schutz.
Schutzprotokolle können als „bidirektionale Schutzschaltungen" und „unidirektionale Schutzschaltungen" konfiguriert werden. Das Schutzprotokoll hat nichts mit der Übertragungsrichtung auf der Lichtleitfaser zu tun, es ist nur die Schutzschaltungs-Protokollart. Telekommunikations-Verkehr kann von seiner Eigenart her bidirektional sein, wie zum Beispiel Sprache-Verbindungen, oder unidirektional, wie zum Beispiel CATV-(Kabelfernseh-)Signale. Bidirektionaler Verkehr bedeutet, dass die Daten in beiden Richtungen übertragen werden. Bidirektional bedeutet weiterhin, dass während eine vorgegebene Schaltung in einer Richtung unterbrochen ist, sich ein minimaler Nachteil bei der Unterbrechung der anderen Richtung der gleichen Schaltung ergibt.
Eine unidirektionale Schutzschaltung schaltet lediglich eine Richtung eines Kreises oder einer Schaltung um, nämlich die Richtung, die einen Schutz erfordert, wenn lediglich eine Richtung beeinträchtigt ist. Im Gegensatz hierzu versucht eine bidirektionale Schutzschaltung, in allen Fällen beide Richtungen zusammen umzuschalten.
Eine Ring-Topologie mit einem „1 + 1"-Schutz ergibt wesentliche Vorteile im Vergleich mit einer linearen oder „1 : N"-Topologie. Wenn mehr als eine Wellenlänge von einem optischen Verstärker übertragen wird, und lediglich ein Signal zu einer Zeit geschützt werden kann, wie in einem „1 : N"-System, so werden, wenn dieser Verstärker ausfällt, einige der Signale nicht geschützt. Dies beeinträchtigt in schwerwiegender Weise die Verfügbarkeit von Verbindungen oder Kreisen, die in diesen Signalen übertragen werden. Die nachfolgenden Verfahren ermöglichen es, dass Signale mit mehrfachen Wellenlängen durch einen Verstärker in effektiver Weise geschützt werden.
Elektrische und bald auch optische Kreuzverbindungen können die vorstehenden und allgemeinere Schutz- oder Wiederherstellungs-Topologien realisieren. Kreuzverbindungen sind jedoch im allgemeinen nicht so schnell in ihrer Schutzwirkung, wie Übertragungs-Ausrüstungen, die die vorstehend genannten drei Schutzverfahren realisieren, und sie werden daher allgemein zur Realisierung einer Wiederherstellung und nicht eines Schutzes verwendet.
Die EP 0 617 527 offenbart ein wellenlängenmultiplexiertes, optisches Übertragungssystem, bei dem die Verstärkerstufe Verstärker für das multiplexierte Signal sowie Verstärker für die einzelnen Kanäle einschließt.
Die EP 0 445 364 und die Veröffentlichung „Wavelength Routing For Long Haul Networks", von G. R. Hill et al., in „World Prosperity Through Communications", Boton, 11.–14. Juni 1989, Band 2 von 3, Seiten 734–738, XP000075239 offenbaren jeweils ebenfalls die räumliche Trennung von Kanälen in einem Wellenlängenmultiplex-System für die getrennte Verstärkung.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mit mehrfachen Wellenlängen arbeitende Übertragungssysteme mit optischen Verstärkern und einer Wellenlängenmultiplexierung zu schaffen, die einige oder alle Nachteile verringern oder mildern, die bei den Lösungen nach dem Stand der Technik auftreten.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine verbesserte Lösung für die Konstruktion von Mehrkanal-Übertragungssystemen zu schaffen, um es zu ermöglichen, dass mehrfache Wellenlängen von dem gleichen optischen Verstärker verstärkt und über die gleiche Lichtleitfaser übertragen werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Mehrfach-Wellenlängen-Systemen mit einer reduzierten Anzahl von Verstärkern und anderer optischer Bauteile, wie zum Beispiel Dispersions-Kompensations-Modulen, was es dem System ermöglicht, größere Verluste von dem Außennetz-Lichtleitfaserkabel zu tolerieren.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Mehrfach-Wellenlängen-Systemen mit einer reduzierten Anzahl von optischen Bauteilen, die implizit eine verringerte Anzahl von Reservebauteilen für Schutzeinrichtungen erfordern.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragung von optischen Mehrkanal-Signalen über eine Übertragungsstrecke geschaffen, die sich zwischen einem ersten und zweiten Knoten erstreckt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Definieren eines ersten Übertragungsbandes, das einer ersten Übertragungsrichtung zugeordnet ist, und eines zweiten Übertragungsbandes, das einer zweiten Übertragungsrichtung zugeordnet ist;
Auswahl von K Kanälen in dem ersten Übertragungsband, wobei K eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, und von M Kanälen in dem zweiten Übertragungsband, worin M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist, wobei alle K Kanäle einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen;
Übertragen eines ersten optischen Mehrkanal-Signals, das alle die KKanäle in dem ersten Übertragungsband umfasst, und eines zweiten optischen Mehrkanal-Signals, das alle die M Kanäle in dem zweiten Übertragungsband umfasst, zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten;
Bereitstellen eines optischen Wellenlängenmultiplex- (WDM)-Verstärkers zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten, wobei der optische Verstärker erste und zweite Verstärkungsbereiche einschließt; und
getrenntes Verstärken des ersten optischen Mehrkanal-Signals und des zweiten optischen Mehrkanal-Signals in den ersten bzw. zweiten Verstärkungsbereichen.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein optischer bidirektionaler Regenerator für eine Mehrkanal-Telekommunikation unter Verwendung einer Wellenlängenmultiplexierung geschaffen, der folgendes umfasst:
erste Teilereinrichtungen zur räumlichen Aufteilung eines ersten optischen Mehrkanal-Signals in ein erstes optisches Bandsignal und ein zweites optisches Bandsignal, wobei das erste optische Bandsignal zumindest zwei Kanäle umfasst, die so ausgewählt sind, dass sie einen im Wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen;
ein Regenerator-Modul zum Empfang des ersten optischen Bandsignals und des zweiten optischen Bandsignals von den ersten Tellereinrichtungen, zur getrennten Verstärkung dieser Bandsignale, und zur Lieferung eines verstärkten ersten optischen Bandsignals und eines verstärkten zweiten optischen Bandsignals;
zweite Tellereinrichtungen zur erneuten Kombination des verstärkten ersten optischen Bandsignals mit dem verstärkten zweiten optischen Bandsignal zu einem zweiten optischen Mehrkanal-Signal; und
einen WDM-Teiler, der mit einer optischen Übertragungs-Strecke zur Rekonfiguration eines bidirektionalen optischen Eingangssignals in das erste optische Mehrkanal-Signal und zur Rekonfiguration des zweiten optischen Mehrkanal-Signals in ein bidirektionales optisches Ausgangssignal verbunden ist.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein optisches Mehrkanal-Telekommunikations-System geschaffen, das eine optische Verstärkung und eine Wellenlängenmultiplexierung verwendet, mit:
K optischen Sendern Txk für das erste Band, an einer ersten Stelle, worin k eine ganze Zahl ist, die von 1 bis K reicht und K eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, wobei jeder optische Verstärker für das erste Band in der Lage ist, ein zugehöriges optische Signal S1k abzustrahlen, das eine Wellenlänge aufweist, die aus einem ersten Übertragungsband ausgewählt ist, das einer ersten Übertragungs-Richtung zugeordnet ist, wobei die K optischen Signale des ersten Bandes einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen;
M optischen Sendern Txm für das zweite Band an einer zweiten Stelle, wobei m eine ganze Zahl ist, die von 1 bis M reicht, und M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist, wobei jeder optische Sender für das zweite Band in der Lage ist, ein zugehöriges optisches Signal S2m mit einer Wellenlänge abzustrahlen, die aus einem zweiten Übertragungsband ausgewählt ist, das einer zweiten Übertragungsrichtung zugeordnet ist;
K optischen Empfängern Rxk für das erste Band an der zweiten Stelle (B), wobei jeder optische Empfänger für das erste Band in der Lage ist, ein optisches Signal zu empfangen, das von einem optischen Sender für das erste Band abgestrahlt wird;
M optischen Verstärkern Rxm für das zweite Band an der ersten Stelle (A), wobei jeder optische Empfänger für das zweite Band in der Lage ist, ein optisches Signal zu empfangen, das von einem optischen Sender für das zweite Band abgestrahlt wird;
ersten Tellereinrichtungen und zweiten Tellereinrichtungen zum Lenken der K optischen Signale S1k des ersten Bandes von den optischen Sendern Txk des ersten Bandes an die optischen Empfänger Rxk für das erste Band, und zum Lenken der M optischen Signale S2m des zweiten Bandes von den optischen Sendern Txm des zweiten Bandes zu den optischen Empfängern Rxm des zweiten Bandes über einen optischen Übertragungspfad, der sich von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle erstreckt; und
optische Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Verstärkereinrichtungen (52) zwischen der ersten Stelle (A) und der zweiten Stelle (B), wobei die optischen Verstärkereinrichtungen Einrichtungen zur getrennten Verstärkung der optischen Signale des ersten Bandes und der optischen Signale des zweiten Bandes einschließen.
Ein größerer Vorteil des optischen Übertragungssystems, des Regenerators und des Verfahrens gemäß dieser Erfindung besteht darin, dass mehrfache Wellenlängen in dem 1550 nm Fenster des Bandes eines mit Erbium dotierten Lichtleitfaser-Verstärkers (EFDA) ohne schwerwiegende Verstärkungsabfall-Beeinträchtigungen realisiert werden können. Dies ermöglicht eine Verringerung der unterschiedlichen Arten von Ausrüstungen in einem Netz, wodurch andererseits die Anzahl von Typen von Reserveeinheiten verringert wird und über Standard-Reservehaltungs-Statistiken beträchtlich die Gesamtzahl von Reserveeinheiten verringert wird, die der Netzbetreiber kaufen und jederzeit verfügbar haben muss.
Beispielsweise können vier Kanäle pro Richtung durch eine Konfiguration unterstützt werden, die eine räumliche Trennung und eine WDM-Wellenlängen-Wahl gemäß dieser Erfindung verwendet.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der optischen Übertragungssysteme gemäß dieser Erfindung besteht darin, dass eine verringerte Anzahl von Lichtleitfasern zum Einsatz derartiger Systeme verwendet werden muss, was besonders bedeutsam ist, wenn ein Mangel an Lichtleitfasern auf einer vorgegebenen Route vorhanden ist. Als Ergebnis verringern Übertragungssysteme gemäß dieser Erfindung auch die Systemkosten, wenn mehr als zwei Wellenlängen pro Verstärker verstärkt werden. Die verringerte Auswirkung der Verluste der anderen optischen Bauteile ermöglicht es dem System, einen größeren Verlust von außerhalb der Anlage liegenden Lichtleitfaserkabeln zu tolerieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, wie sie in den beigefügten Zeichnungen erläutert sind, in denen:
1A eine Konfiguration eines Übertragungssystems unter Verwendung von Drei-Port-WDM-Teilern zeigt;
1B eine Konfiguration eines Übertragungssystems unter Verwendung eines Vier-Port-WDM-Teilers zeigt;
2A die Verstärkung für zwei Kanäle zeigt, wenn der Verstärker bei der Nennverstärkung arbeitet;
2B die Verstärkung für die zwei Kanäle nach 1A zeigt, wenn das Verstärkermodul mit einer Verstärkung arbeitet, die niedriger als die Nennverstärkung ist;
2C ein schematisches Diagramm ist, das den Verstärkungsabfall pro dB der Verstärkungsänderung für die interessierenden Bänder zeigt;
3 ein Blockschaltbild eines optischen Verstärkers unter Verwendung einer räumlichen Trennung zeigt;
4 ein Blockschaltbil eines bidirektionalen Regenerators ist;
5 drei Beispiele der Auswahl der Wellenlänge für optische Mehrkanal-Übertragungssysteme zeigt;
6 eine mehrfache Übertragungs-Streckenabschnitte aufweisende optische Übertragungssystem-Konfiguration ist, die gemeinsame WDM-Systemen-Vor-/Nachverstärkungsmodule verwendet;
7A ein gepaartes optisches Übertragungssystem ist, das die Einsparung an Lichtleitfaser-Übertragungs-Streckenabschnitten für Arbeits- und Schutz-Verbindungsstrecken einer linearen 1 : 1-Konfiguration zeigt;
7B gepaarte, zweifach gestapelte Zwei-Lichtleitfaser-Ringe unter Verwendung von WDM-Verstärkermodulen zeigt; und
7C eine gepaarte Vier-Lichtleitfaser-Ringkonfiguration, unter Verwendung von WDM-Verstärkermodulen ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
WDM-Koppler oder -Teiler sind Filter, die zur Trennung oder Kombination optischer Signale entsprechend ihrer Wellenlänge verwendet werden. Beispielsweise wird ein WDM-Koppler zum Koppeln des Lichtes von der Laserquelle in den Verstärkungsbereich eines EDFA verwendet. Diese Koppler sind in optischen Mehrkanal-Systemen sehr nützlich, die Isolationsforderungen in WDM-Systemen können jedoch ein schwerwiegender Punkt aufgrund der Mehrpfad-Störungen aufgrund einer nicht perfekten Isolation der Teiler sein. Übliche Drei-Port-WDM-Koppler können in einer Konfiguration verwendet werden, wie sie in den Beispielen nach 1A gezeigt ist. 1A zeigt eine bidirektionale Verbindung zwischen Stellen oder Standorten A und B, wobei Kanäle mit Wellenlängen λ₁ und λ₂ die gleiche Lichtleitfaser 1 verwenden. Der WDM-Teiler 2 an der Stelle A verbindet den Sender Tx1 mit der Lichtleitfaser 1 über die Ports 4 und 3, um ein optisches Signal S1 mit einer Wellenlänge λ₁ auf die Lichtleitfaser 1 abzustrahlen. Der WDM-Teiler 2 verbindet weiterhin die Lichtleitfaser 1 mit einem Empfänger Rx2 über Ports 3 und 5, um ein optisches Signal S2 mit einer Wellenlänge λ₂ von der Lichtleitfaser 1 zum Empfänger Rx2 zu lenken. In ähnlicher Weise ist der WDM-Teiler 6 mit dem Port 7 mit der Lichtleitfaser 1 und mit dem Port 8 zu einem Sender Tx2 verbunden, um optische Signale S2 auf die Lichtleitfaser 1 abzustrahlen, während der Port 9 mit einem Empfänger Rx1 zum Lenken des optischen Signals S1 von der Lichtleitfaser 1 an den Empfänger Rx1 verbunden ist.
Das Vier-Port-Filter, das in dem weiter oben genannten US-Patent 5,452,124 (Baker) beschrieben ist, kann zur Erzielung einer bidirektionalen Verstärkung unter Verwendung eines unidirektionalen Verstärkers verwendet werden. Eine bidirektionale Systemkonfiguration unter Verwendung eines derartigen Vier-Port-WDM-Teilers ist in 1B gezeigt. Die Stellen A und B haben eine ähnliche Konfiguration wie in 1A. Ein optisches Signal S1 mit einer Wellenlänge λ₁ breitet sich von der Stelle A zur Stelle B aus, während sich ein optisches Signal S2 mit einer Wellenlänge λ₂ in einer entgegengesetzten Ausbreitungsrichtung ausbreitet, nämlich von der Stelle B zur Stelle A. Der Vier-Port-WDM-Teiler 10 ist an der Stelle C zusammen mit einem unidirektionalen optischen Verstärker 15 vorgesehen. Der Teiler 10 lenkt den Verkehr derart, dass beide Kanäle die gleiche Richtung in dem Verstärkungsteil des Verstärkers 15 haben. Somit werden die Signale S1 und S2, die an den Ports 11 bzw. 12 empfangen werden, in der gleichen Richtung gelenkt, um am Port 13 auszutreten, der mit dem Eingangsport des optischen Verstärkers 15 verbunden ist. Die verstärkten Signale S1 und S2 kommen an dem Port 14 des WDM-Filters 10 in der gleichen Übertragungsrichtung an und werden auf die Lichtleitfaser 1 in der passenden Richtung, entsprechend der Wellenlänge λ₁ oder λ₂ abgestrahlt.
Die Anzahl der Kanäle und die Wellenlänge jedes Kanals sind wichtige Konstruktionsparameter für optische Übertragungssysteme. Es wurde festgestellt, dass sich die Verstärkung eines optischen Verstärkers ändert, wenn die Leistung am Eingang von der Nennleistung verschieden ist (niedriger oder höher als diese ist), für die der Verstärker ausgelegt wurde. Diese Änderung der Verstärkung mit der Eingangsleistung, die als „Verstärkungsabfall" definiert ist, hängt weiterhin von der Kanal-Wellenlänge ab. Als ein Beispiel zeigt die 2A die Verstärkung der Übertragungskanäle 1 und 2, wenn das Verstärkermodul bei der Nennverstärkung arbeitet. 2B zeigt die Änderungen der Verstärkung der Kanäle λ₁ und λ₂, wenn der Ist-Wert der Verstärkung niedriger als Nennwert ist. Ein Betrieb bei einer höheren Verstärkung würde ein Profil mit der entgegengesetzten Neigung hervorrufen.
Die heutige Technologie von optischen Verstärkern arbeitet gut für die Verstärkung einzelner Wellenlängen. Die Verstärkungskurve über das 1550 nm-Durchlaßband einer installierten, dispersionsfreien Lichtleitfaser ist jedoch nicht eben, insbesondere in dem Bereich von 1530 bis 1542 nm. 2C zeigt die Änderung der Verstärkung bei jeder Wellenlänge, wenn die Verstärkung bei 1545 nm um 1 dB vergrößert wird. Beispielsweise würde die Verstärkung bei 1532 nm um 1,8 dB für jede Vergrößerung von 1,0 dB bei 1545 nm ansteigen. Dies ist 1,8 – 1,0 = 0,8 dB an Abfall/dB der Änderung in dem Übertragungsstreckenabschnitt-Verlust.
WDM wird allgemein nicht in dem 1530–1542 nm-Bereich verwendet, und zwar aufgrund der Verstärkungsspitze bei EDFA's auf Silika-Basis, die bewirkt, dass sich die Ausgangsleistung pro Kanal sehr stark in diesem Bereich ändert und in schwerwiegender Weise die Signalverstärkung außerhalb dieses Bereichs beeinflusst, wenn mehrere Verstärker kaskadiert werden. Die derzeitigen Lösungen, die sich mit diesem Problem befassen, schließen ein selektives Ändern der Eingangsleistung für jeden Kanal oder das Verbleiben in dem Bereich der ebenen Verstärkung ein. Die erste Lösung ruft eine beträchtliche Verringerung der Ausgangsleistung der einzelnen Kanäle hervor, und macht die Auslegung der Übertragungs-Streckenabschnitte schwierig. Die zweite Lösung begrenzt die Anzahl von Kanälen, die multiplexiert werden, und verhindert weiterhin die erneute Verwendung der großen eingebetteten Basis von OC-48-Verstärkem ohne die Hinzufügung von aufwendigen Wellenlängen-Adaptern.
Gemäß dieser Erfindung wird der Verstärkungsbereich von ungefähr 1528 nm bis 1560 nm in zwei Bänder aufgeteilt: „Blue" (blau) für 1528 bis 1543 nm und „Red" (rot) für 1547 bis 1560 nm. Die zwei Bänder sind räumlich für die Verstärkung getrennt. Die Wellenlänge innerhalb eines Bandes ist so gewählt, dass sie sich in Bereichen eines ähnlichen Verstärkungsabfalls befindet oder eine minimale Änderung des Verstärkungsabfalls/dB in dem jeweiligen „Red"- oder „Blue"-Band hat. Dies ist insbesondere für den „Blue"-Verstärkungsbereich wichtig, der große Änderung des Verstärkungsabfalls aufweist, wie dies in 2C gezeigt ist.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines bidirektionalen Lichtleiter-Verstärkers als Beispiel eines Erbium-dotierten Lichtleitfaser-Verstärkers (EDFA) 15, der eine räumliche Trennung gemäß dieser Erfindung verwendet. In dieser Beschreibung bezeichnen die Ausdrücke „aktive optische Lichtleitfaser" und „Verstärkungsbereich" einen Längenabschnitt der Lichtleitfaser, der mit einem Seltene-Erden-Element dotiert und mit gekoppelten Wellen zur Verstärkung optischer Signale gepumpt ist.
Wie dies in 3 gezeigt ist, sind die sich in dem Mittelabschnitt des optischen Verstärkers 15 ausbreitenden Signale in zwei Bändern gruppiert, in diesem Beispiel jeweils für eine Übertragungsrichtung. Der Verkehr in den roten und blauen Bändern ist physikalisch auf Lichtleitfasern 17 und 19 unter Verwendung eines ersten Drei-Port-WDM-Teilers 21 aufgeteilt. Die Signale auf den Lichtleitfasern 17 und 19 werden dann durch einen zweiten Drei-Port-WDM-Teiler 23 wieder kombiniert. Als Ergebnis hat der Verstärker zwei periphere Verstärkungsabschnitte 25 und 29 und zwei zentrale Verstärkungs-Längenabschnitte 27 und 31. Die Signale bewegen sich in beiden Richtungen an der Peripherie des Verstärkers in den Verstärkungsabschnitten 25 und 29 und in einer Richtung in den zentralen Längenabschnitten 27 und 31. Isolatoren 33, 35 und 37 sind ebenfalls vorgesehen und so gerichtet, dass ein bidirektionaler Betrieb zwischen den Bändern erzielt wird. Weil die „roten" und „blauen" Verstärkungs-Längenabschnitte räumlich getrennt sind, wird vorzugsweise eine getrennte Leistungssteuerung pro Richtung über eine getrennte Sättigung der Verstärkung und über eine Steuerung getrennter Pumpleistungen verwendet. Ausführungsformen des Verstärkermoduls, bei dem sich die Signale in der gleichen Richtung ausbreiten, können ebenfalls konstruiert werden, wobei in diesem Fall eine getrennte oder gemeinsame Steuerung pro Band verwendet werden kann.
Diese Architektur verringert beträchtlich die Wirkung des Verstärkungsabfalls zwischen zwei Bändern und die Mehrpfad-Interferenz aufgrund einer nicht vollständig einwandfreien Isolation der beiden Teiler. Unter Verwendung unterschiedlicher Richtungen in dem zentralen Bereich des EDFA sowie von zwei räumlich getrennten Bändern sind die Isolationsforderungen in den WDM-Teilern 21 und 23 erzielbar. Zusätzlich werden durch Trennen der Bänder innerhalb des Verstärkers und die Bereitstellung von Verstärkungsstufen außerhalb der Trennung die Rauschzahl- und Ausgangsfeistungs-Einbußen aufgrund der Verluste der WDM-Koppler verringert.
Die Lichtleitfaser weist unterschiedliche Dispersionscharakteristiken in Abhängigkeit von der für die Übertragung verwendeten Wellenlänge auf. Für eine übliche Monomode-Lichtleitfaser liegen die zwei interessierenden Haupt-Übertragungsfenster bei 1310 nm für eine nicht dispersionsverschobene Lichtleitfaser und bei 1550 nm für eine dispersionsverschobene Lichtleitfaser. Wenn eine nicht dispersionsverschobene Lichtleitfaser verwendet wird, so würde der Sender vorzugsweise mit Dispersionskompensationsmodulen (DCM) zur Verringerung der erheblichen Übertragungsbeeinträchtigung bei hohen Bitraten ausgerüstet werden.
4 ist ein Blockschaltbild eines bidirektionalen Regenerators, der gemäß dem räumlichen Trennverfahren der Erfindung aufgebaut ist. Die Einfügung eines 4-Port-WDM-Teilers 41 in eine Lichtleitfaser, die bidirektionale WDM-Signale überträgt, trennt die ankommenden Signale entsprechend ihrer Ausbreitungsrichtung. Die Signale in dem „blauen" Band kommen beispielsweise am Port 11 auf der Lichtleitfaser 1' an, und die Signale in dem „roten" Band kommen am Port 12 auf der Lichtleitfaser 1 an. Diese Signale treten am Port 13 aus und werden von dem WDM-Teiler 41 in der gleichen Richtung vom Port 13 zum Eingang eines Vorverstärkers 42 und dann zu einem Dispersionskompensationsmodul 43 gelenkt. Ein Drei-Port-WDM-Teiler 44 trennt die Signale entsprechend ihrer Wellenlänge und lenkt sie zu Empfängern Rx1 und Rx2 des Blockes 40. Nachdem Regenerations- oder Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexfunktionen in dem Block 40 ausgeführt wurden, werden die Signale zu zwei Sendern Tx1 und Tx2 geleitet. Von den zwei Sendern aus werden die Signale mit einem Drei-Port-WDM-Teiler 45 kombiniert, durch ein weiteres Dispersionskompensationsmodul 46 geleitet, falls erforderlich, und dann in einem Nachverstärker 47 verstärkt. Der Vier-Port-WDM-Teiler 41 empfängt die verstärkten Signale am Port 14 und leitet diese Signale in die zwei Lichtleitfasern in den richtigen Richtungen.
4 zeigt weiterhin, wie die Konfiguration den Verlust kompensiert, der durch die derzeit verfügbaren WDM-Koppler und DCM's eingeführt wird.
Die Auswahl der Wellenlängen in den roten und blauen Bändern ist in Mehrkanalsystemen weiterhin wichtig, um den Verstärkungsabfall weiter zu verringern. 5 zeigt drei Beispiele der Auswahl der Wellenlänge innerhalb eines Bandes, um acht Wellenlängen zu erzielen, die gleichzeitig auf die zwei Richtungen aufgeteilt sind. In dem ersten Beispiel werden zwei Kanäle in dem „blauen" Band und zwei Kanäle in dem „roten" Band ausgewählt. Die Wellenlänge des ersten „blauen" Kanals ist λ₁ 1533 nm und die des zweiten „blauen" Kanals ist λ₂ = 1541 nm. Die Wellenlänge des ersten „roten" Kanals ist λ₃ = 1549 nm, und die des zweiten „roten" Kanals ist λ₄ = 1557 nm. Der Unterschied in dem Verstärkungsabfall für die zwei „blauen" Kanäle ist relativ groß und ist in 2C mit 0,65 gezeigt, während die Differenz des Verstärkungsabfalls für die zwei „roten" Kanäle gleich 0,1 ist. Ein Verstärkungsabfall von 0,65 ruft Probleme in dem System hervor.
Das zweite Beispiel zeigt eine weitere Auswahl mit zwei Kanälen in dem „blauen" Band und zwei Kanälen in dem „roten" Band. Die Wellenlängen der „blauen" Kanäle sind λ₁ = 1528,7 nm und λ₂ = 1533,5 nm, die angenähert den gleichen Verstärkungsabfall von 1,75 haben. Die Wellenlänge der „roten" Kanäle ist λ₃ = 1552,5 nm und λ₄ = 1557,4 nm mit einer Differenz des Verstärkungsabfalls von ungefähr 0,1, was einen relativ kleinen Unterschied darstellt. Dieser kleine Verstärkungsabfall ruft keine Probleme in dem System dieses Beispiels hervor, weil die Wellenlängen der Kanäle so ausgewählt wurden, dass sie einen angepassten Verstärkungsabfall aufweisen.
Das dritte Beispiel zeigt ein System mit acht Kanälen, mit vier Kanälen in dem „blauen" Band und vier Kanälen in dem „roten" Band. Die Wellenlängen der „blauen" Kanäle sind λ₁ = 1528,7 nm, λ₂ = 1530,3 nm, λ₃ = 1531,9 nm und λ₄ = 1533,5 nm, was eine Änderung des Verstärkungsabfalls mit einem Maximum von 0,1 ergibt. Die Wellenlänge der „roten" Kanäle ist λ₅ = 1550,1 nm, λ₆ = 1552,5 nm, λ₇ = 1554,9 nm und λ₈ = 1557,4 nm mit einer Differenz des Verstärkungsabfalls von ungefähr 0,1.
Dieses Verfahren der Auswahl der Wellenlänge eines Übertragungskanals ermöglicht die Verstärkung mehrfacher Wellenlängen in dem blauen Band eines mit Erbium dotierten Lichtleitfaser-Verstärkers ohne schwerwiegende Verstärkungsabfall-Beeinträchtigungen.
Zusätzlich kann eine aktive Entzerrung zwischen Wellenlängen außerdem dadurch erzielt werden, dass die ausgesandte Leistung eingestellt wird, und außerdem dadurch, dass in der Leitung angeordnete Entzerrereinrichtungen verwendet werden, wenn sie verfügbar werden.
Wenn mehrere Kanäle auf einer einzigen Lichtleitfaser-Strecke übertragen und in dem gleichen Modul oder den gleichen Modulen verstärkt werden, so kann die Anzahl der Verstärker, Lichtleitfaser-Strecken und anderer optischer Bauteile zwischen zwei Endgeräten zu einem Minimum gemacht werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Erzielung dieser Verringerung der Lichtleitfaser-Strecken und der Verstärker auf der Grundlage der räumlichen Trennung der Übertragungsbänder entsprechend der Ausbreitungsrichtung und bei geeigneter Auswahl der Signal-Wellenlänge. Einige Beispiele werden im folgenden angegeben.
Ein Empfänger erfordert typischerweise –5 dBm an optischer Leistung und wird bei 0 dBm überlastet, und ein Sender soll typischerweise in die Außennetz-Lichtleitfaser +7 oder 10 dBm abstrahlen. Diese Konstruktionsparameter machen es schwierig oder unmöglich, einen optischen Verstärker zu konstruieren, der gleichzeitig als ein Vor- und ein Nachverstärker arbeitet. Zusätzlich werden diese Forderungen durch das Vorhandensein des Verstärkungsabfalls verschärft. Um diese Leistungspegel zu erzielen, sind die derzeitigen Sender mit einem optischen Verstärker versehen, der als Nachverstärker konfiguriert ist, und die Empfänger sind mit einem optischen Empfänger versehen, der als Vorverstärker konfiguriert ist.
Ein einziger Lichtleitfaser-Verstärker kann jedoch gleichzeitig als ein Vor- und Nachverstärker gemäß dieser Erfindung arbeiten, indem eine getrennte Leistungssteuerung pro Richtung vorgesehen wird und die Wellenlänge der Kanäle zur weitgehendsten Verringerung des Verstärkungsabfalls ausgewählt wird.
6 zeigt eine Konfiguration mit bidirektionalen Verstärkern, die als Leitungsverstärker und als kombinierte Vor- und Nachverstärker arbeiten. Bei dieser Konfiguration gibt es vier Signale λ₁, λ₂, λ₃ und λ₄ in dem „roten" Band und ein Signal λ₅ in dem „blauen" Band. Das DCM 43 und der WDM-Teiler 2 an der Stelle A sind von dem Lichtleitfaserkabel 62 durch die Verstärkung des Vor-/Nachverstärkers 60 getrennt. In gleicher Weise sind das DCM 45 und der WDM-Teiler 6 an der Stelle B von der optischen Lichtleitfaser-Kabelstrecke 63 durch die Verstärkung des Vor /Nachverstärkers 61 getrennt. Dies verringert die Auswirkung des optischen Verlustes dieser Bauteile auf das Rauschen und auf den Leistungspegel.
Die optischen Verstärker 60 und 61 sind mit einer getrennten Leistungssteuerung pro Richtung versehen, so dass der Verstärker 60 als Nachverstärker für die Sender Tx1 bis Tx4 und als Vorverstärker für den Empfänger Rx arbeitet. In ähnlicher Weise arbeitet der Verstärker 61 als Vorverstärker für die Empfänger Rx1 bis Rx4 und als Nachverstärker für den Sender Tx.
Eine passende Auswahl der Wellenlänge kombiniert mit der räumlichen Trennung der Kanäle gemäß dieser Erfindung ermöglicht eine weitere Vereinfachung der Konfiguration eines Mehrkanal-Systems. So kann, wenn die Anzahl der Übertragungskanäle in einer Richtung gleich der Anzahl der Kanäle in der entgegengesetzten Richtung ist, ein kosteneffektives Netz dadurch erzielt werden, dass die Anzahl der Schutz-Verbindungsstrecken verringert wird.
Die 7A, 7B und 7C zeigen Systeme mit einer gleichen Anzahl von Signalen in beiden Bändern, was hier als bidirektionale Paarung bezeichnet wird. So gibt es für jeden Sender-Empfänger-Pfad in einer Richtung einen Empfänger-Sender-Pfad in der entgegengesetzten Richtung. Diese Konfiguration hat wesentliche Vorteile und verringert die Anzahl von Schutz-Verbindungsstrecken. Mit einem geeigneten Abflachungs-Filter kann ein WDM-Verstärkermodul gemäß 3 so konstruiert werden, dass es eine gleiche Anzahl von Wellenlängen in beiden Richtungen unterstützt. Es wird empfohlen, dass Arbeits- und Schutzgruppen über getrennte Verstärker vorgesehen werden, um zu vermeiden, dass man einem einzigen Verstärkerausfall ausgesetzt ist.
7A ist ein symmetrisches bidirektionales optisches Übertragungssystem, das die Einsparung in den Lichtleitfaser-Strecken für Arbeits- und Schutzstrecken einer linearen Konfiguration eines einzigen 1 : 1-Systems zeigt. Ein Satz von Verstärkern 52 und 53 ist so ausgerüstet, dass er den Arbeitsverkehr auf der Lichtleitfaser 1 aufnimmt. Der Schutzverkehr erfolgt auf einer getrennten Route 20 unter Verwendung von Verstärkern 54, 55, 56 und 57. Es sind keine weiteren Verstärker erforderlich, um ein zweites 1 : 1-System zu unterstützen, weil die Verstärker zwei „rote" Band-Wellenlängen und zwei „blaue" Band-Wellenlängen unterstützen. Weitere Systeme können so vorgesehen werden, dass sie die gleiche Lichtleitfaser und die gleichen Verstärker verwenden, vorausgesetzt, dass geeignete Wellenlängen zur Verfügung stehen und das Verbindungsstrecken-Budget erfüllt werden kann. Verglichen mit einem System, das diese Paarung nicht verwendet, wie z. B. einem einseitig gerichteten WDM-System, erfordert ein gepaartes bidirektionales System weniger Kanäle, um eine vorgegebene Menge an Daten zu übertragen und zu schützen. Weniger Kanäle bedeutet weniger Lichtleitfasern, weniger Verstärker und weniger Endgeräte-Elektroniken, die zur Übertragung der gleichen Daten erforderlich sind.
7B ist eine Konfiguration von zweifach gestapelten Zwei-Lichtleiterfaser-Ringen unter Verwendung von WDM-Verstärkermodulen gemäß 3. Aufgrund der bidirektionalen Eigenart der Verstärker ist lediglich eine Lichtleiterfaser pro Strecke erforderlich, um ein grundlegendes System zu realisieren. Keine weiteren Verstärker sind nachfolgend erforderlich, um ein zweites System zu realisieren. Weitere Ringsysteme können so vorgesehen werden, dass sie die gleiche Lichtleiterfaser und die gleichen Verstärker verwenden, wenn eine geeignete räumliche Trennung und eine paarweise Wellenlängen-Auswahl verwendet wird, wie dies anhand der 2C und 5 erläutert wurde, und sofern das Verbindungsstrecken-Budget erfüllt werden kann.
7C ist eine Vier-Lichtleitfaser-Ringkonfiguration unter Verwendung der WDM-Verstärkermodule. Ein Vier-Lichtleitfaser-Ring kann in einem „Zwei-Lichtleitfaser-Ring mit Streckenumschaltung" umgewandelt werden. Dieser weicht von einem normalen Zwei-Lichtleitfaser-Ring dadurch ab, dass das Vier-Lichtleitfaser-Ringprotokoll realisiert wird, was Merkmale wie z. B. eine Streckenumschaltung ermöglicht.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sind für den Fachmann weitere Modifikationen und Verbesserungen innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche ersichtlich, ohne dass vom Schutzumfang der Erfindung in ihren weiteren Gesichtspunkten abgewichen wird.

Claims

Verfahren zur Übertragung von optischen Mehrkanal-Signalen über eine Übertragungsstrecke, die sich zwischen einem ersten und einem zweiten Knoten (A, B) erstreckt, mit den folgenden Schritten: – Definieren eines ersten Übertragungsbandes, das einer ersten Übertragungsrichtung zugeordnet ist, und eines zweiten Übertragungsbandes, das einer zweiten Übertragungsrichtung zugeordnet ist; – Auswahl von K Kanälen in dem ersten Übertragungsband, worin K eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, und von M Kanälen in dem zweiten Übertragungsband, worin M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist, wobei alle K Kanäle einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen; – Übertragen eines ersten optischen Mehrkanal-Signals, das alle die K Kanäle in dem ersten Übertragungsband umfasst und eines zweiten optischen Mehrkanal-Signals, das alle die M Kanäle in dem zweiten Übertragungsband umfasst, zwischen dem ersten Knoten (A) und dem zweiten Knoten (B); – Bereitstellen eines optischen Wellenlängen-Multiplex- (WDM)-Verstärkers (52) zwischen dem ersten Knoten (A) und dem zweiten Knoten (B), wobei der optische Verstärker erste und zweite Verstärkungsbereiche einschließt; und – getrenntes Verstärken des ersten optischen Mehrkanalsignals und des zweiten optischen Mehrkanal-Signals in den ersten bzw. zweiten Verstärkungsbereichen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem M eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist und alle M Kanäle einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Definition weiterhin die Auswahl des ersten Übertragungsbandes in dem blauen Bereich des Spektrums und die Auswahl des zweiten Übertragungsbandes in dem roten Bereich des Spektrums umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Definierens weiterhin die Auswahl eines ersten Teilbandes in dem ersten Übertragungsband und eines zweiten Teilbandes in dem zweiten Übertragungsband umfasst, wobei jedes Teilband durch einen im wesentlichen konstanten Verstärkungsabfall gekennzeichnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem alle die K-Kanäle des ersten optischen Mehrkanal-Signals so ausgewählt sind, dass sie in dem ersten Teilband liegen, und dass alle M Kanäle des zweiten optischen Mehrkanal-Signals so ausgewählt sind, dass sie in dem zweiten Teilband liegen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Verstärkens weiterhin das getrennte Steuern der Verstärkung des ersten optischen Mehrkanal-Signals und des zweiten optischen Mehrkanal-Signals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Auswahl folgendes umfasst: – Vorbereiten eines Verstärkungsabfall-Diagramms für das erste Übertragungsband; und – Auswählen von K Wellenlängen auf dem Diagramm aus den Wellenlängen des ersten Bandes, die den K Kanälen entsprechen und jeweils ähnliche Verstärkungsabfall-Werte aufweisen.
Optischer bidirektionaler Regenerator für eine Mehrkanal-Telekommunikation, unter Verwendung einer Wellenlängen-Multiplexierung, mit: – ersten Teilereinrichtungen (44) zur räumlichen Aufteilung eines ersten optischen Mehrkanal-Signals in ein erstes optisches Bandsignal und ein zweites optisches Bandsignal, wobei das erste optische Bandsignal zumindest zwei Kanäle umfasst, die so ausgewählt sind, dass sie einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen; – einem Regeneratormodul (40) zum Empfang des ersten optischen Bandsignals und des zweiten optischen Bandsignals von den ersten Teilereinrichtungen, zur getrennten Verstärkung dieser Bandsignale, und zur Lieferung eines verstärkten ersten optischen Bandsignals und eines verstärkten zweiten optischen Bandsignals; – zweiten Tellereinrichtungen (45) zur erneuten Kombination des verstärkten ersten optischen Bandsignals mit dem verstärkten zweiten optischen Bandsignal zu einem zweiten optischen Mehrkanal-Signal; und – einem WDM-Teiler (41), der mit einer optischen Übertragungsstrecke zur Rekonfiguration eines bidirektionalen optischen Eingangssignals in das erste optische Mehrkanal-Signal und zur Rekonfiguration des zweiten optischen Mehrkanal-Signals in ein bidirektionales optisches Ausgangssignal verbunden ist.
Regenerator nach Anspruch 8, bei dem das zweite optische Bandsignal zumindest zwei Kanäle umfasst, die so ausgewählt sind, dass sie einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen.
Regenerator nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Regeneratormodul (40) ein erstes Regeneratormodul (RED Tx, Rx) zur Verstärkung des ersten optischen Bandsignals und ein zweites Regeneratormodul (BLUE Tx, Rx) zur Verstärkung des zweiten optischen Bandsignals umfasst.
Regenerator nach Anspruch 8, der weiterhin folgendes umfasst: – einen ersten unidirektionalen optischen Verstärker (42), der mit den ersten Tellereinrichtungen zur Vorverstärkung des ersten optischen Mehrkanal-Signals verbunden ist; und – einen zweiten unidirektionalen optischen Verstärker (47), der mit den zweiten Tellereinrichtungen zur Nachverstärkung des zweiten optischen Mehrkanal-Signals verbunden ist.
Optisches Mehrkanal-Telekommunikations-System, das eine optische Verstärkung und eine Wellenlängen-Multiplexierung verwendet, mit: – K optischen Sendern Txk für das erste Band an einer ersten Stelle (A), worin k eine ganze Zahl ist, die von 1 bis K reicht und K eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, wobei jeder optische Verstärker für das erste Band in der Lage ist, ein zugehöriges optisches Signal S1 k abzustrahlen, das eine Wellenlänge aufweist, die aus einem ersten Übertragungsband ausgewählt ist, das einer ersten Übertragungsrichtung zugeordnet ist, wobei die K optischen Signale des ersten Bandes einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen; – M optische Sender Txm für das zweite Band an einer zweiten Stelle (B), worin m eine ganze Zahl ist, die von 1 bis M reicht und M eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist, wobei jeder optische Sender für das zweite Band in der Lage ist, ein zugehöriges optisches Signal S2m mit einer Wellenlänge abzustrahlen, die aus einem zweiten Übertragungsband ausgewählt ist, das einer zweiten Übertragungsrichtung zugeordnet ist; – K optischen Empfängern Rxk für das erste Band an der zweiten Stelle (B), wobei jeder optische Verstärker für das erste Band in der Lage ist, ein optisches Signal zu empfangen, das von einem optischen Sender für das erste Band abgestrahlt wird; – M optischen Verstärkern Rxm für das zweite Band an der ersten Stelle (A), wobei jeder optische Empfänger für das zweite Band in der Lage ist, ein optisches Signal zu empfangen, das von einem optischen Sender für das zweite Band abgestrahlt wird; – ersten Tellereinrichtungen (2) und zweiten Tellereinrichtungen (6) zum Lenken der K optischen Signale S1k des ersten Bandes von den optischen Sendern Txk, des ersten Bandes an die optischen Empfänger Rxk für das erste Band, und zum Lenken der M optischen Signale S2m des zweiten Bandes von den optischen Sendern Txm des zweiten Bandes zu den optischen Empfängern Rxm des zweiten Bandes über einen optischen Übertragungspfad, der sich zwischen der ersten Stelle (A) und der zweiten Stelle (B) erstreckt; und – optischen Wellenlängen-Multiplex-(WDM)-Verstärkereinrichtungen (52) zwischen der ersten Stelle (A) und der zweiten Stelle (B), wobei die optischen Verstärkereinrichtungen Einrichtungen zum getrennten Verstärken der optischen Signale des ersten Bandes und der optischen Signale des zweiten Bandes einschließen.
System nach Anspruch 12, bei dem M eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, und die M optischen Signale des zweiten Bandes einen im wesentlichen ähnlichen Verstärkungsabfall aufweisen.
System nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Einrichtungen zum getrennten Verstärken der optischen Signale des ersten Bandes und der optischen Signale des zweiten Bandes erste und zweite optische WDM-Verstärkermodule (52, 53) zum Verstärken der K optischen Signale des ersten Bandes und der M optischen Signale des zweiten Bandes einschließen.