DE69735705T2

DE69735705T2 - Ferngepumptes Lichtübertragungssystem mit Mehrfachwellenlängen

Info

Publication number: DE69735705T2
Application number: DE69735705T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Nakahara-ku Kawasaki-shi Sugaya; Terumi Nakahara-ku Kawasaki-shi Chikama
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: JP3860278B2; EP0865173A2; EP1679809A2; EP1679809A3; CN1193752A; EP0865173A3; JPH10257028A; EP0865173B1; CN1139217C; US6507431B1; EP2051415A1; DE69735705D1; US5903385A; EP2051415B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein System für eine Fernsteuerung eines Verstärkers, der Multiwellenlängenlicht in einem System verstärkt, das Multiwellenlängenlicht überträgt. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Fernpumpensystem für einen optischen Faserverstärker.
Beschreibung des Standes der Technik
In der fortgeschrittenen Informationsgesellschaft, die sich in den letzten Jahren entwickelt hat, wurden optische Fasern weithin in Übertragungspfaden verwendet, um Information zu übertragen. Optische Fasern machen es nicht nur möglich, größere Mengen von Daten bei einer höheren Geschwindigkeit zu übertragen, sondern sind auch in einer Langstreckenübertragung überlegen.
Selbst in einer optischen Faser, die für Langstreckenübertragung überlegen ist, wird jedoch das Signal, das durch die optische Faser übertragen wird, gedämpft, während der Übertragungspfad länger wird. Aus diesem Grund werden normalerweise in z.B. einem Langstrecken-Optikübertragungssystem, welches Städte oder Kontinente verbindet, Relaisknoten in spezifizierten Intervallen eingerichtet; in jedem Relaisknoten wird das Signal verstärkt und zu dem nächsten Relaisknoten weiter gesendet.
Es wurde eine Vielfalt von Typen von optischen Verstärkern entwickelt, um Lichtsignale zu verstärken. Einer von ihnen ist als der optische Faserverstärker bekannt. Insbesondere werden in dem Wellenlängenband von 1,55 Mikrometer Verstärker aus einer mit seltenen Erden dotierten optischen Faser, in die eine Substanz seltener Erden, wie etwa Erbium, injiziert wurde, weithin verwendet. In einem optischen Faserverstärker, der mit seltenen Erden dotiert ist, wird die Substanz seltener Erden, die in die optische Faser injiziert wurde, zu dem erregten Zustand durch Pumplicht angehoben, das getrennt von dem Signallicht eingegeben wird, und das Signallicht wird durch diese Pumpenergie verstärkt.
Wenn Daten zwischen Kontinenten übertragen werden, werden insbesondere bei Kommunikation hoher Geschwindigkeit gewöhnlich Kabel auf dem Ozeanboden verwendet. Diese Kabel auf dem Ozeanboden sind normalerweise Optikfaserkabel, und es sind optische Verstärker in spezifizierten Intervallen installiert. D.h. in dieser Art eines Langstrecken-Optikübertragungssystems sind die optischen Verstärker, wie etwa optische Faserverstärker, häufig auf dem Ozeanboden verlegt.
Falls jedoch eine Störung in einem optischen Verstärker auftritt, der auf dem Ozeanboden verlegt ist, oder falls eine Verschlechterung eintritt, muss dieser optische Verstärker zu der Oberfläche des Ozeans angehoben werden, um ihn zu reparieren oder zu ersetzen, was Wartungsarbeiten schwierig macht. Um das Auftreten einer derartigen Störung und Verschlechterung zu minimieren, wird unterdessen von einem derartigen optischen Verstärker gefordert, eine weit größere Zuverlässigkeit als ein gewöhnlicher optischer Verstärker aufzuweisen, und es ist notwendig, aufwändige Komponenten zu verwenden, was die Herstellungskosten sehr hoch macht.
Es wurde eine Fernpumpe als ein Mittel vorgeschlagen, um dieses Problem zu behandeln. In einem Fernpumpensystem wird eine Lichtquelle, die Pumplicht für den optischen Faserverstärker zuführt (und die Schaltung, die diese Lichtquelle steuert) in irgendeinem Abstand weg von dem optischen Faserverstärker installiert, normalerweise wird, wie in 1A gezeigt, die Lichtquelle in oder nahe dem Sender oder Empfänger installiert. D.h. in einem Fernpumpensystem sind die Lichtquelleneinheit und die Steuerschaltung, worin leicht eine Störung auftreten kann, in dem Grund installiert, und nur die optischen Faserkomponenten (die in den Figuren als EDF – mit Erbium dotierte Fasern identifiziert werden), in denen ein Zusammenbruch und eine Verschlechterung fast niemals auftreten, sind auf dem Ozeanboden verlegt. Aus diesem Grund ist es möglich, ein System aufzubauen, das leicht zu warten ist, ohne einen optischen Faserverstärker höherer Qualität (Zuverlässigkeit) als notwendig herzustellen, wobei die Kosten reduziert werden.
Die Menge von Information, die durch die Netze übertragen wird, hat sich jedoch stark erhöht. In dieser Situation wurde ein großer Teil von Forschung und Entwicklungsarbeit in der Technologie durchgeführt, um die Menge von Information zu erhöhen, die die Übertragungspfade handhaben können. Wellenlängenmultiplex- (Wavelength Division Multiplex, WDM) Übertragung ist eine Technologie, um die Kapazität von Übertragungspfaden zu erhöhen. Multiwellenlängenübertragung ist ein Verfahren, in dem mehrere Lichtsignale in unterschiedlichen Wellenlängen für eine Übertragung durch einen einzelnen optischen Übertragungspfad multiplext werden; Information kann in jeder Wellenlänge (Kanal) übertragen werden. Vor kurzem wurde vorgeschlagen, ein derartiges Multiwellenlängenmultiplex-Übertragungssystem in das oben beschriebene Fernpumpen-Optikübertragungssystem einzuführen. Ein besonderer Fall, in dem Multiwellenlängenlicht in einem optischen Übertragungssystem mit einer Fernpumpenkonfiguration übertragen wird, wird in 1B veranschaulicht.
Wenn Multiwellenlängenlicht unter Verwendung einer Er-dotierte Faser (EDF) in einem Fernpumpensystem verstärkt wird, wird normalerweise die Pumplichtleistung, die von einer Pumplichtquelle ("Pumpe") ausgegeben wird, auf einem konstanten Wert gehalten, um die Stabilität der Verstärkungsaktion in dem optischen Faserverstärker zu messen. Wenn dem optischen Faserverstärker Pumplicht zugeführt wird, werden alle Wellenlängen des Multiwellenlängenlichts mit einem Mal verstärkt. D.h. wenn das Multiwellenlängenlicht in einer Vielzahl von Kanälen multiplext wird, werden Signale in einer Vielzahl von Kanälen in gegenseitig unterschiedlichen Wellenlängen alle mit einem Mal verstärkt.
Im allgemeinen hängt jedoch die Verstärkung in einem optischen Faserverstärker von der Wellenlänge ab. Aus diesem Grund wird, falls eine geeignete Pumpensteuerung nicht an den optischen Faserverstärker angelegt wird, die Verstärkung in den unterschiedlichen Kanälen, in denen das Multiwellenlängenlicht multiplext wurde, nicht länger die gleiche sein, und die Lichtpegel in den unterschiedlichen Kanälen werden unterschiedlich. Außerdem ist in Multiwellenlängenübertragung, je größer die Zahl von Kanälen ist, die in einer optischen Faser multiplext werden, die Menge von Pumpenergie umso größer, die notwendig wird, was es wünschenswert macht, die Aktion des optischen Faserverstärkers gemäß dieser Zahl von Kanälen zu steuern.
In existierenden Fernpumpensystemen wurde jedoch eine Steuerung in Anbetracht der Wellenlängenabhängigkeit der Verstärkung des optischen Faserverstärkers oder der Zahl von Kanälen, die multiplext werden, nicht angewendet. Aus diesem Grund weichen die Pegel in jedem Kanal voneinander ab, oder der Signallichtpegel kann unangebracht sein, was erhöhtes Rauschen verursacht.
In GB-A-2,294,170 wird eine optische Verstärkung von Wellenlängenmultiplexsignalen offenbart, die Mittel zum Steuern des Ausgangspegels eines derartigen Signals gemäß der Zahl von optischen Signalen, die multiplext werden, enthält.
In dem Artikel "Prospects brought by optical amplifiers in repeaterless systems", VON GABLA ET AL, COMMUNICATION FOR GLOBAL USERS, INCLUDING A COMMUNICATION THEORY MINI CONFERENCE, ORLANDO, 6.-9. DEZEMBER 1992, PROCEEDINGS OF THE TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE (GLOBECOM), NEW YORK, IEEE, US, Vol. 1, 6. Dezember 1992, Seiten 1436-1439 wird Fernpumpen eines EDFA offenbart, der in einen Übertragungspfad ohne Repeater eingeführt ist.
In US-A-5,510,926 werden ein Übertragungsverfahren und eine optische Verknüpfung, die Multiplexen verwenden, offenbart, wobei in der Verknüpfung eine Verstärkungsfaser eine Vielzahl von multiplexten Wellen verstärkt.
In dem Artikel "Long-span repeaterless IM/DD optical transmission experiment over 300 km using optical amplifiers" von AIDA ET AL, COMMUNICATIONS-RISING TO THE HEIGHTS, DENVER, JUNI 23026 1991, PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS, NEW YORK, IEEE, US, Vol. 1, 23. Juni 1991, Seiten 1228-1232 werden zwei Typen einer Systemausführung ohne Repeater unter Verwendung optischer Verstärker offenbart, in einer von denen ein entfernt gepumpter optischer Verstärker eingesetzt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Multiwellenlängenlicht-Übertragungssystem vorgesehen, worin mindestens eine optische Verstärkungseinheit (41) in einem Übertragungspfad (Übertragungsweg) installiert ist, durch den Multiwellenlängenlicht zwischen einer Sendestation (10) und einer Empfangsstation (20) übertragen wird, gekennzeichnet dadurch zu umfassen: eine Lichtquelle (45), die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist, um Pumplicht zu generieren, das der mindestens einen optischen Verstärkungseinheit zugeführt wird; Splittingmittel (Zerlegungsmittel) (46-1 bis 46-n), das innerhalb der Empfangsstation installiert und angepasst ist, das Multiwellenlängenlicht, das durch die mindestens eine optische Verstärkungseinheit verstärkt wird, in eine Vielzahl von Licht entsprechend einer Vielzahl von Kanälen zu splitten; und eine Steuerschaltung (44), die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist, um eine Ausgangsleistung der Lichtquelle abzustimmen, um jeweilige Lichtpegel in der Vielzahl von Kanälen auszugleichen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext werden, das durch das Splittingmittel gesplittet wird.
Somit wird ein System vorgesehen, in dem der optische Faserverstärker, der das Multiwellenlängenlicht verstärkt, entfernt gesteuert wird, um die Pegelabweichungen in jedem Kanal zu verringern, in denen das Multiwellenlängenlicht multiplext wird, und um zur gleichen Zeit Rauschen des Multiwellenlängenlichts zu unterdrücken.
Das Multiwellenlängenlicht-Übertragungssystem dieser Erfindung nimmt an, dass es mindestens eine optische Verstärkungseinheit in dem Übertragungspfad gibt, der Multiwellenlängenlicht zwischen der Sendestation und der Empfangsstation überträgt, und dass Pumpen der optischen Verstärkungseinheit von einem entfernten Standort gesteuert wird.
Das System hat eine Lichtquelle, die Pumplicht generiert, die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist und dieses Pumplicht der mindestens einen optischen Verstärkungseinheit zuführt, und eine Steuerschaltung, die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist und die Lichtemissionsleistung der Lichtquelle für den Zweck einer Abstimmung der Lichtpegel in einer Vielzahl von Kanälen abstimmt, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind.
Das System kann auch eine Lichtquelle haben, die innerhalb oder in der Nähe einer der Sendestation installiert ist und die Lichtquellen generieren Pumplicht, das mindestens einer aus einer Vielzahl von optischen Verstärkungseinheiten zugeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist ein Diagramm, das die Basiskonfiguration eines Fernpumpensystems erläutert.
1B ist ein Systemkonfigurationsdiagramm für den Fall, in dem ein Fernpumpensystem in ein System eingeführt ist, das Multiwellenlängenlicht überträgt.
2 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des Übertragungssystems dieser Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm, das die Wellenlängencharakteristika der optischen Verstärkung einer mit Erbium dotierten optischen Faser zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Neigung der Verstärkung mit Bezug auf die Pumplichtleistung und Wellenlänge zeigt.
5A und 5B sind Diagramme, die den Lichtpegel in jedem Kanal zeigen, der in dem Multiwellenlängenlicht enthalten ist.
6 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der ersten Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Empfangsstation erläutert.
8A bis 8D sind Diagramme, die den WDM-Koppler und den Verzweigungskoppler erläutern.
9 ist ein Konfigurationsdiagramm der Steuerschaltung in 6.
10 ist ein Diagramm, das den Unterschied zwischen Zuständen erläutert, worin ein Signal übertragen wird, und worin ein Signal nicht übertragen wird.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zweiten Ausführungsform.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der dritten Ausführungsform.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der vierten Ausführungsform.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der fünften Ausführungsform.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm der Steuerschaltung 72, die in 14 gezeigt wird.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der sechsten Ausführungsform.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der siebten Ausführungsform.
18 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der achten Ausführungsform.
19 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der optischen Verstärkungssektion zeigt, die in dem optischen Isolator installiert ist.
20 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der neunten Ausführungsform.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zehnten Ausführungsform.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der elften Ausführungsform.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zwölften Ausführungsform.
24 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Variation des Übertragungssystems der zwölften Ausführungsform zeigt.
25 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der dreizehnten Ausführungsform.
26 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der vierzehnten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Des Übertragungssystem dieser Erfindung nimmt an, dass es mindestens eine optische Verstärkungseinheit in einem Übertragungspfad gibt, der Multiwellenlängenlicht zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation überträgt, und dass die optische Verstärkungseinheit von einem entfernten Standort gesteuert wird. Das System enthält eine Lichtquelle, die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist und Pumplicht generiert, das der mindestens einen optischen Verstärkungseinheit zugeführt wird, und eine Steuerschaltung, die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert ist und die Leistung des Lichts abstimmt, das durch die Lichtquelle emittiert wird, um die Lichtpegel in der Vielzahl von Kanälen anzupassen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext werden. Diese Steuerschaltung empfängt einen Teil von jedem der jeweiligen Kanäle, auf die das Multiwellenlängenlicht in der Empfangsstation verzweigt wird, und stimmt die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle emittiert wird, so ab, dass die Lichtpegel ausgeglichen werden (in Übereinstimmung). Die optische Verstärkungseinheit ist z.B. eine mit seltenen Erden dotierte optische Faser.
Die Wellenlängencharakteristika der Verstärkung der optischen Verstärkungseinheit werden durch die Leistung des Pumplichts gesteuert, das von der Lichtquelle zugeführt wird. Hier wird ein Teil des Multiwellenlängenlichts, das durch die optische Verstärkungseinheit verstärkt wurde, zu der Steuerschaltung eingespeist, und es wird eine Rückkopplungssteuerung auf die Lichtleistung, die von der Lichtquelle emittiert wird, in Übereinstimmung mit den Wellenlängencharakteristika dieses Multiwellenlängenlichts angewendet. Auf diese Weise kann Multiwellenlängenlicht, das die gewünschten Wellenlängencharakteristika hat, erzeugt werden.
Das Übertragungssystem einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung enthält eine Lichtquelle, die innerhalb oder in der Nähe von entweder der Sendestation oder der Empfangsstation installiert ist und Pumplicht generiert, das der Lichtverstärkungseinheit zugeführt wird, eine Erfassungsschaltung, die die Zahl von Wellenlängen in dem Multiwellenlängenlicht erfasst, und eine Steuerschaltung, die die Lichtleistung, die durch die Lichtquelle emittiert wird, entsprechend der Zahl von Wellenlängen abstimmt, die durch die Erfassungsschaltung erfasst wird.
Wenn Wellenlängenlicht verstärkt wird, erhöht sich auch, falls die Zahl von Kanälen zum Übertragen von Signalen in dem Multiwellenlängenlicht erhöht wird, die Menge von Pumpenergie, die benötigt wird, um dieses Multiwellenlängenlicht zu einem spezifizierten Pegel zu verstärken. Um die Pumpenergie zu erhöhen, muss die Pumpleistung erhöht werden. Folglich kann dadurch, dass das System in einer derartigen Konfiguration hergestellt wird, dass die Lichtleistung, die durch die Lichtquelle emittiert wird, gemäß der Zahl von Multiplex von Kanälen abgestimmt wird, dann, selbst wenn die Zahl von Kanälen geändert wird, über die das Signal übertragen wird, das Multiwellenlängenlicht zu einem spezifizierten Pegel durch Verwenden der Lichtverstärkungseinheit abgestimmt werden.
Es wird nun eine Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 2 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm des Lichtübertragungssystems dieser Ausführungsform; es wird verwendet, um die Übertragung des Multiwellenlängenlichts prinzipiell zu erläutern. Das Übertragungssystem dieser Ausführungsform überträgt Multiwellenlängenlicht als Signallicht von der Sendestation 10 zu der Empfangsstation 20. Dieses Multiwellenlängenlicht kann die Signale in einer Vielzahl von Kanälen (ch 1 bis ch n) multiplexen. Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 gesendet wird, wird durch die eine oder mehr optische Verstärkungssektionen in dem Übertragungspfad verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen.
Die Sender (Tx) 11-1 bis 11-n geben ihre jeweiligen Signale im Signallicht von gegenseitig unterschiedlichen Wellenlängen aus (die Signallichtwellenlängen sind jeweils λ1 bis λn). Diese Signallichtausgaben werden durch den Wellenoptikmultiplexer 12 multiplext und zu dem Übertragungspfad 31a ausgegeben. D.h. die Sendestation 10 gibt Multiwellenlängenlicht einschließlich der n Wellenlängenkomponenten λ1 bis λn als Signallicht aus. Dieses Multiwellenlängenlicht wird durch den optischen Verstärker 32 verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen. Multiwellenlängenlicht, das über den Übertragungspfad 31b übertragen wurde, wird in die Wellenlängen λ1 bis λn durch den Wellenoptikdemultiplexer 21 gesplittet und die Wellenlängenkomponenten werden zu den jeweiligen Empfängern Rx 22-1 bis 22-n eingegeben. Somit wird in dem Übertragungssystem dieser Ausführungsform Signallicht, das von den jeweiligen Sendern 11-1 bis 11-n gesendet wird, über einen Übertragungspfad als Multiwellenlängenlicht übertragen und durch die jeweiligen Empfänger 22-1 bis 22-n empfangen.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 zu der Empfangsstation 20 übertragen wird, wird z.B. unter Verwendung des Bandes von 1550nm übertragen. In diesem Fall werden z.B. die Wellenlängen λ1 bis λn, die die Signale in Kanälen ch 1 bis ch n übertragen, in dem Bereich von 1530nm bis 1560nm ausgewählt.
Angenommen, dass Signallicht in dem Wellenlängenband von 1550nm verwendet wird, kann z.B. eine mit seltenen Erden dotierte optische Faser als die optische Verstärkungssektion 32 verwendet werden. Diese mit seltenen Erden dotierte optische Faser ist z.B. eine mit Erbium dotierte optische Faser, in die Erbium injiziert wurde. Die folgende Erläuterung nimmt an, dass die mit Erbium dotierte optische Faser als die mit seltenen Erden dotierte optische Faser verwendet wird. Wie unter Fachleuten dieser Industrie gut bekannt ist, muss einer mit Erbium dotierten optischen Faser Pumpenergie durch Pumplicht gegeben werden, das getrennt von dem Signallicht zugeführt wird, das zu verstärken ist (das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 in 2 gesendet wird), und das Signallicht, das die mit Erbium dotierte optische Faser durchläuft, wird durch diese Pumpenergie verstärkt.
Das Übertragungssystem dieser Ausführungsform hat eine ferngesteuerte Konfiguration. Die Lichtquelle, die das Pumplicht generiert, und die Schaltung, die diese Lichtquelle steuert, befinden sich weg von der optischen Verstärkungssektion 32 (die mit Erbium dotierte optische Faser). Diese Lichtquelle und Lichtquellen-Steuerschaltung werden in 2 nicht gezeigt, können aber z.B. innerhalb oder in der Nähe der Sendestation 10 oder innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation 20 installiert sein.
3 zeigt die Wellenlängencharakteristika der optischen Verstärkung der mit Erbium dotierten optischen Faser. 3 zeigt die Leistungsverteilung von Licht, das ausgegeben wird, wenn eingegebenes Licht unter Verwendung einer mit Erbium dotierten optischen Faser verstärkt wird; unter der Annahme, dass eingegebenes Licht eine konstante Leistung hat, zeigt diese Grafik im wesentlichen die optische Verstärkung der mit Erbium dotierten optischen Faser. Die Wellenlängencharakteristika der mit Erbium dotierten optischen Faser sind derart, dass in dem Signalübertragungs-Wellenlängenband (1530 bis 1560nm), wenn die Erregungsrate (die Erbium-Umkehrungsverteilungsrate) hoch ist, die Verstärkung auf der langen Wellenlängenseite im Vergleich zu der Verstärkung auf der kurzen Wellenlängenseite klein ist, während wenn die Erregungsrate gering ist, die Verstärkung auf der kurzen Wellenlängenseite im Vergleich zu der Verstärkung auf der langen Wellenlängenseite klein ist. Das heißt wenn die Erregungsrate der mit Erbium dotierten optischen Faser hoch ist, ist die Neigung der Verstärkung als eine Funktion der Wellenlänge negativ; wenn die Erregungsrate gering ist, ist die Neigung der Verstärkung als eine Funktion der Wellenlänge positiv.
Die Erregungsrate einer mit Erbium dotierten optischen Faser kann durch die Pumplichtleistung gesteuert werden. Das heißt wenn die Leistung des Pumplichts, das der mit Erbium dotierten optischen Faser zugeführt wird, groß ist, wird die Erregungsrate hoch, und die Neigung der Verstärkung als eine Funktion der Wellenlänge ist negativ. Wenn andererseits die Pumplichtleistung klein ist, fällt die Erregungsrate ab, und die Neigung der Verstärkung als eine Funktion der Wellenlänge wird positiv. Diese Beziehungen werden in 4 gezeigt.
Falls die Zusammensetzung der Substanz, die in die optische Faser injiziert wird, geeignet gewählt wird, dann kann, wie durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt, das System so konfiguriert sein, dass die Verstärkung in der mit Erbium dotierten optischen Faser ungefähr linear mit der Wellenlänge des Multiwellenlängenlichts variiert, das zu verstärken ist. Falls mit anderen Worten die mit Erbium dotierte optische Faser mit einer derartigen Zusammensetzung, dass die Verstärkung linear mit der Wellenlänge des Multiwellenlängenlichts variiert, in dem Übertragungspfad installiert ist, dann kann, wie in 5A und 5B gezeigt, von dem Lichtpegel in jedem Kanal, der in dem Wellenlängenlicht multiplext ist, erwartet werden, linear mit der Wellenlänge zu variieren.
In Anbetracht dieser Charakteristik kann dann, falls die Lichtpegel in beliebigen 2 arbiträren Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, veranlasst werden können übereinzustimmen, erwartet werden, dass die Lichtpegel in allen der Kanäle übereinstimmen werden. In diesem Fall kann dann, falls unter den Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, der Kanal mit der kürzesten Wellenlänge und der Kanal mit der längsten Wellenlänge gewählt werden und die Lichtpegel in jenen 2 Kanälen veranlasst werden übereinzustimmen, erwartet werden, dass die Abweichung von Lichtpegeln unter den Kanälen minimiert wird. D.h. wie in 5A und 5B gezeigt, ist es dann ausreichend, falls angenommen wird, dass die kürzeste Wellenlänge λ1 ch 1 zugewiesen ist und die längste Wellenlänge λn ch n zugewiesen ist, um die Lichtpegel unter den Kanälen ch 1 bis ch n auszugleichen, die Lichtpegel in ch 1 und ch n zu erfassen und sie so zu steuern, dass sie in Übereinstimmung gebracht werden.
In dem Übertragungssystem dieser Ausführungsform wird die Charakteristik, die oben in 3 bis 5 gezeigt wird, verwendet. D.h. es werden die Lichtpegel in jedem der Kanäle, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, das durch eine mit Erbium dotierte optische Faser verstärkt wird, erfasst, und dann wird die Leistung des Pumplichts, das der mit Erbium dotierten optischen Faser zugeführt wird, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen dieser Erfassung variiert, um die Wellenlängencharakteristika (Verstärkung) der mit Erbium dotierten optischen Faser abzustimmen. Dies gleicht die Lichtpegel in allen der Kanäle aus. Das Übertragungssystem dieser Ausführungsform hat eine Fernpumpenkonfiguration, und die Steuerung des Pumplichts wird in einer Position entfernt von dort angewendet, wo die mit Erbium dotierte optische Faser installiert ist.
6 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der ersten Ausführungsform. Die Sendestation 10 gibt, wie oben mit Bezug auf 2 erläutert wurde, Multiwellenlängen licht als das Signallicht auf den Übertragungspfad aus. Dieses Multiwellenlängenlicht überträgt Signallicht ch 1 bis Signallicht ch n. Signallicht ch 1 bis Signallicht ch n besteht aus dem Signallicht, dem jeweils die Wellenlängen λ1 bis λn zugewiesen wurden. D.h. dieses Multiwellenlängenlicht enthält das Wellenlängenkomponenten-Signallicht ch 1 bis Signallicht ch n. Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 gesendet wird, wird durch die mit Erbium dotierte optische Faser (hierin nachstehend als die EDF bezeichnet) 41 verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen.
Pumplicht wird von der Lichtquelle (Pumpe) 45 ausgegeben und der EDF 41 zugeführt. Seine Pumpenergie verstärkt das Multiwellenlängenlicht (das Signallicht). Der WDM-Koppler 42 hat die Funktion zum Synthetisieren von Licht von gegenseitig verschiedenen Wellenlängen. Wenn das Multiwellenlängenlicht, das durch die Sendestation 10 ausgegeben wird, und das Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben wird, auf den WDM-Koppler 42 einfallen, werden sie synthetisiert und ausgegeben. Folglich werden Multiwellenlängenlicht und Pumplicht zu der EDF 41 eingegeben.
Das Multiwellenlängenlicht, das über die Übertragungspfade 43a und 43b übertragen wird, wird in seine Komponentenwellenlängen in der Empfangsstation 20 gesplittet. Die Empfangsstation 20 wird mit Bezug auf 7 erläutert. Das Multiwellenlängenlicht wird in Licht von jeder Komponentenwellenlänge λ1 bis λn durch den Wellenoptikdemultiplexer 21 gesplittet und die getrennten Komponenten werden jeweils in die Empfänger (Rx) 22-1 bis 22-n eingegeben. Das Licht, das in die Empfänger 22-1 bis 22-n eingegeben wird, hat Komponenten von Wellenlängen λ1 bis λn: es ist das Signallicht ch 1 bis zu dem Signallicht ch n. Ein Teil von jeder der Signallichtkomponenten ch 1 bis ch n wird durch die jeweiligen Verzweigungskoppler 46-1 bis 46-n abgesplittet. Jene verzweigten Anteile der Signallichtkomponenten ch 1 bis ch n werden zu der Steuerschaltung (cont1) 44 eingegeben. Wenn die Steuerschaltung 44 die verzweigten Anteile der Signallichtkomponenten ch 1 bis ch n empfängt, steuert die Steuerschaltung 44 die Ausgangsleistung der Lichtquelle 45 so, um die Lichtpegel von ch 1 bis ch n auszugleichen. Die Konfiguration und Aktion der Steuerschaltung 44 werden nachstehend detailliert beschrieben.
Das Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben wird, wird der EDF 41 zugeführt und bringt sie in den erregten Zustand. Hier werden die Verstärkungscharakteristika der EDF 41 gemäß der Leistung des Pumplichts wie oben beschrieben gesteuert. Die Leistung dieses Pumplichts wird zu einem Pegel abgestimmt, der die Lichtpegel in den jeweiligen Kanälen ausgleicht, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind durch die Steuerschaltung 44. Folglich wird das Multiwellenlängenlicht, das über die Übertragungspfade 43a und 43b übertragen wird, durch die EDF 41 auf eine derartige Weise verstärkt, dass die Lichtpegel in allen der Kanäle zu der Zeit ausgeglichen sind, wenn das Licht durch die Empfangsstation 20 empfangen wird.
Wie oben erläutert, umfasst das Übertragungssystem, das in 6 gezeigt wird, ein Rückkopplungssystem. In diesem Rückkopplungssystem wird die Verstärkung der EDF 41 basierend auf den Wellenlängencharakteristika des Multiwellenlängenlichts gesteuert, das durch die EDF 41 verstärkt wird.
Somit wird in dem Übertragungssystem, das in 6 gezeigt wird, das Multiwellenlängenlicht überträgt, die Leistung der entfernten Pumplichtquelle, die Pumplicht der mit Erbium dotierten optischen Faser zuführt, in Anbetracht der Lichtpegel in jedem Kanal abgestimmt, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, sodass die Abweichung unter Lichtpegeln in jedem Kanal in der Empfangsstation minimiert wird.
Falls an Stelle einer Verwendung des entfernten Pumpsystems, das in 6 gezeigt wird, ein optischer Verstärker, in den die EDF 41, die Steuerschaltung 44 und die Lichtquelle 45 in eine Einheit einbezogen sind, verwendet wird, dann wird, selbst wenn die Abweichungen der Signalpegel in den unterschiedlichen Kanälen zu der Zeit einer Ausgabe von diesem optischen Verstärker minimiert sind, wenn das Signal durch die Empfangsstation 20 empfangen wird, die Wellenform durch Übertragung durch den Übertragungspfad 43b gedämpft worden sein, sodass die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den unterschiedlichen Kanälen nicht länger notwendigerweise ein Minimum sein werden. In der Fernpumpenkonfiguration, die in 6 gezeigt wird, wurde dieses Problem korrigiert.
Es werden nun der WDM-Koppler und der Verzweigungskoppler erläutert. Wie in 8A gezeigt, kann der WDM-Koppler Licht unterschiedlicher Wellenlängen synthetisieren. D.h. in dem System, das in 6 gezeigt wird, werden, wenn das Signallicht (das Multiwellenlängenlicht) und das Pumplicht in den WDM-Koppler eingegeben werden, sie synthetisiert und von einem einzelnen Ausgangsport ausgegeben. Außerdem kann der WDM-Koppler, der in 8B gezeigt wird, Licht, das durch Synthese von Licht unterschiedlicher Wellenlängen gebildet wurde, in seine Komponentenwellenlängen splitten. D.h. wenn Licht, das durch Synthese des Signallichts (das Multiwellenlängenlicht) und des Pumplichts gebildet wurde, in den WDM-Koppler eingegeben wird, wird dieses eingegebene Licht in das Signallicht und das Pumplicht gesplittet, die dann getrennt ausgegeben werden.
Der Verzweigungskoppler zweigt, wie in 8C gezeigt, einen vorgeschriebenen Anteil des eingegebenen Lichts ab. D.h. wenn das Signallicht in den Verzweigungskoppler eingegeben wird, wird dieses Signallicht verzweigt und die Zweige werden getrennt ausgegeben; wenn Pumplicht eingegeben wird, wird dieses Pumplicht verzweigt und die Zweige werden getrennt ausgegeben. In diesem Fall funktioniert der Verzweigungskoppler als ein Strahlensplitter. Wenn Licht zu dem Verzweigungskoppler von 2 Ports eingegeben wird, wie in 8D gezeigt, werden die Zweige gekoppelt und zusammen ausgegeben.
9 ist ein Blockdiagramm der Steuerschaltung 44, die in 6 gezeigt wird. Die Fotodioden (PDs) 51-1 bis 51-n empfangen das Signallicht jeweils von ch 1 bis ch n, und Spannungen entsprechend jenen Lichtpegeln werden ausgegeben. D.h. die Ausgaben von den Fotodioden 51-1 bis 51-n sind Signale, die die Lichtpegel jeweils in den Kanälen ch 1 bis ch n anzeigen. Die Ausgaben von den Fotodioden 51-1 bis 51-n werden zu den analogen Schaltern 52 und 53 als die Lichtpegel der jeweiligen Kanäle eingegeben. Außerdem werden die Ausgaben von den Fotodioden 51-1 bis 51-n zu den Komparatoren 54-1 bis 54-n eingegeben.
Die Komparatoren 54-1 bis 54-n vergleichen die Lichtpegel in den verschiedenen Kanälen mit dem Schwellwert Vth, und geben die Ergebnisse jener Vergleiche auf TTL-Pegel aus. Diese Schwellwerte Vth werden wie folgt bestimmt. In dem Multiwellenlängen-Übertragungssystem werden die Signale durch spezifizierte Kanäle übertragen; die Lichtpegel in den Kanälen, durch die die Signale übertragen werden, sind höher als die Lichtpegel in Kanälen, die Signale nicht übertragen. In 10 übertragen Kanäle 2 bis n Signale, aber Kanal 1 tut es nicht. Der Schwellwert Vth ist auf einen derartigen Pegel gesetzt, dass er verwendet werden kann um zu beurteilen, ob jeder Kanal ein Signal überträgt oder nicht. Die Komparatoren 54-1 bis 54-n geben Pegel "L" aus, wenn der empfangene Lichtpegel größer als der Schwellwert Vth ist. D.h. die Komparato ren 54-1 bis 54-n geben Pegel "L" aus, wenn die entsprechenden Kanäle Signale übertragen.
Die Ausgabe des Komparators 54-1 wird zu dem Auswahlanschluss #1 des analogen Schalters 52 eingegeben. Wenn Pegel "L" zu dem Auswahlanschluss #1 des analogen Schalters 52 eingegeben wird, d.h. wenn die Ausgabe des Komparators 54-1 auf Pegel "L" ist, gibt der analoge Schalter 52 die Spannung aus, die zu dem Eingangsanschluss #1 eingegeben wird. D.h. wenn Kanal 1 ein Signal überträgt, gibt der analoge Schalter 52 den Lichtpegel aus, der in Kanal 1 erfasst wird. Wenn andererseits die Ausgabe des Komparators 54-1 auf Pegel "H" ist, d.h. wenn Kanal 1 ein Signal nicht überträgt, gibt der analoge Schalter 52 nicht die Spannung aus, die an den Eingangsanschluss #1 angelegt ist.
Das logische Produkt der Ausgabe des Komparators 54-1 und des Komparators 54-2 wird zu dem Auswahlanschluss #2 des analogen Schalters 52 eingegeben. Folglich wird, wenn die Ausgabe des Komparators 54-1 auf Pegel "H" ist und die Ausgabe des Komparators 54-2 auf Pegel "L" ist, Pegel "L" zu dem Auswahlanschluss #2 des analogen Schalters 52 eingegeben; der analoge Schalter 52 gibt dann die Spannung aus, die an den Eingangsanschluss #2 angelegt ist. D.h. wenn Kanal 1 ein Signal nicht überträgt und Kanal 2 ein Signal überträgt, gibt der analoge Schalter 52 ein Signal bezogen auf den Lichtpegel in Kanal 2 aus.
Somit gibt der analoge Schalter 52 ein Signal aus, das den Lichtpegel in dem Kanal anzeigt, der die kürzeste Wellenlänge unter den Kanälen hat, die Signale übertragen. Ähnlich gibt der analoge Schalter 53 ein Signal aus, das den Lichtpegel in dem Kanal anzeigt, der die längste Wellenlänge unter den Kanälen hat, die Signale übertragen. Folglich gibt, wie z.B. in 10 gezeigt, wenn es kein Signal gibt, das in Kanal 1 übertragen wird, aber Signale in Kanälen 2 bis n übertragen werden, der analoge Schalter 52 ein Signal aus, das den Lichtpegel in Kanal 2 anzeigt, und der analoge Schalter 53 gibt ein Signal aus, das den Lichtpegel in Kanal n anzeigt. Die Ausgaben der analogen Schalter 52 und 53 werden zu dem Subtrahierer 55 eingegeben.
Der Subtrahierer 55 ist z.B. ein Operationsverstärker. Der Subtrahierer 55 bildet einen Teil des Rückkopplungssystems, das oben beschrieben wird. Er agiert, um die Differenz zwischen der Ausgabe des analogen Schalters 52 und der Ausgabe des analogen Schalters 53 "0" zu machen. Der Verstärker 56 verstärkt die Ausgabe des Subtrahierers 55. Die Pumplichtquellen-Ansteuerschaltung 57 enthält z.B. einen Leistungstransistor; er gibt einen Strom entsprechend der Ausgabe des Verstärkers 56 weiter und steuert die Lichtquelle 45 an. Die Lichtquelle 55 enthält z.B. eine Laserdiode; sie gibt Licht einer Leistung entsprechend dem Strom, der von der Pumplichtquellen-Ansteuerschaltung 57 zugeführt wird, als das Pumplicht aus.
Somit steuert die Steuerschaltung 44 die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 45 emittiert wird, um die Lichtpegel in dem Kanal mit der kürzesten Wellenlänge und dem Kanal mit der längsten Wellenlänge unter den Kanälen, die Signale übertragen, in Übereinstimmung zu bringen.
6 und 7 zeigen eine Konfiguration, in der Komponenten von Signallicht, das durch den optischen Demultiplexer 21 verzweigt wird, zu der Steuerschaltung 44 eingegeben werden; es ist aber auch möglich, eine Konfiguration zu haben, in der ein Teil des Multiwellenlängenlichts vor dem Splitten durch den optischen Demultiplexer 21 zu der Steuerschaltung 44 eingegeben wird, und die Steuerschaltung 44 die Wellenlängenkomponente von jedem Kanal extrahiert.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zweiten Ausführungsform. In dem System der ersten Ausführungsform, die in 6 gezeigt wird, gab es eine mit Erbium dotierte optische Faser (EDF 41) in dem Übertragungspfad zwischen der Sendestation 10 und der Empfangsstation 20; in dem System der zweiten Ausführungsform gibt es 2 mit Erbium dotierte optische Fasern (EDF 41 und 47). In dem System der zweiten Ausführungsform wird Pumplicht, das durch die Lichtquelle 45 erzeugt wird, unter Verwendung des Verzweigungskopplers 48 verzweigt; die Zweige des Pumplichts werden zu EDF 41 bzw. EDF 47 eingespeist. Wenn Pumplicht zu EDF 47 eingespeist wird, werden das Multiwellenlängenlicht und das Pumplicht unter Verwendung des WDM-Kopplers 49 synthetisiert.
Somit werden in dem System der zweiten Ausführungsform die Verstärkungen einer Vielzahl von mit Erbium dotierten optischen Fasern gleichzeitig abgestimmt.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der dritten Ausführungsform. In dem System der dritten Ausführungsform ist der optische Vorverstärker 61 dem System der zweiten Ausführungsform hinzugefügt. Der optische Vorverstärker 61 ist z.B. ein optischer Verstärker, der eine mit Erbium dotierte optische Faser und eine Laserlichtquelle enthält; er verstärkt Multiwellenlängenlicht, das über den Übertragungspfad 43b übertragen wird. Die Verstärkung des optischen Vorverstärkers 61 wird durch die Steuerschaltung 44 gesteuert. Somit werden in dem System der dritten Ausführungsform, nachdem die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, abgestimmt wurden, die Pegelabweichungen erneut innerhalb der Empfangsstation 20 korrigiert.
Die Konfiguration der dritten Ausführungsform sieht die folgenden Vorteile vor. In einer Fernpumpenkonfiguration tritt, bis das Pumplicht zu der EDF 41 oder der EDF 47 übertragen ist, Dämpfung in diesem Übertragungspfad auf, sodass es notwendig ist, die Leistung des Pumplichts, das emittiert wird, zu einem oder über einen gewissen Pegel erhöhen. Um die Leistung des Pumplichts zu erhöhen, das emittiert wird, wird es unterdessen notwendig, große elektrische Ströme zu verwenden, um die Lichtquelle anzusteuern, als eine praktische Angelegenheit gibt es aber eine Grenze bezüglich dessen, um wie viel die Leistung des Pumplichts, das emittiert wird, erhöht werden kann. Aus diesem Grund ist es als eine praktische Angelegenheit nicht leicht, den dynamischen Bereich der Lichtemissionsleistung des Pumplichts zu erhöhen. Hier wird die Verstärkung der mit Erbium dotierten optischen Faser durch die Leistung des Pumplichts gesteuert, das zu ihr eingegeben wird, sodass falls der dynamische Bereich der Leistung des Pumplichts eng ist, es nicht möglich sein wird, die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den unterschiedlichen Kanälen adäquat abzustimmen. Das System der dritten Ausführungsform korrigiert dieses Problem. Speziell wird durch Installieren eines optischen Vorverstärkers in der Empfangsstation ein großer dynamischer Bereich mit einem kleinen Leistungsverbrauch erhalten, und es wird möglich, die Abweichungen der Lichtpegel unter den unterschiedlichen Kanälen effizient abzustimmen.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der vierten Ausführungsform. In dem System der vierten Ausführungsform wird Pumplicht von der Empfangsstation 20 zu der mit Erbium dotierten optischen Faser (EDF 41) zugeführt, die auf der Seite der Empfangsstation 20 installiert ist, und es wird Pumplicht von der Sendestation 10 zu der mit Erbium dotierten optischen Faser (EDF 47) zugeführt, die auf der Seite der Sendestation 10 installiert ist. Das Pumplicht, das der EDF 47 zugeführt wird, wird durch die Lichtquelle 71 generiert, die in der Sendestation 10 installiert ist. Die Lichtquelle 71 kann durch einen fixierten elektrischen Strom angesteuert werden oder sie kann durch ALC (Automatische Pegelsteuerung, Automatic Level Control) angesteuert werden. Die Verstärkung von EDF 41 wird auf die gleiche Art und Weise wie in dem System der ersten Ausführungsform gesteuert, die in 6 gezeigt wird.
In der oben beschriebenen Konfiguration kann im Vergleich zu dem System der zweiten Ausführungsform, die in 11 gezeigt wird, die Leistung verringert werden, die beim Generieren des Pumplichts verbraucht wird. D.h. in dem System der zweiten Ausführungsform war es notwendig, Pumplicht, das durch die Lichtquelle 45 generiert wird, zu EDF 47 zu übertragen, aber in dem System der vierten Ausführungsform ist es notwendig, nur genug Leistung zu verwenden, um EDF 41 zu erregen. Außerdem ist der Übertragungsabstand von der Lichtquelle 71 zu EDF 47 kleiner als der Übertragungsabstand von der Lichtquelle 45 zu EDF 47, sodass es nicht notwendig ist, die Lichtemissionsleistung der Lichtquelle 71 stark zu erhöhen.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der fünften Ausführungsform. In dem System der fünften Ausführungsform wird die Zahl von Kanälen, unter den Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext werden, in denen Signale übertragen werden (die Zahl von multiplexten Wellenlängen) erfasst, und das Pumplicht wird gemäß dieser Zahl von Kanälen gesteuert.
Wenn Multiwellenlängenlicht unter Verwendung eines optischen Faserverstärkers verstärkt wird, ist im allgemeinen je größer die Zahl von Kanälen ist, unter den Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, in denen Signale über tragen werden, die Menge von Pumpenergie, die notwendig ist, umso größer. Außerdem muss in einem optischen Verstärker in einem Übertragungssystem die Verstärkung dieses optischen Verstärkers geeignet gesteuert werden. D.h. falls die Verstärkung zu klein ist, wird das Signallicht nicht zu dem Empfänger übertragen, während falls die Verstärkung zu groß ist, Rauschen durch nichtlineare Effekte in dem Übertragungspfad erhöht wird. In einem System, in dem Multiwellenlängenlicht unter Verwendung eines optischen Faserverstärkers übertragen wird, ist es folglich wünschenswert, das Pumplicht, das den optischen Faserverstärkern zugeführt wird, in Übereinstimmung mit der Zahl von Kanälen abzustimmen, in denen Signale übertragen werden.
In dem Übertragungssystem der fünften Ausführungsform wird dies bei einer Steuerung des Pumplichts betrachtet, das der mit Erbium dotierten optischen Faser zugeführt wird. D.h. die Steuerschaltung (cont2) 72 erfasst die Zahl von Kanälen, in denen Signale übertragen werden, und stimmt die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, in Übereinstimmung mit dieser Zahl von Kanälen ab.
Die Verzweigungskoppler 73-1 bis 73-n verzweigen das Signallicht (das Signallicht in ch 1 bis ch n), das jeweils von den Sendern 11-1 bis 11-n ausgegeben wird, und speisen das verzweigte Signallicht zu der Steuerschaltung 72 ein. D.h. ein Teil von jeder Komponente des Signallichts (das Signallicht in ch 1 bis ch n) wird vor einer Synthese durch den optischen Multiplexer (der optische Multiplexer 12, der in 2 gezeigt wird) zu der Steuerschaltung 72 eingespeist. Folglich kann die Steuerschaltung 72 die Ausgangspegel der Sender 11-1 bis 11-n erfassen.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm der Steuerschaltung 72, die in 14 gezeigt wird. Licht, das von dem Licht ab gezweigt wird, das von jedem der Sender 11-1 bis 11-n ausgegeben wird, wird jeweils durch die Fotodioden (PDs) 81-1 bis 81-n empfangen. Die Fotodioden 81-1 bis 81-n geben Spannungen entsprechend den jeweiligen empfangenen Lichtpegeln aus. D.h. die Fotodioden 81-1 bis 81-n erfassen jeweils die Lichtpegel von Ausgaben von Sendern 11-1 bis 11-n. Die Ausgaben von den Fotodioden 81-1 bis 81-n werden jeweils zu den Komparatoren 82-1 bis 82-n eingegeben.
Die Komparatoren 82-1 bis 82-n vergleichen die Spannungspegel, die jeweils von den Fotodioden 81-1 bis 81-n empfangen werden, mit einem voreingestellten Schwellwert Vth. Dieser Schwellwert Vth dient dem Zweck einer Beurteilung, ob das Licht ein Signal enthält oder nicht. D.h., wie mit Bezug auf 10 erörtert wurde, sind die Lichtpegel in Kanälen, die Signale übertragen, größer als die Lichtpegel in Kanälen, die Signale nicht übertragen, sodass durch Einstellen dieses Schwellwertes Vth so, um eine Beurteilung dieser Pegeldifferenz zu gestatten, beurteilt werden kann, ob jeder der Kanäle ein Signal überträgt oder nicht. Jeder der Komparatoren 82-1 bis 82-n gibt Pegel "H" aus, wenn der entsprechende Kanal ein Signal überträgt, und Pegel "L", wenn der entsprechende Kanal ein Signal nicht überträgt.
Der analoge Schalter 83 empfängt die Ausgangssignale von den Komparatoren 82-1 bis 82-n. Dann wird die Zahl von Signalen, die auf Pegel "H" sind, gezählt, um die Zahl von Kanälen zu bestimmen, in denen Signale übertragen werden. Der analoge Schalter 83 hat n Spannungseinstellungsanschlüsse. Die Spannungen V1 bis Vn werden jeweils an diese Spannungseinstellungsanschlüsse angelegt. Der analoge Schalter 83 gibt eine Spannung, die an einen der Spannungseinstellungsanschlüsse angelegt wird, entsprechend der Zahl von Kanälen aus. Falls z.B. m Kanäle Signale übertragen, wird die Spannung Vm ausge geben. Die Spannungen Vi (i = 1, 2, ..., n) entsprechen dem Betrag von Pumplichtleistung.
Die Ausgabe von dem analogen Schalter 83 wird durch den Verstärker 84 verstärkt und zu der Pumplichtquellen-Ansteuerschaltung 85 eingegeben. Die Pumplichtquellen-Ansteuerschaltung 85 enthält z.B. einen Leistungstransistor, und leitet einen Strom entsprechend der Ausgabe des Verstärkers 84, um die Lichtquelle 71 anzusteuern. Dann gibt die Lichtquelle 71 Licht einer Leistung entsprechend dem Strom, der durch die Pumplichtquellen-Ansteuerschaltung 85 zugeführt wird, als das Pumplicht aus.
Somit steuert die Steuerschaltung 72 die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, um der Zahl von Kanälen zu entsprechen, die Signale übertragen.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der sechsten Ausführungsform. In dem System der fünften Ausführungsform, das in 14 gezeigt wird, ist eine mit Erbium dotierte Faser (EDF 47) in dem Übertragungspfad zwischen der Sendestation 10 und der Empfangsstation 20 installiert, in dem System der sechsten Ausführungsform sind aber zwei mit Erbium dotierte optische Fasern (EDF 41 und EDF 47) installiert. In dem System der sechsten Ausführungsform wird das Pumplicht, das durch die Lichtquelle 71 generiert wird, unter Verwendung des Verzweigungskopplers 91 verzweigt, und die resultierenden Zweige des Pumplichts werden zu EDF 41 bzw. EDF 47 eingespeist. Somit werden in dem System der sechsten Ausführungsform die Verstärkungen einer Vielzahl von mit Erbium dotierten optischen Fasern gleichzeitig abgestimmt.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der siebten Ausführungsform. Das System der siebten Aus führungsform ist eine Kombination der ersten Ausführungsform, die in 6 gezeigt wird, und der fünften Ausführungsform, die in 14 gezeigt wird. D.h. Pumplicht, das abgestimmt wird, der Zahl von Kanälen zu entsprechen, in denen Signale übertragen werden, wird zu der EDF 47 eingespeist, die auf der Seite der Sendestation installiert ist, und Pumplicht, das abgestimmt wird, um die Abweichungen der Lichtpegel unter den Kanälen zu minimieren, wird zu der EDF 47 eingespeist, die auf der Seite der Empfangsstation installiert ist.
18 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der achten Ausführungsform. Das System der achten Ausführungsform ist eine Variation des Systems der siebten Ausführungsform, wie in 17 gezeigt wird. D.h. in dem Übertragungssystem der achten Ausführungsform sind die Übertragungspfade des Multiwellenlängenlichts (das Signallicht) und des Pumplichts getrennt, und es wird eine bidirektionale Pumpenkonfiguration angenommen.
Das Pumplicht, das von der Lichtquelle 71 ausgegeben wird, wird durch den Verzweigungskoppler 91 verzweigt und zu EDF 41 und EDF 47 als Vorwärtspumplicht eingespeist. Falls zu dieser Zeit ein Teil des Pumplichts, das zu EDF 47 von der Lichtquelle 71 eingespeist wird, EDF 47 durchläuft, ohne in ihr verbraucht zu werden, wird dann, wie in 19 gezeigt wird, das Pumplicht, das die EDF 47 durchlaufen hat (das restliche Pumplicht) von dem Multiwellenlängenlicht durch den WDM-Koppler 92 gesplittet und zu dem Übertragungspfad 93b eingespeist. Das Pumplicht, das durch den WDM-Koppler 92 abgesplittet wird, wird in dem Übertragungspfad 93b übertragen und zu EDF 41 eingespeist. Folglich wird nur das Multiwellenlängenlicht zu Übertragungspfad 43c eingespeist.
Unterdessen wird das Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben wird, zu EDF 41 und EDF 47 eingespeist, ähnlich zu dem Pumplicht, das von der Lichtquelle 71 ausgegeben wird. Während das Pumplicht, das von der Lichtquelle 71 ausgegeben wird, als Vorwärtspumplicht zugeführt wird, wird jedoch das Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben wird, als Rückwärtspumplicht zugeführt.
In der oben beschriebenen Konfiguration kann das restliche Pumplicht, das die erste mit Erbium dotierte optische Faser durchläuft, ohne verbraucht zu werden, als Pumplicht durch die zweite mit Erbium dotierte optische Faser verwendet werden, wobei die Effizienz der Verwendung des Pumplichts erhöht wird.
Außerdem können in der oben beschriebenen Konfiguration die Anteile von Pumplicht, das durch die Lichtquelle 45 und die Lichtquelle 71 zugeführt wird, vorbestimmt werden. In dem Fall eines Systems z.B., in dem die minimale Zahl von Kanälen, die verwendet werden, bestimmt wird "m" sein, wird die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 45 emittiert wird, so eingestellt, dass das Multiwellenlängenlicht, das aus multiplexten Signalen von m Kanälen besteht, zu einem spezifizierten Pegel nur durch das Pumplicht von der Lichtquelle 45 verstärkt werden kann. Wenn die Zahl von multiplexten Kanälen, die verwendet werden, ansteigt, wird die Lichtquelle 71 dann eingestellt, genug Pumplicht zu emittieren, um den hinzugefügten Kanälen zu entsprechen.
Das Folgende ist der Grund, warum der Übertragungspfad des Multiwellenlängenlichts zwischen EDF 41 und EDF 47 (der Übertragungspfad 43c) von dem Übertragungspfad des Pumplichts (der Übertragungspfad 93b) getrennt ist.
Falls ein Versuch unternommen wird, die Effizienz der Verwendung des Pumplichts zu erhöhen, wie oben beschrieben wird, ohne den Übertragungspfad des Multiwellenlängenlichts von dem Übertragungspfad des Pumplichts zu trennen, dann werden in dem System, das in 18 gezeigt wird, die WDM-Koppler 42 und 92 und der Übertragungspfad 93b eliminiert. In dieser Art einer Konfiguration wird das restliche Pumplicht, das von der Lichtquelle 71 ausgegeben wurde und EDF 47 durchlaufen hat, zu EDF 41 über den Übertragungspfad 43c eingespeist. Ähnlich wird das restliche Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben wurde und EDF 41 durchlaufen hat, zu EDF 47 über den Übertragungspfad 43c eingespeist.
In einem Lichtübertragungssystem werden jedoch optische Isolatoren manchmal vor und nach den optischen Verstärkern zum Zweck der Verhinderung von Reflexionen installiert. 19 zeigt ein Beispiel, in dem die optischen Isolatoren 101a und 101b vor und nach EDF 47 installiert sind. Wenn optische Isolatoren auf diese Art und Weise installiert sind, wird das restliche Pumplicht, das von der Lichtquelle 45 ausgegeben und über den Übertragungspfad 43c übertragen wurde, durch den optischen Isolator 101b abgetrennt, und wird nicht der EDF 47 zugeführt. Der Grund für eine Trennung des Übertragungspfades, der für das Multiwellenlängenlicht verwendet wird, von dem Übertragungspfad, der für das Pumplicht zwischen EDF 41 und EDF 47 verwendet wird, besteht darin zu gestatten, dass Pumpen in beiden Richtungen stattfindet, während Reflexionen verhindert werden. Wenn der Übertragungspfad, der für das Multiwellenlängenlicht verwendet wird, von dem Übertragungspfad getrennt ist, der für das Pumplicht verwendet wird, insbesondere in einem System, das drei oder mehr optische Verstärker hat, wird es einfach, das Pumplicht für jeden optischen Verstärker zu steuern.
20 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der neunten Ausführungsform. Das System der neunten Ausführungsform nimmt an, dass die Konfiguration derart ist, dass das Multiwellenlängenlicht als das Signallicht zwischen einer lokalen Station und einer entfernten Station in beiden Richtungen übertragen wird. Hier wird der Übertragungspfad von der lokalen Station zu der entfernten Station der "stromaufwärtige Übertragungspfad" genannt, und der Übertragungspfad von der entfernten Station zu der lokalen Station wird der "stromabwärtige Übertragungspfad" genannt.
In dem Übertragungssystem der neunten Ausführungsform wird ein Teil des Multiwellenlängenlichts, das von der lokalen Station ausgegeben und durch eine mit Erbium dotierte optische Faser (EDF 131) verstärkt wird, zu dem stromabwärtigen Übertragungspfad eingespeist, der Multiwellenlängenlicht von der entfernten Station zu der lokalen Station überträgt; ein Teil dieses verstärkten Multiwellenlängenlichts wird durch die lokale Station empfangen. Dann stimmt die lokale Station die Leistung des Pumplichts, das der mit Erbium dotierten optischen Faser (EDF 131) zugeführt wird, die in dem stromaufwärtigen Übertragungspfad installiert ist, so ab, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den Kanälen zu minimieren, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, das von der lokalen Station ausgegeben und dann durch die EDF 131 verstärkt wurde. Außerdem wird die Leistung des Pumplichts, das der mit Erbium dotierten optischen Faser (EDF 132) zugeführt wird, die in dem stromabwärtigen Übertragungspfad installiert ist, ähnlich abgestimmt.
Es werden nun die Details dieses Prozesses erläutert. Hier erläutern wir den stromaufwärtigen Übertragungspfad. Das Multiwellenlängenlicht, das von der lokalen Station ausgegeben wird, wird das "Multiwellenlängenlicht (FL)" genannt, und das Multiwellenlängenlicht, das von der entfernten Station ausgegeben wird, wird das "Multiwellenlängenlicht (FR)" genannt.
Das Multiwellenlängenlicht (FL), das von der lokalen Station 110 ausgegeben wird, wird durch EDF 131 verstärkt und zu der entfernten Station 120 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 111 generiert wird, die in der entfernten Station 110 installiert ist, wird EDF 131 zugeführt. Das Multiwellenlängenlicht (FL), das durch EDF 131 verstärkt wird, wird durch den Verzweigungskoppler 133 verzweigt; der Anteil des Multiwellenlängenlichts (FL), der abgezweigt wird, wird zu dem Verzweigungskoppler 134 eingespeist, der in dem stromabwärtigen Übertragungspfad installiert ist. Der Verzweigungskoppler 134 synthetisiert das Multiwellenlängenlicht (FR), das von der entfernten Station 120 ausgegeben wird, und das Multiwellenlängenlicht (FL), das durch den Verzweigungskoppler 133 abgezweigt wird, und speist das synthetisierte Licht zu dem stromabwärtigen Übertragungspfad ein. Folglich empfängt die lokale Station 110 Multiwellenlängenlicht, das eine Synthese des Multiwellenlängenlichts (FR) und des Multiwellenlängenlichts (FL) ist.
Wenn die lokale Station 110 das Multiwellenlängenlicht empfängt, das eine Synthese des Multiwellenlängenlichts (FR) und des Multiwellenlängenlichts (FL) ist, wird dieses Multiwellenlängenlicht in seine Komponentenwellenlängen unter Verwendung eines optischen Demultiplexers gesplittet, wie mit Bezug auf 7 erläutert wurde. Dann wird jede Wellenlängenkomponente des Signallichts durch seinen jeweiligen Verzweigungskoppler verzweigt und das abgezweigte Licht wird zu der Steuerschaltung (cont3) 112 eingespeist. Die Aktion der Steuerschaltung 112 ist grundsätzlich die gleiche wie die der Steuerschaltung 44. D.h. die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 111 emittiert wird, wird so abgestimmt, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den Kanälen zu minimieren, die in dem empfangenen Multiwellenlängenlicht multiplext sind.
Die Wellenlängen der Kanäle, die für den stromaufwärtigen Übertragungspfad und den stromabwärtigen Übertragungspfad verwendet werden, können voneinander verschieden sein. D.h. unter den Wellenlängen λ1 bis λn, die als das Multiwellenlängenlicht verwendet werden, können die Wellenlängen λ1, λ3, λ5, ... z.B. für das Multiwellenlängenlicht (FL) verwendet werden, das über den stromaufwärtigen Übertragungspfad übertragen wird, während die Wellenlängen λ2, λ4, λ6, ... für das Multiwellenlängenlicht (FR) verwendet werden, das über den stromabwärtigen Übertragungspfad übertragen wird. In dieser Konfiguration ist es, wenn das Multiwellenlängenlicht, das eine Synthese des Multiwellenlängenlichts (FL) und des Multiwellenlängenlichts (FR) ist, zu der lokalen Station 110 eingegeben wird, möglich, nur das Signallicht, das die Wellenlängen λ1, λ3, λ5, ... enthält, von diesem Multiwellenlängenlicht extrahiert und zu der Steuerschaltung 112 eingespeist zu werden. D.h. es ist nur für das Signallicht entsprechend den Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht (FL) multiplext sind, möglich, zu der Steuerschaltung 112 eingegeben zu werden. In diesem Fall stimmt die Steuerschaltung 112 die Leistung des Lichts, das von der Lichtquelle 111 emittiert wird, so ab, um die Kanäle, die in dem Multiwellenlängenlicht (FL) multiplext sind, auszugleichen, ohne durch das Multiwellenlängenlicht (FR) beeinträchtigt zu werden, das von der entfernten Station 120 ausgegeben wird.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zehnten Ausführungsform. In dem System der zehnten Ausführungsform wird ein Teil des Multiwellenlängenlichts, das von der Sendestation ausgegeben und durch den optischen Verstärker verstärkt wird, zurück zu der Sendestation gesendet, und die Pumplichtleistung wird basierend auf einer Analyse des Multiwellenlängenlichts abgestimmt, das empfangen wird.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, wird durch EDF 47 verstärkt und zu der Emp fangsstation 20 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 71 generiert wird, die in der Sendestation 10 installiert ist, wird EDF 47 zugeführt. Das Multiwellenlängenlicht, das durch EDF 47 verstärkt wurde, wird durch den Verzweigungskoppler 142 verzweigt; ein Anteil dieses verzweigten Multiwellenlängenlichts wird durch den WDM-Koppler 143 geführt und zurück zu der Sendestation 10 gesendet. Der Pfad, über den ein Teil des Multiwellenlängenlichts zurück zu der Sendestation 10 gesendet wird, kann, wie in 21 gezeigt, der gleiche wie der Übertragungspfad sein, der verwendet wird, um Pumplicht zuzuführen, oder es kann ein getrennter Übertragungspfad für diesen Zweck installiert sein.
Das Multiwellenlängenlicht, das zurück zu der Sendestation 10 gesendet wird, wird zu der Steuerschaltung (cont4) 141 durch den Verzweigungskoppler 144 geführt. Die Steuerschaltung 141 hat die gleiche Funktion wie der optische Demultiplexer, der in 2 und 7 gezeigt wird; Signallicht entsprechend jedem Kanal wird durch Splitten des empfangenen Multiwellenlängenlichts in seine Wellenlängenkomponenten extrahiert. Dann stimmt die Steuerschaltung 141 die Leistung des Lichts ab, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen zu minimieren, die in diesem Multiwellenlängenlicht multiplext sind.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der elften Ausführungsform. Wie in dem System der zehnten Ausführungsform wird ein Teil des Multiwellenlängenlichts, das von der Sendestation ausgegeben und durch den optischen Verstärker verstärkt wurde, zurück zu der Empfangsstation gesendet, und die Pumplichtleistung wird basierend auf einer Analyse des Multiwellenlängenlichts abgestimmt, das dort empfangen wird. Während in dem System der zehnten Ausführungsform Multiwellenlängenlicht zurück zu der Sendesta tion über den gleichen Übertragungspfad gesendet wird, durch den Pumplicht zugeführt wird, wird jedoch in dem System der elften Ausführungsform ein Teil dieses Multiwellenlängenlichts zurück zu der Sendestation über den Übertragungspfad gesendet, entlang dem Multiwellenlängenlicht zu der Empfangsstation übertragen wird.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, durchläuft den Lichtzirkulator 151, wird dann durch EDF 47 verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 71 generiert wird, die in der Sendestation 10 installiert ist, wird EDF 47 zugeführt. Das Multiwellenlängenlicht, das durch EDF 47 verstärkt wurde, wird durch den Verzweigungskoppler 142 verzweigt, dann wird ein Anteil dieses verzweigten Wellenlängenlichts zu dem Übertragungspfad 43a durch den optischen Zirkulator 151 geführt. Dieses Multiwellenlängenlicht wird über den Übertragungspfad 43a übertragen und zu der Sendestation 10 eingegeben.
Das Multiwellenlängenlicht, das zurück zu der Sendestation 10 gesendet wird, wird in das Signallicht entsprechend jedem Kanal gesplittet, indem es den optischen Multiplexer 12 in der Umkehrrichtung durchläuft. Dann wird dieses Signallicht entsprechend jedem Kanal jeweils zu den Verzweigungskopplern 152-1 bis 152-n eingegeben, und zu der Steuerschaltung 112 geführt. Die Steuerschaltung 112 stimmt die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, so ab, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den unterschiedlichen Kanälen zu minimieren.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der zwölften Ausführungsform. Das System der zwölften Ausführungsform stimmt die Abweichungen der Lichtpegel in den unterschiedlichen Kanälen, die in diesem Multiwellenlängen licht multiplext sind, basierend auf der Leistung des restlichen Pumplichts ab, das eine mit Erbium dotierte optische Faser durchlaufen hat, die Multiwellenlängenlicht verstärkt. Falls die Länge des Übertragungspfades und die Verstärkungscharakteristika der mit Erbium dotierten optischen Faser, die Multiwellenlängenlicht verstärkt, bekannt sind, dann können die Abweichungen der Lichtpegel in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, basierend auf der Leistung des Pumplichts, das dieser mit Erbium dotierten optischen Faser zugeführt wird, und der Leistung des restlichen Pumplichts, das diese mit Erbium dotierte optische Faser durchlaufen hat ohne verbraucht zu werden, geschätzt werden. Das Übertragungssystem der zwölften Ausführungsform verwendet diese Charakteristik.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, wird durch EDF 47 verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 71 generiert wird, die in der Sendestation 10 installiert ist, wird EDF 47 zugeführt. Restliches Pumplicht, das EDF 47 durchlaufen hat, wird von dem Multiwellenlängenlicht durch den WDM-Koppler 161 gesplittet. Dieses restliche Pumplicht wird zu der Sendestation 10 durch den Verzweigungskoppler 162 geführt.
Restliches Pumplicht, das zurück zu der Sendestation 10 gesendet wurde, wird zu der Steuerschaltung (cont5) 164 durch den Verzweigungskoppler 163 geführt. Die Steuerschaltung 164 schätzt die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, basierend auf der Leistung dieses restlichen Pumplichts und des Lichts, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, und stimmt die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 71 emittiert wird, ab, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in jenen Kanälen in Übereinstimmung mit dem Ergebnis dieser Schätzung zu minimieren.
24 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Variation des Übertragungssystems der zwölften Ausführungsform. In dem System, das in 24 gezeigt wird, unterscheiden sich die Positionen, in denen die WDM-Koppler 49 und 143 installiert sind, von ihren Positionen in dem Übertragungssystem der zwölften Ausführungsform.
25 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der dreizehnten Ausführungsform. Wie das System der zwölften Ausführungsform stimmt das System der dreizehnten Ausführungsform die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, basierend auf der Leistung des restlichen Pumplichts ab, das die mit Erbium dotierte optische Faser durchlaufen hat, die dieses Multiwellenlängenlicht verstärkt. Während in dem System der zwölften Ausführungsform es das Pumplicht ist, das auf der Seite der Sendestation generiert wird, das abgestimmt wird, ist es in dem System der dreizehnten Ausführungsform das Pumplicht, das auf der Seite der Empfangsstation generiert wird, das abgestimmt wird.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, wird durch EDF 41 verstärkt und zu der Empfangsstation 20 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 45 generiert wird, die in der Empfangsstation 20 installiert ist, wird EDF 41 zugeführt. Das restliche Pumplicht, das EDF 41 durchlaufen hat, wird von dem Multiwellenlängenlicht durch den WDM-Koppler 171 gesplittet und zu der Steuerschaltung (cont6) 172 geführt. Die Aktion der Steuerschaltung 172 ist grundsätzlich die gleiche wie die der Steuerschaltung 164, die in 23 gezeigt wird. Die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, werden basierend auf der Leistung des restlichen Pumplichts, das empfangen wird, und des Lichts, das durch die Lichtquelle 45 emittiert wird, geschätzt. Dann wird die Leistung der Lichtquelle 45 abgestimmt, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in den verschiedenen Kanälen basierend auf den Ergebnissen jener Schätzungen zu minimieren.
26 ist ein Konfigurationsdiagramm des Übertragungssystems der vierzehnten Ausführungsform. Das System der vierzehnten Ausführungsform stimmt, wie das System der zwölften Ausführungsform, die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, basierend auf der Leistung des restlichen Pumplichts ab, das die mit Erbium dotierte optische Faser durchlaufen hat, die dieses Multiwellenlängenlicht verstärkt. Während in dem System der zwölften Ausführungsform das restliche Pumplicht zurück zu der Sendestation unter Verwendung eines WDM-Kopplers gesendet wird, wird jedoch in dem System der vierzehnten Ausführungsform eine Reflexionseinrichtung verwendet, um das restliche Pumplicht zurück zu der Sendestation zu senden.
Das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, wird durch EDF 47 verstärkt, dann zu der Empfangsstation 20 durch die Reflexionseinrichtung 181 übertragen. Pumplicht, das durch die Lichtquelle 71 generiert wird, die in der Sendestation 10 installiert ist, wird EDF 47 zugeführt.
Die Reflexionseinrichtung 181 besteht aus z.B. einem Fasergitter; es reflektiert nur die Wellenlänge des Pumplichts (in diesem Beispiel 1480nm) und lässt andere Wellenlängenkomponenten passieren. Folglich durchläuft das Multiwellenlängenlicht, das von der Sendestation 10 ausgegeben wird, diese Re flexionseinrichtung 181, aber das restliche Pumplicht, das EDF 47 durchlaufen hat, wird durch diese Reflexionseinrichtung 181 reflektiert. Das restliche Pumplicht, das reflektiert wird, wird zu der Steuerschaltung 164 durch den WDM-Koppler 49 und den Verzweigungskoppler 163 geführt. Wie oben erläutert, schätzt die Steuerschaltung 164 die Abweichungen unter den Lichtpegeln in der Vielzahl von Kanälen, die in dem Multiwellenlängenlicht multiplext sind, basierend auf der Leistung des empfangenen restlichen Pumplichts und des Lichts, das durch die Lichtquelle 45 emittiert wird, und stimmt die Leistung des Lichts, das durch die Lichtquelle 45 emittiert wird, so ab, um die Abweichungen unter den Lichtpegeln in jenen Kanälen in Übereinstimmung mit den Ergebnissen jener Schätzungen zu minimieren.
Verfahren zum Zuführen von Pumplicht zu einer mit Erbium dotierten optischen Faser enthalten das Vorwärtspumpverfahren, in dem das Pumplicht in der gleichen Richtung wie der Richtung zugeführt wird, in der das Signallicht übertragen wird, und das Rückwärtspumpverfahren, in dem das Pumplicht in der entgegengesetzten Richtung zu der Richtung zugeführt wird, in der das Signallicht übertragen wird. Diese Erfindung ist nicht auf eine von beiden dieser Richtungen in beliebigen der Ausführungsformen begrenzt.
Wenn Pumplicht zu einer mit Erbium dotierten optischen Faser zugeführt wird, wird in vielen Ausführungsformen ein WDM-Koppler, der unmittelbar vor oder unmittelbar nach der mit Erbium dotierten optischen Faser installiert ist, verwendet, um das Pumplicht in den gleichen Übertragungspfad zu vereinigen, der für das Signallicht verwendet wird, es ist aber auch möglich, das Signallicht und das Pumplicht in eine optische Faser in der Sendestation oder der Empfangsstation zu synthetisieren und dann das synthetisierte Licht zu der mit Erbium dotierten optischen Faser zu übertragen. Wenn das Signallicht und das Pumplicht synthetisiert sind und dann das synthetisierte Licht übertragen wird, ist es möglich, dass das Rauschen groß wird, aber dieses Verfahren ist weniger aufwändig, da ein getrennter Übertragungspfad, um das Pumplicht zu übertragen, nicht notwendig ist.
In den Beispielen, die durch die oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen gezeigt werden, sind die Lichtquelle, die das Pumplicht generiert, und die Schaltung, die dieses Pumplicht steuert, innerhalb der Sendestation oder der Empfangsstation installiert, aber diese Lichtquelle und Steuerschaltung könnten auch außerhalb der Sendestation oder der Empfangsstation installiert sein. Selbst wenn die Lichtquelle und die Steuerschaltung außerhalb der Sendestation oder der Empfangsstation installiert sind, ist es jedoch in Anbetracht einer Zweckdienlichkeit von Wartung für sie wünschenswert, in der Nähe der Sendestation oder der Empfangsstation installiert zu sein.
In den oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen wird eine mit Erbium dotierte optische Faser verwendet, um das Multiwellenlängenlicht zu verstärken, diese Erfindung kann aber eine breite Vielfalt von optischen Faserverstärkern einschließlich mit seltenen Erden dotierter optischer Fasern verwendet. Außerdem müssen die Verstärker, die in dieser Erfindung verwendet werden, nicht auf optische Faserverstärker begrenzt sein. Es kann auch eine breite Vielfalt optischer Verstärker, von denen die Verstärkung entfernt gesteuert werden kann, z.B. Halbleiteroptikverstärker, verwendet werden.
Auch wird in den oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen die Verstärkung einer mit Erbium dotierten optischen Faser durch Steuern der Leistung des Pumplichts gesteuert, es ist aber auch möglich, die Verstärkung einer mit Erbium dotierten optischen Faser durch Abstimmen des Lichtpe gels des Signallichts zu steuern, das durch diese mit Erbium dotierte optische Faser verstärkt wird. In diesem Fall wird eine Lichtpegelsteuervorrichtung (z.B. ein optischer Dämpfer) unmittelbar vor der mit Erbium dotierten optischen Faser installiert; diese Lichtpegelsteuervorrichtung wird ferngesteuert.
Ferner werden in den oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen die Lichtpegel in den verschiedenen Kanälen ausgeglichen, es ist aber für die Lichtpegel in den verschiedenen Kanälen auch möglich hergestellt zu werden, eine spezifizierte Charakteristik aufzuweisen. Z.B. ist es möglich, das Licht zu verstärken, sodass sich der Lichtpegel des verstärkten Lichts erhöht, während die Wellenlänge länger wird.
Gemäß dieser Erfindung werden in einem System, das ein System ist, das Multiwellenlängenlicht überträgt und so konfiguriert ist, dass die optische Verstärkungseinheit, die dieses Multiwellenlängenlicht verstärkt, ferngesteuert ist, die Ergebnisse einer Analyse dieses Multiwellenlängenlichts verwendet, um das Pumplicht abzustimmen, das der optischen Verstärkungseinheit zugeführt wird, sodass es möglich ist, die Abweichungen unter den Pegeln in der Vielzahl von Kanälen zu minimieren, die in diesem Multiwellenlängenlicht multiplext sind. Außerdem wird in dem System, das konfiguriert ist, sodass die optische Verstärkungseinheit ferngesteuert wird, das Pumplicht, das dieser optischen Verstärkungseinheit zugeführt wird, entsprechend der Zahl von multiplexten Kanälen abgestimmt, sodass das Multiwellenlängenlichtrauschen unterdrückt werden kann.

Claims

Multiwellenlängen-Lichtübertragungssystem, in dem mindestens eine optische Verstärkungseinheit (41) auf einem Übertragungsweg installiert ist, durch den Multiwellenlängenlicht zwischen einer Sendestation (10) und einer Empfangsstation (20) übertragen wird, umfassend: eine Lichtquelle (45), die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert und ausgelegt ist, ein Pumplicht zu erzeugen, das zu der mindestens einen optischen Verstärkungseinheit geliefert wird; gekennzeichnet durch: ein Zerlegungsmittel (46-1 bis 46-n), das innerhalb der Empfangsstation installiert und ausgelegt ist, das Multiwellenlicht, das durch die mindestens eine optische Verstärkungseinheit verstärkt wird, in mehrere Lichter zu zerlegen, die mehreren Kanälen entsprechen; und eine Steuerschaltung (44), die innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation installiert und ausgelegt ist, eine Ausgangsleistung der Lichtquelle einzustellen, um jeweilige Lichtpegel auf den mehreren Kanälen anzugleichen, die einem Multiplexverfahren auf dem Multiwellenlängenlicht unterzogen werden, das durch das Zerlegungsmittel zerlegt wird.
Multiwellenlängen-Lichtübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei: das Pumplicht, das durch die Lichtquelle (45) erzeugt wird, zu einer optischen Verstärkungseinheit (41) unter der mindestens einen optischen Verstärkungseinheit geliefert wird, die am nächsten zu der Empfangsstation installiert ist.
Multiwellenlängen-Lichtübertragungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen optischen Verstärker (61) innerhalb oder in der Nähe der Empfangsstation zum Verstärken des Multiwellenlängenlichts, das durch den Übertragungsweg übertragen worden ist, wobei die Steuerschaltung (44) ausgelegt ist, die Wellenlängeneigenschaften des Multiwellenlängenlicht s durch Steuern der Verstärkungswirkung des optischen Verstärkers einzustellen.
Multiwellenlängen-Lichtübertragungssystem nach Anspruch 1, in dem mehrere der optischen Verstärkungseinheiten (41, 47) auf dem Übertragungsweg installiert sind, der Multiwellenlängenlicht zwischen der Sendestation (10) und der Empfangsstation (20) überträgt, ferner umfassend: eine Lichtquelle (71), die innerhalb oder in der Nähe der Sendestation installiert und ausgelegt ist, ein Pumplicht zu erzeugen; und wobei das Pumplicht, das von den Lichtquellen (45, 71) erzeugt wird, ausgelegt ist, um mindestens eine der mehreren optischen Verstärkungseinheiten (41, 47) zu erregen.
Multiwellenlängen-Lichtübertragungssystem nach Anspruch 4, wobei: ein Pumplicht, das von der Sendestations-Lichtquelle (71) erzeugt wird, als das Pumplicht für eine Vorwärtsrichtungspumpe benutzt wird und ein Pumpenlicht, das von der Empfangsstations-Lichtquelle (45) benutzt wird, als das Pumplicht für eine Rückwärtsrichtungspumpe benutzt wird.