DE69838127T2

DE69838127T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der optischen Verstärkung in einer optischen Wellenlängenmultiplexübertragung

Info

Publication number: DE69838127T2
Application number: DE69838127T
Authority: DE
Inventors: Dirk Bode; Jianhui Freehold Zhou; Bernd Teichmann
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: DE69838127D1; EP0933894A1; EP0933894B1; US6212001B1; CA2254544A1; JPH11275026A; CA2254544C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der optischen Übertragung und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Steuerung optischer Verstärkung bei der optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wellenlängenmultiplex (WDM) wird als Mittel zum Vergrößern der Kapazität von faseroptischen Übertragungssystemen eingeführt. In einem WDM-System führt jede einzelne Faser eine Anzahl optischer Signale mit verschiedenen Wellenlängen. Wenn diese optischen Signale über große Distanzen übertragen werden, ist eine periodische Regenerierung der optischen Signale notwendig. Zur Zeit wird diese Verstärkung entweder durch Demultiplexen der verschiedenen Wellenlängen mit anschließender Umsetzung der optischen Signale in entsprechende elektrische Signale, die regeneriert und dann wieder in optische Signale umgesetzt werden, bewirkt, oder durch Verwendung optischer Verstärker, z.B. erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA). Optische Verstärker haben die Vorteile relativ geringer Kosten sowie der Möglichkeit, alle verwendeten Wellenlängen zu verstärken, ohne daß Demultiplexen und optoelektronische Regeneration notwendig ist.
Derzeit entwickelte WDM-Systeme werden dreißig oder mehr Kanäle, d.h. modulierte optische Signale mit verschiedenen Wellenlängen, aufweisen (bekannt als dichter Wellenlängenmultiplex DWDM). Diese DWDM-Systeme stellen hohe Anforderungen an optische Verstärker, die insbesondere in Anbetracht der Kaskadierung mehrerer optischer Verstärker auf dem Übertragungsweg des DWDM-Systems nur sehr begrenzte Toleranzen in bestimmten Parametern aufweisen. Von diesen Parametern sind Verstärkungsflachheit und Verstärkungsneigung von besonderer Bedeutung. Probleme mit der Verstärkungsneigung können durch Alterung des DWDM-Systems, aus Temperatureffekten, aus verschiedenen Dämpfungssteigungen von zur Bildung des Übertragungsweges verwendeter Faser oder aus stimulierter Raman-Streuung entstehen.
Es ist bekannt, daß Verstärkungsneigung und Verstärkungsflachheit der optischen Verstärker durch Steuerung der Eingangsleistung des optischen Verstärkers optimiert werden können. In EP 0 637 148 A1 wird ein WDM-System beschrieben, bei dem Sender verwendet werden, die Mittel zum Assoziieren von Identifikationssignalen einzeln mit jeder gesendeten Wellenlänge aufweisen und bei denen jeder optische Verstärker des Übertragungsweges Mittel zum Bestimmen der Anzahl der auf dem Übertragungsweg vorliegenden Wellenlängen aus den Identifikationssignalen aufweist, wodurch die Leistung der verschiedenen Kanäle zu steuern ist. Die Verwendung von Identifikationssignalen für jede gesendete Wellenlänge erlaubt außerdem die Aufrechterhaltung eines Leistungsgleichgewichts zwischen Kanälen verschiedener Wellenlänge, um die notwendige Verstärkungsflachheit aufrechtzuerhalten. Dies wird durch Bestimmung der Amplituden einzelner Identifikationssignale, die mit den gesendeten Wellenlängen assoziiert sind, erzielt.
Das bekannte WDM-System hat den Nachteil, mit jedem gesendeten Wellenlängenkanal ein Identifikationssignal zu assoziieren. Zusätzlich hat es den Nachteil, daß in WDM-Systemen nicht garantiert ist, daß jeder Wellenlängenkanal die ganze Zeit präsent ist. Dies verursacht Probleme, wenn die Amplitude des normalerweise mit einem fehlenden Wellenlängenkanal assoziierten individuellen Identifikationssignal wie oben beschrieben zur Aufrechterhaltung von Verstärkungsflachheit verwendet wird.
Die Schrift EP0663738 (D1) beschreibt ein WDM-System, bei dem ein zusätzliches optisches Signal zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers verwendet wird. Das Hilfssignal ist vorzugsweise ein kontradirektionales Signal, d.h. das Signal breitet sich in der entgegengesetzten Richtung des nützlichen WDM-Signals aus.
Die Schrift EP0467396 (D2) beschreibt ein WDM-System, bei dem ein zusätzliches optisches Signal mit einer Wellenlänge, die kürzer als die kürzeste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers verwendet wird.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Systems zur Steuerung optischer Verstärkung bei der optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragung. Ein Ziel des betrachteten erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Unzulänglichkeiten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung optischer Verstärkung eines optischen Übertragungssignals bereitgestellt, das aus mehreren optischen Signalen besteht, die für wellenlängengemultiplexte optische Übertragung mit verschiedenen Wellenlängen moduliert werden, mit den folgenden Schritten:
Hinzufügen eines ersten optischen Hilfssignals mit einem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge, die kürzer als die kürzeste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist,
Hinzufügen eines zweiten optischen Hilfssignals mit demselben Leistungspegel wie das erste optische Hilfssignal bei einer Wellenlänge, die länger als die längste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist,
Detektieren der optischen Hilfssignale aus dem optischen Übertragungssignal, nachdem dieses optisch verstärkt wurde,
Steuern der optischen Verstärkung des optischen Übertragungssignals abhängig von der Differenz zwischen den Leistungspegeln der detektierten optischen Hilfssignale.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Steuerung optischer Verstärkung eines optischen Übertragungssignals bereitgestellt, das aus mehreren optischen Signalen besteht, die für wellenlängengemultiplexte optische Übertragung mit verschiedenen Wellenlängen moduliert werden, die durch mindestens ein Mittel zum Kombinieren optischer Signale gebildet werden, mit
einem mit dem Mittel zum Kombinieren optischer Signale verbundenen ersten Mittel, das dafür ausgelegt ist, ein erstes optisches Hilfssignal mit einem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge, die kürzer als die kürzeste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, zu produzieren,
ein mit dem Mittel zum Kombinieren optischer Signale verbundenes zweites Mittel, das dafür ausgelegt ist, ein zweites optisches Hilfssignal mit demselben Leistungspegel wie das erste optische Hilfssignal bei einer Wellenlänge, die länger als die längste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, zu produzieren,
ein drittes Mittel zum Detektieren der optischen Hilfssignale aus dem optischen Übertragungssignal und zum Bestimmen der Leistungspegel der optischen Hilfssignale, nachdem diese mit einem optischen Verstärker optisch verstärkt wurden,
ein Steuermittel, das dafür ausgelegt ist, den optischen Verstärker abhängig von der Differenz zwischen den Leistungspegeln der optischen Hilfssignale zu steuern.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das hier beschriebene Verfahren und System gegenüber der Abwesenheit von Wellenlängenkanälen, z.B. dem Ausfall bestimmter Wellenlängen oder optischer Signale, die das optische Übertragungssignal bilden, unempfindlich ist. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie eine Verringerung der Anzahl notwendiger Identifikationssignale erlaubt.
Die vorliegende Erfindung wird aus der im folgenden angegebenen ausführlichen Beschreibung besser verständlich, und der weitere Schutzumfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird deutlich. Es versteht sich jedoch, daß die ausführliche Beschreibung lediglich zur Veranschaulichung angegeben wird, da Fachleuten verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Gedankens und Schutzumfangs der Erfindung einfallen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende ausführliche Beschreibung begleiten Zeichnungen, und es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Wellenlängenmultiplex-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Wellenlängenmultiplex-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung,
6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers gemäß der vorliegenden Erfindung und
7 die Leistungspegel von optischen Signalen und optischen Hilfssignalen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Identische Bezeichnungen in verschiedenen Figuren repräsentieren identische Elemente. Fettgedruckte Linien, die die abgebildeten Elemente der Figuren verbinden, repräsentieren optische Verbindungen, z.B. mit optischen Fasern, andere Verbindungen sind elektrische Verbindungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem. Sie umfaßt ein Mittel zum Kombinieren von optischen Signalen M, z.B. einem Wellenlängenmultiplexer, das ein optisches Übertragungssignal modulierter optischer Signale λ₁ ... λ_n mit verschiedenen Wellenlängen bildet, das mit den Eingängen des Wellenlängenmultiplexers M verbunden wird.
Mit den zwei zusätzlichen Eingängen werden Mittel λ_a1 und λ_a2 zum Produzieren von optischen Hilfssignalen, z.B. Laser, verbunden. Die Wellenlänge des ersten Lasers λ_a1 ist kürzer als die kürzeste in dem WDM-System verwendete Wellenlänge. Die Wellenlänge des zweiten Lasers λ_a2 ist länger als die längste in dem WDM-System verwendete Wellenlänge. Der Leistungspegel der von den Lasern λ_a1 und λ_a2 produzierten optischen Hilfssignalen ist gleich. Die optischen Hilfssignale werden durch den Wellenlängenmultiplexer M mit den optischen Signalen λ₁ λ_n kombiniert, um das optische Übertragungssignal zu bilden, das am Ausgang des Wellenlängenmultiplexers M verfügbar ist. Mit Bezug auf 7 kann der Leistungspegel P_a der optischen Hilfssignale λ_a1 und λ_a2 kleiner als der Leistungspegel P_o der optischen Signale λ₁ ... λ_n sein, um das Leistungsbudget des WDM-Systems nicht zu beeinflussen.
Außerdem ist es möglich, die optischen Hilfssignale mit einem zusätzlichen Mittel zum Kombinieren optischer Signale, z.B. direkt nach dem Wellenlängenmultiplexer M, mit Hilfe eines Kopplers oder Zirkulators oder an einer beliebigen anderen Position des Übertragungsweges zu addieren. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, ist es vorteilhaft, die optischen Hilfssignale am Anfang des Übertragungsweges hinzuzufügen.
Das optische Übertragungssignal wird einem Eingang I eines geregelten optischen Verstärkers A zugeführt, der das optische Übertragungssignal verstärkt. Das verstärkte optische Übertragungssignal ist am Ausgang O des geregelten Verstärkers A verfügbar. Das Übertragungssignal wird dann durch eine optische Faser F gesendet. Nach einer bestimmten Faserlänge, z.B. 100 km, wird ein weiterer geregelter optischer Verstärker A mit der optischen Faser F verbunden. Wie durch die Bezeichnung Z angegeben können viele eine optische Faser F und einen geregelten Verstärker A umfassende Stufen folgen. Schließlich werden ein Demultiplexer und Empfänger für das optische Übertragungssignal mit dem System verbunden. Aus Gründen der Klarheit sind der Demultiplexer und die Empfänger nicht gezeigt.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt. Die Leistungspegel der optischen Hilfssignale λ_a1 und λ_a2 waren bei P_a, als sie zu dem optischen Übertragungssignal λ₁ ... λ_n addiert wurden, gleich. Sie sollten nach optischer Verstärkung auch gleich bleiben. Wenn nach Verstärkung ein Unterschied der Leistungspegel der optischen Hilfssignale vorliegt, wie z.B. mit einer gestrichelten Linie für das zweite optische Hilfssignal λ_a2 mit einem Leistungspegel von P_a2 gezeigt, muß Verstärkungsneigung korrigiert werden. Dies kann mit dem geregelten optischen Verstärker A erreicht werden. Der Unterschied der Leistungspegel der optischen Hilfssignale (P_a1-P_a2) ist ein unzweideutiges Maß für die Steigung einer Linie L₂, die durch die Leistungspegel der Hilfssignale des ersten und zweiten optischen Hilfssignals λ_a1 und λ_a2 verläuft.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem, das mit dem in 1 gezeigten und oben erläuterten System identisch ist. Im Unterschied zu 1 wurde ein zusätzliches Mittel λ_ax zum Produzieren eines optischen Hilfssignals, z.B. ein Laser, hinzugefügt. Die Wellenlänge des durch den Laser λ_ax produzierten optischen Hilfssignals kann von der kürzesten bis zu der längsten Wellenlänge des optischen Übertragungssignals des WDM-Systems reichen. Es ist vorteilhaft, eine Wellenlänge zu wählen, die nicht von optischen Signalen des WDM-Systems benutzt wird, wie in 7 gezeigt. Es ist auch möglich, für das optische Hilfssignal eine normalerweise in den WDM-Systemen von einem optischen Signal benutzte Wellenlänge zu verwenden, die dann das optische Signal ersetzt. Es ist auch möglich, mehr als ein zusätzliches Hilfssignal innerhalb der Bandbreite des optischen Übertragungs signals des WDM-Systems zu verwenden. Der Leistungspegel des durch den Laser λ_ax produzierten optischen Hilfssignals ist gleich dem Leistungspegel der oben beschriebenen optischen Hilfssignale. Mit zusätzlichen optischen Hilfssignalen ist es auch möglich, Verstärkungsflachheit zu steuern.
In 1 und 2 sind mit gestrichelten Linien die mit den Lasern λ_a1, λ_a2 und λ_ax verbundenen Pilottongeneratoren T₁, T₂ und T_x abgebildet. Die von den Lasern λ_a1, λ_a2 und λ_ax produzierten optischen Hilfssignale werden mit den Pilottönen aus den Generatoren T₁, T₂ und T_x moduliert. Die Pilottöne, die verschiedene individuelle Frequenzen aufweisen, dienen zum Detektieren der Leistung der optischen Hilfssignale durch ihre Amplituden und werden mit Bezug auf 3 und 4 erläutert.
3 zeigt eine erste Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers A wie oben beschrieben mit einem Eingang I und einem Ausgang O für das optische Übertragungssignal. Diese erste Ausführungsform verwendet die oben beschriebenen Pilottöne. Der geregelte optische Verstärker A umfaßt einen optischen Verstärker OA, ein Mittel 3, TD zum Detektieren der auf die optischen Hilfssignale modulierten Pilottöne aus dem optischen Übertragungssignal nach Verstärkung des optischen Übertragungssignals und ein Steuermittel C zum Steuern des optischen Verstärkers OA. Der Eingang I des geregelten optischen Verstärkers A bildet den Eingang des optischen Verstärkers OA, der optisch mit dem Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale verbunden ist. Der Ausgang von Mittel 3 bildet den Ausgang O des geregelten optischen Verstärkers A.
Das Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale umfaßt einen Abgriffskoppler TC und einen Fotodetektor PD. Der Abgriffskoppler TC wird mit dem Ausgang des optischen Verstärkers OA verbunden und koppelt eine kleine Menge der Energie des optischen Übertragungssignals aus. Das ausgekoppelte optische Übertragungssignal wird dem Foto zugeführt. Da die optischen Hilfssignale wie oben beschrieben mit den individuellen Pilottönen moduliert wurden, enthält das elektrische Signal die verschiedenen Frequenzen der verwendeten Pilottöne. Mit Hilfe einer Pilottondetektionsschaltung TD können die verschiedenen Pilottöne detektiert werden. Ein Steuermittel C bildet die Differenz der Leistungspegel von den Hilfssignalen. Wenn keine Differenz oder eine Differenz, die kleiner als eine gegebene Schwelle ist, besteht, sind keine Korrekturen notwendig. Wenn eine Differenz besteht oder die gegebene Schwelle überschritten wird, korrigiert das Steuermittel C den optischen Verstärker OA, bis die gemessene Differenz verschwindet. Die Korrektur des optischen Verstärkers OA läßt sich durch Steuerung der Inversion erzielen, z.B. durch Regeln der Pumpleistung des optischen Verstärkers OA oder durch Verwenden eines variablen optischen Dämpfungsgliedes in dem optischen Verstärker OA. Die Korrektur eines optischen Verstärkers wird ausführlicher zum Beispiel in EP 0 782 225 A2 beschrieben.
Um negative Effekte auf in dem WDM-System verwendete optische Verstärker zu vermeiden, sollten die Frequenzen der verwendeten Pilottöne höher als der Kehrwert der Zeitkonstante verwendeter optischer Verstärker sein. Zusätzlich ist zu vermeiden, daß spektrale Teile der optischen Übertragungssignale des WDM-Systems Pilottonfrequenzen überlappen. Wenn das optische Übertragungssignal optisch getrennt wird, wie später erläutert wird, entstehen keine spektralen Probleme.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers A wie oben beschrieben mit einem Eingang I und einem Ausgang O für das optische Übertragungssignal. Diese zweite Ausführungsform verwendet die oben beschriebenen Pilottöne. Der geregelte optische Verstärker A umfaßt einen optischen Verstärker OA, ein Mittel 3, TD zum Detektieren der auf die optischen Hilfssignale modulierten Pilottöne aus dem optischen Übertragungssignal nach Verstärkung des optischen Übertragungssignals und ein Steuermittel C zum Steuern des optischen Verstärkers OA. Der Eingang I des geregelten optischen Verstärkers A bildet den Eingang des optischen Verstärkers OA, der optisch mit dem Eingang des Mittels 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale verbunden ist. Der Ausgang des Mittels 3 bildet den Ausgang O des geregelten optischen Verstärkers A.
Das Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale umfaßt einen Abgriffskoppler TC, einen Leistungsverzweiger PS, Gitter G1 und G2 und einen Fotodetektor PD. Der Abgriffskoppler TC ist mit dem Ausgang des optischen Verstärkers OA verbunden und koppelt eine kleine Menge der Energie des optischen Übertragungssignals aus. Das ausgekoppelte Übertragungssignal wird einem ersten Port des Leistungsverzweigers PS zugeführt. Einen zweiten Port des Leistungsverzweigers PS werden die Gitter G1 und G2, z.B. Bragg- oder Faser-Bragg-Gitter, in Reihe verbunden. Das Gitter G1 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a1, das Gitter G2 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a2. Die reflektierten Hilfssignale sind an einem dritten Port des Leistungsverzweigers PS verfügbar. An einem vierten Port M des Leistungsverzweigers PS ist die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers OA verfügbar und könnte überwacht werden. Der dritte Port des Leistungsverzweigers PS ist mit dem Fotodetektor PD verbunden, der die optischen Hilfssignale in ein elektrisches Signal transformiert. Da die optischen Hilfssignale mit den individuellen Pilottönen moduliert wurden, enthält das elektrische Signal wie oben beschrieben die verschiedenen Frequenzen der verwendeten Pilottöne. Mit Hilfe einer Pilottondetektionsschaltung TD können die verschiedenen Pilottöne detektiert werden. Ein Steuermittel C bildet die Differenz der Leistungspegel aus den Hilfssignalen. Wenn keine Differenz oder eine Differenz, die kleiner als eine gegebene Schwelle ist, besteht, sind keine zusätzlichen Korrekturen notwendig. Wenn eine Differenz besteht oder die Differenz die gegebene Schwelle übersteigt, korrigiert das Steuermittel C den optischen Verstärker OA, bis die gemessene Differenz verschwindet. Die Korrektur des optischen Verstärkers OA kann z.B. durch Regeln der Pumpleistung des optischen Verstärkers OA erzielt werden. Die Korrektur eines optischen Verstärkers wird ausführlicher zum Beispiel in EP 0 782 225 A2 beschrieben.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers A gemäß der vorliegenden Erfindung. Der geregelte Verstärker A detektiert die optischen Hilfssignale durch optische Mittel. Deshalb ist die Verwendung von Pilottongeneratoren wie in 1 und 2 durch gestrichelte Linien gezeigt, nicht notwendig. Der geregelte optische Verstärker A umfaßt einen optischen Verstärker OA, ein Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale aus dem optischen Übertragungssignal nach Verstärkung des optischen Übertragungssignals und ein Steuermittel C zum Steuern des optischen Verstärkers OA. Der Eingang I des geregelten optischen Verstärkers A bildet den Eingang des optischen Verstärkers OA, der optisch mit dem Eingang des Mittels 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale verbunden ist. Der Ausgang des Mittels 3 bildet den Ausgang O des geregelten optischen Verstärkers A.
Das Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale umfaßt einen Abgriffskoppler TC, einen Leistungsverzweiger PS, Gitter G1 und G2, einen Wellenlängenmultiplexer W und Fotodetektoren PD1 und PD2. Der Abgriffskoppler TC ist mit dem Ausgang des optischen Verstärkers OA verbunden und koppelt eine kleine Menge der Energie des optischen Übertragungssignals aus. Das ausgekoppelte optische Übertragungssignal wird einem ersten Port des Leistungsverzweigers PS zugeführt. Mit einem zweiten Port des Leistungsverzweigers PS sind die Gitter G1 und G2, z.B. Bragg- oder Faser-Bragg-Gitter, in Reihe verbunden. Das Gitter G1 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a1, das Gitter G2 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a2. Die reflektierten Hilfssignale sind an einem dritten Port des Leistungsverzweigers PS verfügbar. An einem vierten Port M des Leistungsverzweigers PS ist die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers OA verfügbar und könnte überwacht werden. Der dritte Port des Leistungsverzweigers PS ist mit dem Wellenlängenmultiplexer W verbunden, der die optischen Hilfssignale trennt, die dann den Fotodetektoren PD1 und PD2 zugeführt werden, die die optischen Hilfssignale in elektrische Signale transformieren. Ein Steuermittel C bildet die Differenz der Leistungspegel aus den elektrischen Hilfssignalen, die von den Fotodetektoren PD1 und PD2 zur Verfügung gestellt werden. Wenn keine Differenz oder eine Differenz, die kleiner als eine gegebene Schwelle ist, besteht, sind keine zusätzlichen Korrekturen notwendig. Wenn eine Differenz besteht oder die Differenz die gegebene Schwelle übersteigt, korrigiert das Steuermittel C den optischen Verstärker OA, bis die gemessene Differenz verschwindet. Die Korrektur des optischen Verstärkers OA kann z.B. durch Regeln der Pumpleistung des optischen Verstärkers OA erzielt werden. Die Korrektur eines optischen Verstärkers wird ausführlicher zum Beispiel in EP 0 782 225 A2 beschrieben.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform eines geregelten optischen Verstärkers A gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser geregelte Verstärker A detektiert die optischen Hilfssignale durch optische Mittel. Deshalb ist die Verwendung von Pilottongeneratoren wie in 1 und 2 durch gestrichelte Linien gezeigt, nicht notwendig. Der geregelte optische Verstärker A umfaßt einen optischen Verstärker OA, ein Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale (Signal) und ein Steuermittel C zum Steuern des optischen Verstärkers OA. Der Eingang I des geregelten optischen Verstärkers A bildet den Eingang des optischen Verstärkers OA, der optisch mit dem Eingang des Mittels 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale verbunden ist. Der Ausgang des Mittels 3 bildet den Ausgang O des geregelten optischen Verstärkers A.
Das Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale umfaßt einen Abgriffskoppler TC, drei Leistungsverzweiger PS1, PS2 und PS3, Gitter G1 und G2 und Fotodetektoren PD1 und PD2. Der Abgriffskoppler TC ist mit dem Ausgang des optischen Verstärkers OA verbunden und koppelt eine kleine Menge Energie des optischen Übertragungssignals aus. Das ausgekoppelte optische Übertragungssignal wird einem ersten Port des ersten Leistungsverzweigers PS1 zugeführt. Mit einem zweiten und dritten Port des ersten Leistungsverzweigers PS1 sind der zweite bzw. der dritte Leistungsverzweiger PS2 bzw. PS3 mit einem dritten bzw. ersten Port verbunden. Mit einem zweiten Port des zweiten Leistungsverzweigers PS2 ist ein Gitter G1, z.B. ein Bragg- oder Faser-Bragg-Gitter, verbunden. Das Gitter G1 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a1. Mit einem zweiten Port des dritten Leistungsverzweigers PS3 ist ein Gitter G2, z.B. ein Bragg- oder Faser-Bragg-Gitter, verbunden. Das Gitter G2 ist ein Reflektor für das optische Hilfssignal des Lasers λ_a2. Das reflektierte optische Hilfssignal des Lasers λ_a1 ist an einem ersten Port des zweiten Leistungsverzweigers PS2 verfügbar, der mit dem ersten Fotodetektor PD1 verbunden ist. Das reflektierte optische Hilfssignal des Lasers λ_a2 ist an einem dritten Port des dritten Leistungsverzweigers PS3 verfügbar, der mit dem zweiten Fotodetektor PD2 verbunden ist. An den vierten Ports M1 und M2 des zweiten bzw. dritten Leistungsverzweigers PS2 bzw. PS3 ist die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers OA verfügbar und könnte überwacht werden. Ein Steuermittel C bildet die Differenz der Leistungspegel aus den elektrischen Hilfssignalen, die durch die Fotodetektoren PD1 und PD2 zur Verfügung gestellt werden. Wenn keine Differenz oder eine Differenz, die kleiner als eine gegebene Schwelle ist, besteht, sind keine zusätzlichen Korrekturen notwendig. Wenn eine Differenz besteht oder die Differenz die gegebene Schwelle übersteigt, korrigiert das Steuermittel C den optischen Verstärker OA, bis die gemessene Differenz verschwindet. Die Korrektur des optischen Verstärkers OA kann z.B. durch Regeln der Pumpleistung des optischen Verstärkers OA erzielt werden. Die Korrektur eines optischen Verstärkers wird ausführlicher zum Beispiel in EP 0 782 225 A2 beschrieben.
Für alle oben beschriebenen Ausführungsformen geregelter optischer Verstärker A sollte angemerkt werden, daß, wenn wie in 2 gezeigt, zusätzliche optische Hilfssignale λ_ax angelegt werden, zusätzliche Elemente wie Gitter oder Fotodetektoren in dem Mittel 3 zum Detektieren der optischen Hilfssignale vorliegen müssen.

Claims

Verfahren zur Steuerung optischer Verstärkung eines optischen Übertragungssignals, das aus mehreren optischen Signalen (λ₁ ... λ_n) besteht, die für wellenlängengemultiplexte optische Übertragung mit verschiedenen Wellenlängen moduliert werden, mit dem folgenden Schritt: Hinzufügen eines ersten optischen Hilfssignals (λ_a1) mit einem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge, die kürzer als die kürzeste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, wobei das Verfahren durch die folgenden zusätzlichen Schritte gekennzeichnet ist: Hinzufügen eines zweiten optischen Hilfssignals (λ_a2) mit demselben Leistungspegel wie das erste optische Hilfssignal (λ_a1) bei einer Wellenlänge, die länger als die längste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, Detektieren der optischen Hilfssignale (λ_a1, λ_a2) aus dem optischen Übertragungssignal, nachdem dieses optisch verstärkt wurde, Steuern der optischen Verstärkung des optischen Übertragungssignals abhängig von der Differenz zwischen den Leistungspegeln der detektierten optischen Hilfssignale (λ_a1, λ_a2)
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hinzufügen mindestens eines weiteren optischen Hilfssignals (λ_ax) mit dem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge im Bereich von der kürzesten zu der längsten Wellenlänge des optischen Übertragungssignals.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Hinzufügen mindestens eines weiteren optischen Hilfssignals (λ_ax) bei einer Wellenlänge, die nicht zur Modulation optischer Signale verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Hinzufügen mindestens eines weiteren optischen Hilfssignals (λ_ax) anstelle eines optischen Signals bei einer Wellenlänge dieses Signals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Modulieren jedes der optischen Hilfssignale (λ_a1, λ_a2; λ_ax) mit einem individuellen Ton (T₁, T₂; T_x).
System zur Steuerung optischer Verstärkung eines optischen Übertragungssignals, das aus mehreren optischen Signalen (λ₁ ... λ_n) besteht, die für wellenlängengemultiplexte optische Übertragung mit verschiedenen Wellenlängen moduliert werden, die durch mindestens ein Mittel zum Kombinieren optischer Signale (M) gebildet werden, mit einem mit dem Mittel zum Kombinieren optischer Signale (M) verbundenen ersten Mittel (λ_a1), das dafür ausgelegt ist, ein erstes optisches Hilfssignal mit einem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge, die kürzer als die kürzeste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, zu produzieren, wobei das System durch folgendes gekennzeichnet ist: ein mit dem Mittel zum Kombinieren optischer Signale (M) verbundenes zweites Mittel (λ_a2), das dafür ausgelegt ist, ein zweites optisches Hilfssignal mit demselben Leistungspegel wie das erste optische Hilfssignal bei einer Wellenlänge, die länger als die längste Wellenlänge des optischen Übertragungssignals ist, zu produzieren, ein drittes Mittel (3; TD) zum Detektieren der optischen Hilfssignale aus dem optischen Übertragungssignal und zum Bestimmen der Leistungspegel der optischen Hilfssignale, nachdem diese mit einem optischen Verstärker (OA) optisch verstärkt wurden, ein Steuermittel (C), das dafür ausgelegt ist, den optischen Verstärker (OA) abhängig von der Differenz zwischen den Leistungspegeln der optischen Hilfssignale zu steuern.
System nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches Mittel (λ_ax), das mit dem Mittel zum Kombinieren optischer Signale (M) mit dem gegebenen Leistungspegel bei einer Wellenlänge im Bereich von der kürzesten zu der längsten Wellenlänge des optischen Übertragungssignals verbunden ist.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine weitere optische Hilfssignal (λ_ax) eine Wellenlänge aufweist, die nicht zur Modulation optischer Signale verwendet wird.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine weitere optische Hilfssignal (λ_ax) eine Wellenlänge eines optischen Signals aufweist.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Kombinieren optischer Signale (M) einen Wellenlängenmultiplexer umfaßt.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Mittel (λ_a1, λ_a2; λ_ax) zum Produzieren der optischen Hilfssignale ein Pilottongenerator (T₁, T₂, T_x) verbunden ist, um jedes der optischen Hilfssignale mit einem individuellen Pilotton zu modulieren.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Detektieren der optischen Hilfssignale (3) folgendes umfaßt: einen mit dem Ausgang des optischen Verstärkers (OA) verbundenen Koppler (TC), einen mit dem Koppler (TC) verbundenen Leistungsverzweiger (PS), mit dem Leistungsverzweiger (PS) verbundene wellenlängenselektive Reflektoren (G1, G2) zum Reflektieren der optischen Hilfssignale, einen mit dem Leistungsverzweiger (PS) verbundenen Fotodetektor (PD) und einen Pilottondetektor (TD) zum Detektieren der Hilfssignale.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Detektieren der optischen Hilfssignale (3) folgendes umfaßt: einen mit dem Ausgang des optischen Verstärkers (OA) verbundenen Koppler (TC), einen mit dem Leistungsverzweiger (PS) verbundenen Fotodetektor (PD) und einen Pilottondetektor (TD) zum Detektieren der Hilfssignale.
System nach einem der Ansprüche 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Detektieren der optischen Hilfssignale (3) folgendes umfaßt: einen mit dem Ausgang des optischen Verstärkers (OA) verbundenen Koppler (TC), einen mit dem Koppler (TC) verbundenen Leistungsverzweiger (PS), mit dem Leistungsverzweiger (PS) verbundene wellenlängenselektive Reflektoren (G1, G2) zum Reflektieren der optischen Hilfssignale, einen Wellenlängenmultiplexer (W) zum Auftrennen der optischen Hilfssignale, mit dem Wellenlängenmultiplexer (W) verbundene Fotodetektoren (PD1, PD2).
System nach einem der Ansprüche 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Detektieren der optischen Hilfssignale (3) folgendes umfaßt: einen mit dem Ausgang des optischen Verstärkers (OA) verbundenen Koppler (TC), einen mit dem Koppler (TC) verbundenen ersten Leistungsverzweiger (PS1), mit dem ersten Leistungsverzweiger (PS1) verbundene zusätzliche Leistungsverzweiger (PS2, PS3), mit den zusätzlichen Leistungsverzweigern (PS2, PS3) verbundene wellenlängenselektive Reflektoren (G1, G2) zum Reflektieren der optischen Hilfssignale, mit den zusätzlichen Leistungsverzweigern (PS2, PS3) verbundene Fotodetektoren (PD1, PD2).