DE69711118T2

DE69711118T2 - Optische Relaisstation für Einzel- und Multiwellenlängenbetrieb mit Dispersionsentzerrung

Info

Publication number: DE69711118T2
Application number: DE69711118T
Authority: DE
Inventors: Douglas S. Burbridge; Milorad Cvijetic
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: EP0810699A2; CA2201564A1; US6317239B1; EP0810699B1; JPH1084321A; DE69711118D1; CA2201564C; US5917635A; JP3755962B2; EP0810699A3

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf optische Relaisstationen oder Zwischenverstärker für einen Einzel- oder Multiwellenlängen-Betrieb mit spezieller Anwendung auf optische Wellenlängenmultiplex- (WDM-) Telekommunikationssysteme, die mit Bit-Raten in dem Bereich von 2,5 Gb/s bis 10 Gb/s pro Trägerwellenlänge arbeiten.

Hintergrund der Erfindung

Vorhandene Lichtleitfaser-Netze beruhen hauptsächlich auf einer nicht-dispersionsverschobenen oder nicht-dispersions-optimierten Lichtleitfaser (NDSF). Für optische Wellenlängenmultiplex- (WDM-) Kommunikationssysteme stellt die chromatische Dispersion, die während der optischen Signalausbreitung durch NDSF-Lichtleitfasern hervorgerufen wird, eine stärkere Einschränkung dar, die das Längen-Bandbreiten- Produkt in einem optischen Kommunikationssystem begrenzt, das in dem Wellenlängenbereich von 1550 nm arbeitet.
Eine Dispersionskompensation in dem 1550 nm-Wellenlängenbereich stellt eine attraktive Möglichkeit zur Überwindung dieser Einschränkung dar. Es sind verschiedene Schemas bekannt, die für die Dispersionskompensation vorgeschlagen oder verwendet wurden.
Die übliche Lösung, die einen Längenabschnitt einer dispersionskompensierenden Lichtleitfaser (DCF) verwendet, wird in weitem Umfang eingesetzt. Es sind andere Kompensatoren bekannt, die auf Lichtleitfaser-Gittern, optischen Interferometern oder Kaskaden von doppelbrechenden optischen Lichtleitfasern beruhen.
Um Verluste in einer vorhergehenden Lichtleitfaser-Strecke und in einem Dispersions- Kompensationselement zu beseitigen, wird ein Dispersions-Kompensationselement in Kombination mit einem oder zwei Verstärkern mit mit Erbium dotierten Lichtleitfasern verwendet, die jeweils einen Pumplaser erfordern. Die letztere Kombination wird üblicherweise entweder in diskreter oder integrierter Form zusammen mit einer Dispersionskompensations-Lichtleitfaser verwendet. Das Ergebnis besteht in einer aufwendigen und große Abmessungen aufweisenden Relaisstations- oder Zwischenverstärker-Ausrüstung.
Die Verwendung eines Lichtleitfaser-Gitters als ein Dispersionsentzerrer anstelle einer Dispersionskompensations-Lichtleitfaser ergibt möglicherweise geringere Kosten, doch besteht der Nachteil bekannter Dispersionsentzerrer auf der Grundlage von Gittersystemen in der schmalen optischen Bandbreite und der resultierenden hohen Empfindlichkeit gegenüber Trägerfrequenz-Schwankungen. Beispielsweise ist ein Lichtleitfaser-Übertragungssystem unter Verwendung eines gechirpten Bragg- Reflektors und Lichtkopplers für die Dispersionsentzerrung in dem US-Patent 4 953 939 mit dem Titel "Optical Fibre Transmission Systems" auf den Namen von Epworth beschrieben. Epworth verwendet ein Stück einer Lichtleitfaser, in dem die reflektierenden Eigenschaften des Gitters entlang der Länge des Stückes der Lichtleitfaser gradiert oder abgestuft sind. Unterschiedliche Abschnitte des Lichtleitfaser-Stückes reflektieren unterschiedliche optische Frequenzen und dieses System ergibt eine begrenzte Bandbreite. Außerdem erfordert in der Praxis jeder Dispersionsentzerrer auf der Grundlage einer Lichtleitfaser einen optischen Verstärker zur Verlustkompensation.
Die optische Bandbreite eines gechirpten Lichtleitfaser-Gitters ist direkt proportional zur Länge des Gitters. Im Hinblick auf eine praktische Längenbeschränkung auf der Grundlage der Gitterstabilität und/oder Herstellbarkeit bestimmt die gewünschte optische Bandbreite den Gitter-Chirp-Parameter, der seinerseits das Ausmaß der Dispersionskompensation durch das Lichtleitfaser-Gitter bestimmt. Bei bekannten Systemen kann die vergrößerte Dispersionskompensation lediglich auf Kosten der optischen Bandbreite für eine vorgegebene Gitterlänge erzielt werden.
Taverner D. et al.: "Dispersion Compensation of 16 PS Pulses over 100 KM of Step- Index Fibre using Cascaded Chirped Fibre Gratings", Electronic Letters, Bd. 31, Nr. 12, 8. Juni 1995, Seiten 1004-1006, offenbart einen Dispersionsentzerrer, der durch erste und zweite kaskadierte Längenabschnitte eines temperaturgechirpten Lichtleitfaser-Gitters gebildet ist, die in Parallelverbindung in erste und zweite Ausgangs-Ports oder -Anschlüsse eines optischen Kopplers (4-Port-Zirkulator) gekoppelt sind, wobei beide Gitter auf die gleiche Mitten-Wellenlänge abgestimmt sind. Die DE 195 16 439 A (Hitachi Ltd.) offenbart einen optischen Zwischenverstärker, der einen Dispersionsentzerrer umfaßt, der zwischen ersten und zweiten Längenabschnitten eines Lichtleitfaser-Verstärkers eingekoppelt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine optische Relaisstation oder einen optischen Zwischenverstärker für Einzel- und Multi-Wellenlängenbetrieb mit einer Dispersionsentzerrung zu schaffen, die bzw. der die vorstehend genannten Probleme überwindet oder vermeidet.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Dispersionsentzerrer zur Verwendung mit einer Signalträger-Wellenlänge λc geschaffen, wobei der Entzerrer erste und zweite kaskadierte Lichtleitfaser-Zweige umfaßt, die in Parallelverbindung durch erste und zweite Ports eines optischen Zirkulators gekoppelt sind, wobei jeder Zweig einen jeweiligen Längenabschnitt eines Lichtleitfaser-Gitters mit unterschiedlicher Mitten-Wellenlängen-Reflexionscharakteristik umfaßt, wobei ein erstes der Gitter so gechirpt ist, daß sich eine Reflexion eines Signals mit einer Wellenlänge größer als λc ergibt, während ein zweites der Gitter so gechirpt ist, daß es eine Reflexion eines Signals mit einer Wellenlänge von weniger als λc ergibt.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Zwischenverstärker mit einem Dispersionsentzerrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geschaffen, bei dem die kaskadierten Zweige zwischen ersten und zweiten Längenabschnitten eines Lichtleitfaser-Verstärkers gekoppelt sind.
Somit wird die Dispersionsentzerrung durch zwei Längenabschnitte des Lichtleitfaser- Gitters bereitgestellt, die derart kaskadiert sind, daß die Bandbreite bezogen auf das gleiche Ausmaß einer Dispersionskompensation unter Verwendung einer Einzelgitter- Lösung verdoppelt ist. Der Einfügungsverlust des Entzerrerelements wird effektiv dadurch kompensiert, daß es zwischen zwei Abschnitte eines Lichtleitfaser-Verstärkers eingefügt wird, die einen gemeinsamen Pumplaser gemeinsam nutzen. Der optische Zwischenverstärker ergibt eine optische Verlustkompensation und eine chromatische Dispersionskompensation, und die Bandbreite ist gegenüber üblichen Systemen unter Verwendung eines Gitters zur Dispersionsentzerrung verdoppelt.
Vorzugsweise umfaßt der Lichtleitfaser-Verstärker erste und zweite Längenabschnitte einer mit Erbium dotierten Lichtleitfaser, und beide Längenabschnitte der Lichtleitfaser werden durch eine einzige Laserquelle gepumpt. Das System verwendet einen einzigen gepumpten optischen Verstärker, anstelle von diskreten optischen Verstärkern, die jedem Gitter zugeordnet sind. Weil lediglich eine Pumplaser-Quelle erforderlich ist, werden die Kosten verringert.
In vorteilhafter Weise wird ein optischer Zwischenverstärker für einen Multi- Wellenlängenbetrieb für ein WDM-System geschaffen, das mit einer Vielzahl von Wellenlängen arbeitet, wobei jeder Längenabschnitt des optischen Lichtleitfaser-Gitters eine Vielzahl von Gitterelementen umfaßt, die in Serie gekoppelt sind, und die jeweils so ausgelegt sind, daß sie eine der Vielzahl von Betriebs-Wellenlängen reflektieren. Jedes Gitter umfaßt eine Kaskade von gechirpten Gitterelementen für jede dieser Wellenlängen. Somit wird ein optischer Zwischenverstärker für einen WDM-Betrieb durch Verbindung von in geeigneter Weise abgestimmten Lichtleitfaser-Gittern in Serie geschaffen.
Beispielsweise schließt ein optischer Zwischenverstärker für eine kaskadierte Dispersionskompensation von vier Trägerwellenlängen erste und zweite kaskadierte Lichtleitfaser-Gitterstufen ein, wobei jede Gitterstufe vier Lichtleitfaser-Gitterelemente in Serie umfaßt. Jedes Gitterelement ist für eine bestimmte eine der Trägerwellenlängen gechirpt, so daß jedes Gitterelement der Kaskade so ausgelegt ist, daß es eine der vier Trägerwellenlängen reflektiert und die anderen Wellenlängen überträgt.
Somit wird ein optischer Zwischenverstärker geschaffen, der eine Dispersionsentzerrung und Verlustkompensation ergibt, und auf kaskadierten Lichtleitfaser-Gittern beruht, und der eine verbesserte optische Bandbreite, eine Verringerung der Größe und verringerte Kosten verglichen mit bekannten Systemen ergibt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeipiele der Erfindung werden nunmehr in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen optischen Zwischenverstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen Einzel-Wellenlängenbetrieb zeigt,
Fig. 2 einen optischen Zwischenverstärker gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung für einen Multi-Wellenlängen-Betrieb in einer WDM-Betriebsart zeigt, und
Fig. 3 eine optische Bandbreiten- und Dispersionskurve für einen zwei Zweige aufweisenden Lichtleitfaser-Gitterentzerrer der ersten Ausführungsform zeigt. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein optischer Zwischenverstärker oder eine Relaisstation 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schematisch in Fig. 1 gezeigt und umfaßt einen Einzel-Wellenlängen-Dispersionsentzerrer 12, der eine Kaskade von zwei Lichtleitfaser-Gittern 14 (FG1) und 16 (FG2) umfaßt, die über einen optischen Koppler parallel verbunden sind, das heißt, sie sind mit zwei Ports oder Anschlüssen eines Vier-Port-Richtkopplers 18 verbunden.
Der Dispersionsentzerrer 12 ist zwischen Abschnitten eines üblichen mit Erbium dotierten Lichtleitfaser-Verstärkers (EDFA) eingeschaltet, der in erste und zweite Abschnitte 20 (EDFA1) und 22 (EDFA2) unterteilt ist, die eine Lichtleitfaser umfassen, die stark mit Erbiumionen bis zu einer Konzentration von typischerweise 1500 bis 2500 ppm dotiert ist. Beispielsweise weist der erste Abschnitt 20 eine Länge von 10 bis 12 m und der zweite Abschnitt 22 eine Länge von 10 bis 11 m auf. Das heißt, das eine Standardlänge von 20 bis 25 m einer Lichtleitfaser in zwei Abschnitte unterteilt ist: der zweite Teil kann etwas länger als der erste Teil sein, das heißt um 1 bis 2 Meter, weil er durch ein stärker gedämpftes Pumpsignal gepumpt wird.
Die beiden Längenabschnitte 20 und 22 aus mit Erbium dotierter Lichtleitfaser werden durch einen einzigen Pumplaser 24 gepumpt, wobei drei wellenlängenselektive Koppler 26, 28 und 30 (WDM1, WDM2 und WDM3) gemäß Fig. 1 verwendet werden, um ungefähr 50% der Pumpleistung in den ersten Lichtleitfaser-Abschnitt 20 (EDFA1) und ungefähr 50% in den zweiten Lichtleitfaser-Abschnitt 22 (EDFA2) zu lenken.
Somit durchläuft ein ankommendes optisches Signal von einer vorhergehenden Lichtleitfaser-Strecke einen ersten optischen Isolator 32 (ISO1), den ersten wellenlängenselektiven Koppler 26 (WDM1) und den ersten Längenabschnitt der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser 20 (EDFA1). Das Signal durchläuft einen zweiten wellenlängenselektiven Koppler 28 (WDM2) und tritt in den optischen Richtkoppler 12 über einen zweiten optischen Isolator 34 (ISO2) am Port 1 ein, wird an jedem der Dispersions-Gitter 14 und 16 an entsprechenden Ausgangsports 2 und 4 reflektiert, tritt aus dem Koppler 12 am Port 3 aus und tritt in den zweiten Längenabschnitt der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser 22 über einen weiteren wellenlängenselektiven Koppler 30 (WDM3) ein, worauf es den Zwischenverstärker über einen weiteren optischen Isolator 36 (ISO3) verläßt.
Jedes Gitter 14 und 16 ist ein in einer Lichtleitfaser ausgebildetes Bragg-Gitter mit einem linearen Chirp, der zu einer linear abnehmenden Teilung führt, die entlang eines Stückes der Lichtleitfaser eingeprägt ist. Das Gitter 14 ist entlang der gesamten Länge des entsprechenden Stückes der Lichtleitfaser aufgeprägt. Somit ist die effektive Länge der Lichtleitfaser, 3 cm bis 3,3 cm, die Länge des in der Lichtleitfaser ausgebildeten Bragg-Gitters. Das zweite Lichtleitfaser-Stück weist eine Gesamtlänge von 6 cm bis 6,6 cm auf, und das Gitter 16 ist lediglich entlang der zweiten Hälfte dieses Stückes aufgeprägt, so daß die Länge des Lichtleitfaser-Bragg-Gitters 16 ebenfalls 3 cm bis 3,3 cm beträgt. Die Signalträger-Wellenlänge λs in dem Einzelwellenlängen-Schema nach Fig. 1 entspricht der Mitten-Wellenlänge des zwei Zweige aufweisenden Entzerrers λc gemäß Fig. 3. Das Lichtleitfaser-Gitter 14 (FG1) ist so gechirpt, daß erreicht wird, daß das mittlere Produkt seines effektiven Brechungsindex zu der mechanischen Gitterperiode einer Wellenlänge (λc - Δ/λ2)/2 entspricht, worin Δλ die Bandbreite des zwei Zweige aufweisenden Lichtleitfaser- Gitter-Entzerrers darstellt. Gleichzeitig ist das Lichtleitfaser-Gitter 16 (FG2) gechirpt, um ein mittleres Produkt seines effektiven Brechungsindex zur mechanischen Gitterperiode zu schaffen, das einer Wellenlänge von (λc + Δλ/2)/2 entspricht. Daher sind bei dem optischen Verstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei Längenabschnitte des Lichtleitfaser-Gitters so kaskadiert, daß die Bandbreite (siehe Fig. 3) für das gleiche Ausmaß an Dispersionskompensation gegenüber der Lösung mit einem einzigen Gitter verdoppelt ist.
Beide Gitter 14 und 16 arbeiten für das ankommende optische Signal in einer Reflexionsbetriebsart, was bedeutet, daß sich kürzere Wellenlängen innerhalb der Signal-Spektralbreite weiter in das Gitter hinein ausbreiten, als kürzere Wellenlängen, wenn die Gitter in dem Bereich von 1530 bis 1560 nm arbeiten. Als Ergebnis wird die Gruppenverzögerung zwischen längeren Wellenlängen und kürzeren Wellenlängen innerhalb der Spektralbreite des Signals kompensiert.
Der Zweiband-Dispersionsentzerrer, der schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, kann Trägerwellenlängen-Schwankungen von Δλ - Δλs tolerieren, worin Δλ die optische Bandbreite des Dispersionsentzerrer-Elements 12 darstellt, während Δλs die optische Spektralbreite des Datensignals darstellt. Wenn die Signalträger-Wellenlänge kürzer als die Mitten-Wellenlänge des zwei Zweige aufweisenden Entzerrers wird, so übernimmt das Lichtleitfaser-Gitter 14 (FG1) die Dispersionskompensations-Funktion und wenn die Signalträger-Wellenlänge höher als die Mitten-Wellenlänge des Entzerrers wird, so übernimmt das Lichtleitfaser-Gitter 16 (FG2) die Dispersionskompensations-Funktion. Die optischen Isolatoren 32, 34 und 36 (ISO1, ISO2 und ISO3) sind eingefügt, um zu verhindern, daß zurückreflektierte Signale die Betriebsweise der vorhergehenden Elemente beeinflussen. Jeder Isolator hat vorzugsweise Einfügungsverluste weniger als 0,5 dB und eine Rückwärtsdämpfung von mehr als 30 dB. Übliche Wellenlängen-Multiplex-Koppler 26, 28 und 30 (WDM1, WDM2, WDM3) werden für die Pumpleistungs-Injektion in die Lichtleitfaser- Längenabschnitte 20 und 22 verwendet. Ein 3dB Richtkoppler 12 wird für das zwei Zweige aufweisende Lichtleitfaser-Gitter verwendet.
Die durch den Richtkoppler und die Leitleitfaser-Gitterelemente eingefügten Gesamtverluste, gemessen zwischen den Ports 1 und 3 des Richtkopplers, betrugen 7 dB bis 9 dB. Das Pumpsignal umgeht den Richtkoppler 12, durch den das Signal hindurchläuft, und das Pumpsignal wird direkt von dem Koppler 28 (WDM2) zu dem Koppler 30 (WDM3) abgezweigt. Die optischen Verluste, die durch die WDM-Koppler 26, 28 und 30 eingefügt wurden, waren jeweils 0,9 dB bis 1,2 dB.
Der optische Zwischenverstärker ist in der Lage, sowohl die Verluste als auch die chromatische Dispersion von einer vorhergehenden Lichtleitfaser-Strecke mit einer maximalen Länge von ungefähr 80 bis 105 km und eine chromatische Gesamtdispersion von 1700 bis 1800 ps/nm zu kompensieren.
Die optische Gesamtleistung der Pumpe lag in dem Bereich von 13 bis 16 dBm an einer Mitten-Wellenlänge von 980 nm. Die Gesamtverstärkung in den ersten und zweiten Längenabschnitten der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser liegt in dem Bereich von 27 bis 33 dB. Das Eingangssignal war nicht niedriger als -15 dBm bei der Träger- Wellenlänge.
Damit wird der Einführungsverlust des Dispersions-Entzerrer-Elements in wirkungsvoller Weise durch dessen Einfügung zwischen zwei Abschnitten des Lichtleitfaser-Verstärkers kompensiert, die vorzugsweise einen gemeinsamen Pumplaser gemeinsam nutzen.
Diese Schema kann für einen WDM-Betrieb erweitert werden, das heißt unter Verwendung von mehrfachen Wellenlängen, indem eine Vielzahl von in geeigneter Weise abgestimmten Lichtleitfaser-Gittern in jeder Gitterstufe in Serie verbunden wird.
Somit ist ein optischer Zwischenverstärker 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen Betrieb bei vier Wellenlängen in Fig. 2 gezeigt. Dieser optische Zwischenverstärker 100 ist ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten, und gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, jedoch um 100 erhöht, beispielsweise der Dispersionsentzerrer 112 und die ersten und zweiten Längenabschnitte der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser-Verstärker 120 und 122, die durch eine einnzige gemeinsame Laserquelle 124 gepumpt werden. Wellenlängenselektive Koppler und optische Isolatoren sind ähnlich wie die nach der ersten Ausführungsform vorgesehen. Der optische Zwischenverstärker der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform dadurch, daß anstelle von kaskadierten einzelnen Gittern 14 und 16 in jedem Zweig gemäß Fig. 1 jeder Gitterzweig 114 und 116 eine Serie von vier Lichtleitfaser-Gittern umfaßt, so daß sich effektiv eine Kaskade von vier Gitterpaaren ergibt, wobei jedes Gitterpaar für eine bestimmte Träger-Wellenlänge ausgelegt ist. Das Betriebsprinzip für einen vier Wellenlängen aufweisenden optischen Zwischenverstärker ist das gleiche, wie für den Einzelwellenlängen-Zwischenverstärker der ersten Ausführungsform, doch ergibt sich eine Wellenlängen-Auswahl innerhalb jeder Lichtleitfaser-Gitterstufe. Jedes Lichtleitfaser-Gitter von jeder Stufe arbeitet in der Reflexions-Betriebsart für die entsprechende Träger-Wellenlänge, während es für die anderen Träger-Wellenlängen in der Durchlaß-Betriebsart arbeitet.
Beispielsweise sind in Fig. 2 die mit FG1a und FG2a bezeichneten Gitter für eine Träger-Wellenlänge λa ausgelegt, und die mit FG1b und FG2b bezeichneten Gitter sind für eine Wellenlänge λb ausgelegt, während die mit FGIc und FG2c bezeichneten Gitter für eine Wellenlänge λc ausgelegt sind und die mit FG1d und FG2d bezeichneten Gitter für eine Wellenlänge λd ausgelegt sind. Somit sind die Gitter FG1a, FG1b, FG1c und FG1d unter Verwendung der vorstehenden Verfahrensweise so gechirpt, daß sie an die Betriebsträger-Wellenlängen (λa - Δλ/2)/2, (λb - Δλ/2)/2, (λc - Δλ/2)/2 bzw. (λd - Δλ/2)/2 angepaßt sind. Die Lichtleitfaser-Gitter FG2a, FG2b, FG2c und FG2d sind so gechirpt, daß sie an die Betriebsträger-Wellenlängen (λa + Δλ/2)/2, (λb + Δλ/2)/2, (λc + Δλ/2)/2 bzw. (λd + Δλ/2)/2 angepaßt sind.
In der Praxis sollten die Träger-Wellenlängen nicht weniger als 3 nm voneinander getrennt sein. Der optische Entzerrer arbeitet unabhängig für jede Träger-Wellenlänge, und es ergibt sich eine vernachlässigbare gegenseitige Wechselwirkung zwischen bestimmten Träger-Wellenlängen und Gittern, die nicht zu der Gruppe gehören, die diese Wellenlänge unterstützen. Die Gesamtverstärkung des in Fig. 2 gezeigten Systems beträgt 32 dBm.
Obwohl das System für einen Multi-Wellenlängen-Betrieb mit mehr als vier Wellenlängen erweitert werden könnte, würde eine kompakte Version lediglich eine begrenzte Länge von Dispersions-Gitter-Lichtleitfasern vertragen, bevor die Betriebsstabilität verringert wird.
Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind Lichtleitfaser- Dispersions-Gitter mit einem linearen Chirp mit einer mittleren Teilung gleich der gewünschten Bragg-Resonanz-Mitten-Wellenlänge dividiert durch das Doppelte des effektiven Brechungsindex des Signalträger-Lichtwellenleiters vorgesehen. Die Chirp- Konstante des Gitters liegt in dem Bereich von 0,23 nm bis 0,25 nm. Die Länge jedes der Gitter, mit Ausnahme von FG2 und FG2-a, beträgt 3,0 cm bis 3,3 cm, wobei die optische Bandbreite 0,25 nm bis 0,27 nm beträgt. Die Längen der Abschnitte, die FG2 und FG2-a bilden, betragen 6,0 cm bis 6,6 cm, wobei die erste Hälfte dieser Länge eine normale Lichtleitfaser ohne ein Gitter ist, während die zweite Hälfte dieser Länge das auf die Lichtleitfaser aufgeprägte Gitter darstellt. Die gesamte optische Bandbreite des zwei Zweige aufweisenden Lichtleitfaser-Gitterpaares beträgt 0,42 nm bis 0,47 nm.
Damit kompensieren die vorstehend beschriebenen und schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigten optischen Zwischenverstärker sowohl die Verluste als auch die chromatische Dispersion von einer vorhergehenden Lichtleitfaser-Strecke, die beispielsweise eine Länge von 80 km bis 105 km hat, sowie eine chromatische Gesamt-Dispersion von 1700 bis 1800 ps/nm.
Die gesamte optische Leistung der Pumpe liegt in dem Bereich von 13 bis 16 dBm bei einer Mitten-Wellenlänge von 980 nm. Die Gesamtverstärkung von EDFA1 und EDFA2 liegt in dem Bereich von 27 dB bis 33 dB. Der Eingangssignal-Pegel ist nicht niedriger als - 15 dBm bei der Trägerwellenlänge.
Somit wird ein optischer Zwischenverstärker für einen Einzel- oder Multi-Wellenlängen- Betrieb mit einer Dispersionsentzerrung geschaffen, die durch zumindest zwei kaskadierte Längenabschnitte eines Lichtleitfaser-Gitters geschaffen wird, die in einer Parallelverbindung mit ersten und zweiten Anschlüssen oder Ports eines optischen Kopplers gekoppelt sind, der mit ersten und zweiten Längenabschnitten eines Lichtleitfaser-Verstärkers und einer gemeinsamen Pumpquelle gekoppelt ist, wobei der Zwischenverstärker die schmale optische Bandbreite eines Dispersionskompensators auf der Grundlage von Lichtleitfaser-Gittern verbreitert und durch den Dispersionskompensator eingeführte optische Verluste kompensiert, und dies in einer kompakten und wirkungsvollen Anordnung, unter Verwendung einer EDFA mit einer einzigen Pumpquelle.
Es ist verständlich, daß obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben wurden, vielfältige Abänderungen und Modifikationen dieser Ausführungsformen in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Dispersionsentzerrer zur Verwendung mit einer Signalträger-Wellenlänge λc, wobei der Entzerrer erste und zweite kaskadierte Lichtleitfaser-Zweige (14, 16) umfaßt, die in Parallelverbindung durch erste und zweite Anschlüsse eines optischen Zirkulators (12) gekoppelt sind, wobei jeder Zweig (14, 16) einen jeweiligen Längenabschnitt eines Lichtleitfaser-Gitters (FG1, FG2) mit unterschiedlichen Mitten- Wellenlängen-Reflexionscharakteristiken umfaßt, wobei ein erstes der Gitter (FG1) so gechirpt ist, daß sich eine Reflexion eines Signals mit einer Wellenlänge größer als λc ergibt, während ein zweites der Gitter so gechirpt ist, daß sich eine Reflexion eines Signals mit einer Wellenlänge von weniger als λc ergibt.

2. Dispersionsentzerrer nach Anspruch 1 für einen Multi-Wellenlängen-Betrieb für ein WDM-System, das mit einer Mehrzahl von Wellenlängen arbeitet, wobei jeder Längenabschnitt des Lichtleitfaser-Gitters (114, 116) eine Mehrzahl von Gitterelementen (FG1-a, FG1-b, FG1-c, FG1-d, FG2-a, FG2-b, FG2-c, FG2-d) umfaßt, die in Serie gekoppelt sind, wobei jedes Gitterelement so ausgelegt ist, daß es eine der Mehrzahl von Betriebs-Wellenlängen reflektiert.

3. Dispersionsentzerrer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die kaskadierte Dispersionskompensation für vier Träger-Wellenlängen durch erste und zweite kaskadierte Lichtleitfaser-Gitter-Zweige (114, 116) bereitgestellt wird, wobei jeder Gitterzweig vier Lichtleitfaser-Gitterelemente (FG1-a, FG1-b, FG1-c, FG1-d, FG2-a, FG2-b, FG2-c, FG2-d) in Serie umfaßt, wobei jedes Gitterelement so ausgelegt ist, daß es eine der vier Träger-Wellenlängen reflektiert und andere Wellenlängen überträgt.

4. Dispersionsentzerrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Gitter (FG1, FG2, FG1-a, FG1-b, FG1-c, FG1-d, FG2-a, FG2-b, FG2-c, FG2-d) ein in einer Lichtleitfaser angeordnetes Bragg-Gitter mit einem linaren Chirp ist.

5. Dispersionsentzerrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Gitter (FG1) so gechirpt ist, daß sich ein mittleres Produkt seines effektiven Brechungsindex zur mechanischen Gitter-Periode entsprechend einer Wellenlänge (λc - Δλ/2)/2 ergibt, worin Δλ die Bandbreite des zwei Zweige aufweisenden Lichtleitfaser-Gitter-Entzerrers darstellt, während das zweite Lichtleitfaser-Gitter (FG2) so gechirpt ist, daß sich ein mittleres Produkt seines effektiven Brechungsindex zur mechanischen Gitter-Periode entsprechend einer Wellenlänge von (λc + Δλ/2)/2 ergibt, worin die Mitten-Wellenlänge des zwei Zweige aufweisenden Entzerrers λc ist.

6. Dispersionsentzerrer nach Anspruch 1, für einen Multi-Träger-Wellenlängen- Betrieb, bei dem jeder Gitter-Zweig (14, 16) eine jeweilige Serie von Lichtleitfaser- Gittern (FG1-a, FG1-b, FG1-c, FG1-d, FG2-a, FG2-b, FG2-c, FG2-d) umfaßt, um effektiv eine Kaskade von Gitter-Paaren zu bilden, wobei jedes Gitterpaar (FG1-a, FG2-a; FG1-b, FG2-b; FG3-a, FG3-b; FG4-a, FG4-b) so ausgelegt ist, daß sich eine Entzerrung für eine bestimmte Träger-Wellenlänge ergibt.

7. Optischer Zwischenverstärker mit einem Dispersionsentzerrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die kaskadierten Zweige (14, 16; 114, 116) zwischen ersten und zweiten Längenabschnitten eines Lichtleitfaser-Verstärkers (20, 22; 120, 122) gekoppelt sind.

8. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 7, bei dem der Lichtleitfaser- Verstärker erste und zweite Längenabschnitte einer mit Erbium dotierten Lichtleitfaser umfaßt.

9. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 7 oder 8, bei dem erste und zweite Längenabschnitte des Lichtleitfaser-Verstärkers (20, 22; 120, 122) mit einer einzigen Laserpumpquelle (24; 124) gekoppelt sind.