HU216228B - Eljárás optikai jel/zaj viszony szabályozására, optikai telekommunikációs eljárás, telekommunikációs rendszer, aktív szálas optikai erősítő, valamint optikai aktív szál - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás őptikai jel/zaj viszőny szabályőzásáraadőtt hűllámhősszúságsávban telekőmműnikációs rendszereknél, amelyőptikai adót (28, 37), őptikai vevőt (33, 49), valamint e eketösszekapcsőló átviteli vőnalat tartalmaz, amelynek mentén aktív szálas(1, 6) vőnali erősítő (32, 45) van elhelyezve. Az eljárás lényege,hőgy az aktív szálat (1, 6) nagy emissziós értékű görbével alakítjákki, amelynek I a szőmszédős tartőmányőkhőz képest emissziósdepressziója is van, és az eljárás őrán ezt az emissziós görbén lévődepressziót azáltal küszöbölik ki vagy csökkentik, hőgy az aktívszálba (1, 6) kiválasztőtt adalékanyagőkat előre kiválasztőttmennyiségben visznek be. A találmány tárgya még őptikaitelekőmműnikációs eljárás, amelynek sőrán legalább egy, adőtt sávbatartőzó őptikai jelet hőznak létre, ezt a jelet az átviteli vőnalőnkeresztül tővábbítják, és közben aktív szálat (1, 6) tartalmazó vőnalierősítővel (32, 45) felerősítik, és a jelet egy vevőn (33, 49)keresztül veszik. Az eljárás lényege, hőgy a vőnali erősítők (32, 45)legalább egyikét őlyan aktív szállal (1, 6) képezik ki, amelyetflűőreszkáló fő szennyező anyaggal, és a fő szennyező anyaggal az akív szál (1, 6) üvegmátrixában együttműködő szekűnder szennyezőanyaggal szennyeznek, és a vőnali erősítőben (32, 45) a jel erősítésitényezőjét úgy állítják be –20 dBm vagy ennél kisebb bemeneti teljsítménynél, hőgy az erősítés 1,6 dB-nél kisebb értékkel térjen el azadőtt hűllámhősszsávba eső erősítéstől szűrő nélküli elrendezésben. Atalálmány tárgya még őlyan őptikai telekőmműnikációs eljárás, amelyneksőrán adőtt sávba tartőzó jelet hőznak létre, ezt az átviteli vőnalőntővábbítják úgy, hőgy közben legalább egy aktív szálat ( , 6)tartalmazó vőnali erősítővel (32, 45) felerősítik, és a jelet egyvevőn (33) veszik. Az eljárás lényege, hőgy legalább egy aktív szálas(1, 6) vőnali erősítő (32, 45) aktív szálját (1, 6) szilíciűm-diőxidalapú maggal képezik ki, és az aktív szálat (1, 6) egymással egyttműködő fő flűőreszkáló szennyező anyaggal és szekűnder szennyezőanyaggal szennyezik úgy, hőgy a vétel sőrán az őptikai jel/zaj viszőny0,5 nm-es szűrésszélességgel mérve az adőtt sávba tartőzó hűlámhősszúságú jelekre 15 dB-nél nem kisebb. A találmány tárgya őlyantelekőmműnikációs rendszer is, amely őptikaijel-adót (27, 28, 37–40),-vevőt (33, 49), ezeket összekapcsőló átviteli vőnalat, és legalábbkét, sőrős aktív szálas (1, 6) vőnal erősítőt (32, 32', 45, 45')tartalmaz. A rendszer lényege, hőgy a vőnali erősítőnek (32, 45)szilíciűm-őxid alapú aktív szálja (6, 13) van, amelynek magja legalábbflűőreszkáló fő szennyező anyaggal és szekűnder szennyező a yaggal vanúgy szennyezve, hőgy a kettő kölcsönhatásaként a vevőhöz (33, 49)tővábbítőtt jel jel/zaj viszőnnyal, amely jel/zaj viszőnya 0,5 nmszűrőszélességgel mérve 15 dB-nél nagyőbb az adőtt sávba e

Description

Az eljárás lényege, hogy az aktív szálat (1,6) nagy emissziós értékű görbével alakítják ki, amelynek I a szomszédos tartományokhoz képest emissziós depressziója is van, és az eljárás során ezt az emissziós görbén lévő depressziót azáltal küszöbölik ki vagy csökkentik, hogy az aktív szálba (1,6) kiválasztott adalékanyagokat előre kiválasztott mennyiségben visznek be.

A találmány tárgya még optikai telekommunikációs eljárás, amelynek során legalább egy, adott sávba tartozó optikai jelet hoznak létre, ezt a jelet az átviteli vonalon keresztül továbbítják, és közben aktív szálat (1,6) tartalmazó vonali erősítővel (32, 45) felerősítik, és a jelet egy vevőn (33, 49) keresztül veszik.

Az eljárás lényege, hogy a vonali erősítők (32, 45) legalább egyikét olyan aktív szállal (1, 6) képezik ki, amelyet fluoreszkáló fő szennyező anyaggal, és a fő szennyező anyaggal az aktív szál (1,6) üvegmátrixában együttműködő szekunder szennyező anyaggal szennyeznek, és a vonali erősítőben (32,45) a jel erősítési tényezőjét úgy állítják be -20 dBm vagy ennél kisebb bemeneti teljesítménynél, hogy az erősítés 1,6 dB-nél kisebb értékkel térjen el az adott hullámhosszsávba eső erősítéstől szűrő nélküli elrendezésben.

A találmány tárgya még olyan optikai telekommunikációs eljárás, amelynek során adott sávba tartozó jelet hoznak létre, ezt az átviteli vonalon továbbítják úgy, hogy közben legalább egy aktív szálat (1,6) tartalmazó vonali erősítővel (32, 45) felerősítik, és a jelet egy vevőn (33) veszik.

Az eljárás lényege, hogy legalább egy aktív szálas (1, 6) vonali erősítő (32, 45) aktív szálját (1,6) szilícium-dioxid alapú maggal képezik ki, és az aktív szálat (1,6) egymással együttműködő fő fluoreszkáló szennyező anyaggal és szekunder szennyező anyaggal szennyezik úgy, hogy a vétel során az optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrésszélességgel mérve az adott sávba tartozó hullámhosszúságú jelekre 15 dB-nél nem kisebb.

A találmány tárgya olyan telekommunikációs rendszer is, amely optikaijel-adót (27, 28, 37-40), -vevőt (33, 49), ezeket összekapcsoló átviteli vonalat, és legalább két, soros aktív szálas (1,6) vonali erősítőt (32, 32’, 45, 45’) tartalmaz.

A rendszer lényege, hogy a vonali erősítőnek (32,45) szilícium-oxid alapú aktív szálja (6, 13) van, amelynek magja legalább fluoreszkáló fő szennyező anyaggal és szekunder szennyező anyaggal van úgy szennyezve, hogy a kettő kölcsönhatásaként a vevőhöz (33,49) továbbított jel jel/zaj viszonnyal, amely jel/zaj viszonya 0,5 nm szűrőszélességgel mérve 15 dB-nél nagyobb az adott sávba eső jelekre.

A találmány tárgya még aktív szálas optikai erősítő, amely szilícium-oxid alapú aktív szálat (1, 6) és ehhez csatlakoztatott gerjesztő jelforrást, és az átviteli jelet az aktív szálba (1,6) csatoló elemet tartalmaz.

Az erősítő lényege, hogy az aktív szál (1, 6) magja egymással együttműködő fő fluoreszkáló szennyező anyagot és szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az adott sávba eső, két különböző hullámhosszúságú jel átvitele során a jelek közötti maximális erősítéskülönbség -20 dBm-nél kisebb vagy egyenlő teljesítmény esetén 2,5 dB-nél kisebb, szűrőelem nélküli aktív szál (1,6) esetében.

A találmány még aktív szál, elsődlegesen a telekommunikációs rendszerekben alkalmazott optikai erősítőkhöz, és lényege az, hogy a numerikus apertúrája nagyobb, mint 0,15, és olyan maggal van ellátva, amely egymással együttműködő, fluoreszkáló fő szennyező anyagot és szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az aktív szálban (1, 6) előre megadott sávban az emissziós görbe, a fény gerjesztőenergiának az aktív szálhoz (1,6) történő továbbítása esetén 1 dB-nél kisebb depresszióval rendelkezik legalább egy szomszédos tartományban lévő emissziós értékhez képest.

A találmány tárgya eljárás optikai jel/zaj viszony szabályozására, optikai telekommunikációs eljárás, telekommunikációs rendszer, aktív szálas optikai erősítő, valamint optikai aktív szál. A találmány szerinti megoldás elsősorban hullámhosszosztásos adatátvitelhez (WDMátvitelhez) használható.

A hullámhosszosztásos multiplex rendszereknél (WDM) külön csatornák vagy átviteli jelek vannak egymástól függetlenül a vonal mentén továbbítva. Maga a telekommunikációs vonal célszerűen optikai szál, az adattovábbítás pedig az optikai hullámhossztartományokon belüli multiplexeléssel történik. A továbbított csatornák lehetnek digitális vagy analóg csatornák, amelyeket egymástól megfelelően le kell tudni választani, mivel mindegyikhez egy adott frekvencia van rendelve.

Az ilyen jelátvitelnél a különböző csatornák paramétereiket tekintve lényegében azonosak kell legyenek, egyik sem lehet megkülönböztetett helyzetben a másik50 hoz képest sem a jel szintjét, sem pedig a jel minőségét tekintve.

Erősítős elrendezés esetében, különösen pedig opti45 kai erősítőknél a csatornák mindegyike azonos átviteli paraméterekkel kell rendelkezzen. Annak érdekében, hogy nagyszámú csatomaátvitel legyen megvalósítható, az erősítőnek széles frekvenciasávban kell megfelelően működnie.

Az optikai erősítők megfelelő fluoreszkáló szennyező anyagok és azok paramétereinek megfelelő megválasztásával alakíthatók ki. Ilyen szennyező anyag lehet például az erbium, amely az optikai szál magjában van. Az erbiumot fény geijesztőenergiával lehet gerjesztett állapotba hozni, amelynek során igen nagy emissziós képességgel fog rendelkezni abban a hullámhossztartományban, amely a szilícium-oxid alapú optikai szálakban a minimális fénycsillapítás tartományába esik.

Ha olyan, erbiummal szennyezett optikai szálat alkalmazunk, ahol az erbium gerjesztett állapotban ma55

HU 216 228 Β rád, majd olyan fényjelet bocsátunk át az optikai szálon, amelynek hullámhosszúsága ennek a nagy emissziónak felel meg, a jel hatására az erbiumatomok alacsonyabb szintre mennek át, és egyidejűleg a jel hullámhosszán megfelelő fényenergiát bocsátanak ki. így jön létre lényegében a jel erősítése.

Az erbiumatomok bomlása a gerjesztett állapotból kiindulva spontán módon megy végbe. Ez a spontán bomlás véletlenszerű emissziót hoz létre, amely egy „háttérzajt” képez, amely a gerjesztett emissziónak megfelelő felerősített jelre szuperponálódik.

A szennyezett optikai szálhoz továbbított fény gerjesztőenergia hatására különböző hullámhosszúságú fényemisszió jöhet létre, amely jellemző a szennyező közegre is, és ez adja az eredetét az optikai szálban a fluoreszkáló spektrumnak.

Annak érdekében, hogy a fent leírt optikai szálakkal maximális jelerősítést és ehhez kapcsolódó nagy jel/zaj viszonyt tudjunk megvalósítani a jel vételekor az optikai telekommunikációs rendszerekben, a felhasznált jelet általában lézer jelforrással hozzuk létre, és olyan hullámhosszúságot választunk, amely optikai szál fluoreszkálóspektrum-görbéje maximumának felel meg az adott sávban, akkor, ha az optikai szál a már említett szennyező adalékanyagot tartalmazza.

Erbiummal szennyezett optikai szálak esetében az emissziós spektrumnak viszonylag szűk tartományba eső csúcsértéke van. Ennek paraméterei függenek attól az üvegtől, amelybe az erbiumot mint szennyező anyagot bevezettük, és van egy viszonylag nagy intenzitású, számunkra érdekes spektrumtartománya a fent említett csúcsértékhez közeli hullámhossztartományban. Ily módon tehát célszerű az ilyen optikai szálakat széles sávú optikai erősítők kialakítására alkalmazni.

Az erbiummal szennyezett optikai szálak esetében az emissziós spektrum egyenetlen. Ez az egyenetlenség teszi lehetővé, hogy a teljes frekvenciasávban egyenletes erősítést valósítsunk meg.

Annak érdekében tehát, hogy egy lényegében egyenes, azaz egy vonal mentén elhelyezkedő erősítési görbét hozzunk létre, a különböző hullámhosszúságokon az erősítést annyira kell csak egyenletessé tenni, amennyire csak lehet, ki kell küszöbölni a spontán emisszió hatására fellépő zajokat, és megfelelő szűrést kell elvégezni. Ilyen zajcsillapító és szűrőelrendezések vannak az EP 426 222, EP 441211, EP 417 441 bejelentésekben ismertetve.

A fent említett bejelentéseknél azonban hullámhosszosztásos multiplex rendszerekre vonatkozóan az erősítő viselkedése nincsen leírva, nem található utalás arra sem, hogy egymással kaszkádkapcsolt különböző erősítők esetében milyen lesz a rendszer viselkedése.

Az emissziós spektrum jellege nagymértékben függ az optikai szál magjában lévő szennyező anyagoktól, ettől függ ugyanis az is, hogy hogyan lehet a visszaverődési tényezőt növelni. Az US 5 282079 számú szabadalmi leírásban egy alumínium-oxid és erbium szennyezésű optikai szál fluoreszkáló spektruma látható, amelynek kevésbé kiemelkedő csúcsa van, amely alacsonyabb hullámhosszúságokra van eltolva (maximum 1532 nm-re), mint egy germánium-erbium szennyezésű aktív szákiak. Egy ilyen optikai szál numerikus apertúrája (NA) 0,15.

Az ECOC ‘93 ThC 12.1 közlemény 1-4. oldalán erősítőhöz használható, alumíniummal és lantánnal szennyezett optikai szál van ismertetve, amelynek nagyon kicsi az érzékenysége a hidrogénhez. Az itt ismertetett, alumíniummal szennyezett optikai szál numerikus apertúrája 0,16, az alumíniummal és lantánnal szennyezett optikai szál numerikus apertúrája pedig 0,3.

Az ECOC ‘93 Tu 4. számában, a 181-184. oldalon olyan optikai erősítő van ismertetve, amely erbiummal szennyezett optikai szálakat tartalmaz. A kísérleteket olyan optikai szálakkal végezték el, amelynek magja alumíniummal, alumínium/germániummal és lantán/germániummal volt szennyezve. A tapasztalatok azt mutatták, hogy a legjobb eredményt az Al/La-nal együttesen szennyezett optikai szálakkal érték el.

Az Electronics Letters 1991. június 6-ai számában, az 1065-1067. oldalon olyan optikai erősítőről írnak, amely szintén erbiummal szennyezett optikai szálat tartalmaz, amely azon kívül még alumínium-oxiddal is szennyezve van, és ez az alumínium-oxid-szennyezés lehetővé teszi, hogy nagyobb és simább erősítésprofilt lehessen elérni. A cikkben utalás történik arra, hogy ha az alumínium-oxiddal, germániummal és erbiummal szennyezett optikai szálakkal kialakított optikai erősítőt összehasonlítjuk olyan erősítőkkel, amelyek lantán-, germánium- és erbiumszennyezéssel vannak kialakítva, az összehasonlítás eredményeként az állapítható meg, hogy az erősítésnél a legnagyobb sík tartomány az utóbbival érhető el.

Az ECOC ‘91 TuPSl-3 kiadványban, a 285-288. oldalon Al₂O₃-SiO₂ típusú, erbiummal és lantánnal szennyezett optikai szál van ismertetve. Ezzel az optikai szállal a cél a nagyobb visszaverődési tényező, és az erbiumionokat tartalmazó zárványok csökkentésének a megvalósítása volt. Az Er/La szennyezésű optikai szál abszorpciós és fluoreszkáló spektruma hasonlónak mutatkozott, mint egy erbiummal szennyezett Al₂O₃-SiO₂ optikai szálé. A numerikus apertúrája szintén 0,31 volt, és az erbiumkoncentráció pedig 23-10^l8cm 3.

Az ECPC ‘89, Post-Deadline Papers, PDA-8, 33-36. oldalán, az 1989. szeptemberi számban olyan kísérletet ismertettek, amely tizenkét, egymással kaszkádkapcsolt optikai erősítőre vonatkozott, ahol erbiummal szennyezett optikai szálakat használtak. Egyetlen 1,536 pm-es hullámhosszra vizsgálták az elrendezést, és hangsúlyozták azt, hogy a jel hullámhosszúságát 0,01 nm pontossággal kell szabályozni az állandó üzemhez, figyelembe véve, hogy a BÉR (Bit Error Rate) a jel hullámhosszúságának a változására igen gyorsan reagál.

Az US 5117 303 számú szabadalmi leírás olyan optikai telekommunikációs rendszert ismertet, amely kaszkádkapcsolású optikai erősítőket tartalmaz, és amelynek a számításait annak alapján végezték, hogy telített üzemmódban nagy legyen a jel/zaj viszony.

A fent leírt erősítők erbiummal szennyezett optikai szálakból készültek, amelynek Al₂O₃-SiO₂ magja volt,

HU 216 228 Β és ezen túlmenően pedig szűrőket is alkalmaztak. A számított paramétereket egyetlen hullámhossznál érték el, nem voltak ugyanis széles hullámhosszúság-tartományba eső bejövőjelek.

A találmány kialakításakor felismertük, hogy az optikai szál magjába bevitt megfelelő szennyezőanyagkombináció lehetővé teszi, hogy a nagy numerikus apertúrát olyan emissziós spektrumban éljük el, amely optikai erősítőként és hullámhosszosztásos multiplex rendszerben alkalmazható, és biztosítható, hogy adott hullámhosszsáv különböző hullámhosszúságú jeleire egységes válaszjel jöjjön létre akár egy, akár több sorosan kapcsolt erősítővel.

A találmány tárgya eljárás optikai jel/zaj viszony szabályozására előre megadott hullámhosszúságsávban optikai telekommunikációs rendszereknél, amely telekommunikációs rendszer

- optikai adót,

- optikai vevőt,

- valamint az optikai adót és vevőt összekapcsoló optikai telekommunikációs átviteli vonalat tartalmaz, továbbá

- az átviteli vonal mentén legalább egy aktív szálas optikai vonali erősítő van elhelyezve.

Az eljárás lényege, hogy az aktív szálat olyan emissziós görbével alakítjuk ki, amelynek van egy nagy emissziójú tartománya, amely beleesik az előre megadott hullámhosszsávba, és a hullámhosszsávon belül a szomszédos tartományokhoz képest egy emissziós depressziója is van, és az eljárás során ezt az emissziós görbén lévő depressziót azáltal küszöböljük ki vagy csökkentjük, hogy az aktív szálba kiválasztott adalékanyagokat előre kiválasztott mennyiségben viszünk be.

Előnyös, ha az előre megadott átviteli hullámhosszsáv 1530 és 1560 nm, még előnyösebb, ha 1525 és 1560 nm között van.

Célszerű, ha az optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrőszélességnél mérve nagyobb, mint 15 dB.

Az eljárás során előnyös, ha legalább két, sorosan kapcsolt aktív szálas vonali erősítőt alkalmazunk.

Előnyös az eljárás, ha az aktív szálba kétféle szennyező anyagot viszünk be, legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyagot és legalább egy, a fő szennyező anyaggal az aktív szál üvegmátrixában együttműködő, szekunder szennyező anyagot, és ily módon csökkentjük a depresszió értékét 1 dB-nél kisebbre az adott sávban lévő szomszédos tartományokban.

Szennyező anyagként oxid formájában erbiumot, és legalább két további szekunder szennyező anyagot viszünk be.

Szekunder szennyező anyagként előnyösen oxid formájában germániumot, alumíniumot és lantánt viszünk be.

A találmány tárgya továbbá optikai telekommunikációs eljárás, amely az alábbi lépésekből áll:

- legalább egy, előre megadott átviteli hullámhosszsávba tartozó hullámhosszúságú optikai jelet hozunk létre,

- az így létrehozott jelet egy optikai telekommunikációs átviteli vonalon keresztül továbbítjuk,

- az optikai jelet legalább egy aktív szálat tartalmazó vonali erősítővel legalább egyszer felerősítjük, és

- a jelet egy vevőn (33, 49) keresztül vesszük.

Az eljárás lényege, hogy a vonali erősítők legalább egyikét olyan aktív szállal képezzük ki, amelyet fluoreszkáló fő szennyező anyaggal és legalább egy, a fő szennyező anyaggal az aktív szál üvegmátrixában együttműködő szekunder szennyező anyaggal szennyezünk, és az aktív szálas vonali erősítőben az előre megadott hullámhosszúságú optikai jel erősítési tényezőjét úgy állítjuk be -20 dBm vagy ennél kisebb bemeneti teljesítménynél, hogy az erősítés 1,6 dB-nél kisebb értékkel téijen el az adott hullámhosszsávba eső erősítéstől, szűrő nélküli elrendezésben.

A találmány további tárgya még egy optikai telekommunikációs eljárás, amely az alábbi lépésekből áll:

- legalább egy, előre megadott hullámhosszsávba tartozó optikai jelet hozunk létre,

- az optikai telekommunikációs átviteli vonalon keresztül továbbítjuk,

- az optikai jelet legalább egy aktív szálat tartalmazó vonali erősítővel legalább egyszer felerősítjük, és

- a jelet egy vevőn keresztül vesszük.

Ezen eljárás lényege, hogy legalább egy aktív szálas vonali erősítő aktív szálját szilícium-dioxid alapú maggal képezzük ki, és az aktív szálat egymással együttműködő, egy fő fluoreszkáló szennyező anyaggal, és legalább egy szekunder szennyező anyaggal szennyezzük úgy, hogy a vétel során az optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrésszélességgel mérve, az adott sávba tartozó hullámhosszúságú jelekre 15 dB-nél nem kisebb.

Ez a telekommunikációs eljárás előnyös, ha a vevőnél mért optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrőszélességgel mérve nagyobb, mint 15 dB, az adott sávban egyszerre betáplált legalább két különböző hullámhosszúságú jelnél.

Célszerű, ha az optikai jelet legalább kétszer erősítjük az átviteli vonal mentén sorosan csatlakoztatott az aktív szálas vonali erősítőkkel.

Az alkalmazott hullámhosszsáv szélességét előnyösen 1530 és 1560 nm közé, még előnyösebben 1525 és 1560 nm közé választjuk.

Előnyös az eljárás, ha az aktív szálas vonali erősítő aktív szálját fluoreszkáló fő szennyező anyagként erbiummal, és legalább két, a fő szennyező anyaggal együttműködő szekunder szennyező anyaggal szennyezzük.

Szekunder szennyező anyagként célszerűen alumíniumot, lantánt, germániumot alkalmazunk, oxidok formájában.

A találmány tárgya továbbá olyan telekommunikációs rendszer, amely:

- előre megadott hullámhosszsávba eső optikai jeleket létrehozó adót,

- vevőt,

- az adót és a vevőt összekapcsoló optikai telekommunikációs átviteli vonalat, és

- legalább két, aktív szálas optikai vonali erősítőt tartalmaz, amelyek az átviteli vonal mentén sorosan vannak egymáshoz csatlakoztatva.

HU 216 228 Β

A rendszer lényege, hogy legalább egy olyan vonali erősítőt tartalmaz, amely szilícium-oxid alapú aktív szállal van kiképezve, amelynek a magja legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyaggal és legalább egy szekunder szennyező anyaggal van úgy szennyezve, hogy a kettő kölcsönhatásaként a vevőhöz továbbított jel jel/zaj viszonnyal, amely jel/zaj viszonya 0,5 nm szűrőszélességgel mérve 15 dB-nél nagyobb az adott sávban lévő hullámhosszúságú jelekre.

Előnyös a telekommunikációs rendszer, ha a vevőnél mért optikai jel/zaj viszony 0,5 nm szélességű szűrővel mérve legalább két különböző, de az adott hullámhosszsávba eső, együttesen betáplált jel esetén, mindegyik jelre nagyobb, mint 15 dB.

Előnyös, ha az aktív szálban a fő fluoreszkáló szennyező anyag erbium, oxid formájában, míg a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, oxidok formájában.

A telekommunikációs rendszer előre megadott átviteli hullámhosszsávja előnyösen 1530 és 1560 nm közé esik.

Ugyancsak előnyös, ha legalább három vonali erősítő van az átviteli vonal mentén sorosan kapcsolva, és legalább a vonali erősítő olyan aktív szállal (6, 13) van kiképezve alumíniummal, germániummal, lantánnal és erbiummal van megfelelő oxidok formájában szennyezve.

A találmány tárgya még aktív szálas optikai erősítő, amely

- legalább egy szilícium-oxid alapú aktív szálat tartalmaz,

- tartalmaz továbbá az adott aktív szálhoz csatlakoztatott geijesztő jelforrást,

- az optikai gerjesztő jelet és egy vagy több, előre megadott hullámhosszsávba eső átviteli jelet az aktív szálba csatoló elemet.

Az erősítő lényege, hogy az aktív szál magja egymással együttműködő, legalább egy fő fluoreszkáló szennyező anyagot és legalább egy szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az adott hullámhosszsávba eső, két különböző hullámhosszúságú jel átvitele során a jelek közötti maximális erősítéskülönbség -20 dBm-nél kisebb, vagy egyenlő teljesítmény esetén 2,5 dB-nél kisebb, szűrőelem nélküli aktív szál esetében.

Előnyös, ha az aktív szálban a fő fluoreszkáló szennyező anyag erbium, oxid formájában, míg a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, megfelelő oxidok formájában.

Előnyös az aktív szálas optikai erősítő, ha az előre kiválasztott depressziómentes sávban az emissziós görbe 1 dB értékkel nagyobb, mint legalább az egyik szomszédos tartományban lévő emissziós érték, továbbá, ha az emissziós görbe depressziója kisebb vagy egyenlő, mint 0,5 dB, legalább az egyik szomszédos sáv emissziós értékeihez viszonyítva.

Az előre kiválasztott átviteli sáv célszerűen 1530 és 1560 nm, előnyösen pedig 1525 és 1560 nm között van, és az alkalmazott aktív szál numerikus apertúrája 0,15nál nagyobb.

Az aktív szálas optikai erősítő célszerűen legalább két szilícium-oxid alapú aktív szálat tartalmaz, amelyek megfelelő gerjesztőenergia-forrással vannak összekapcsolva, és legalább az egyik aktív szál legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyaggal, és legalább egy, a fő szennyező anyaggal együttműködő szekunder szennyező anyaggal van ellátva, és az adott hullámhosszsávba eső két különböző hullámhosszúságú jel erősítése közötti maximális erősítéskülönbség -20 dBm-nél kisebb, vagy azzal egyenlő bemeneti teljesítmény esetén 2,5 dBnél kisebb, szűrőelem nélküli aktív szál esetében.

A találmány tárgya még optikai aktív szál, elsődlegesen optikai telekommunikációs rendszerekben alkalmazott optikai erősítőkhöz.

Az optikai aktív szál lényege, hogy a numerikus apertúrája nagyobb, mint 0,15, és olyan szennyezett maggal van ellátva, amely egymással együttműködő, legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyagot, és legalább egy szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az aktív szálban előre megadott hullámhosszsávban az emissziós görbe, a fény gerjesztőenergiának az aktív szálhoz történő továbbítása esetén 1 dB-nél kisebb depresszióval rendelkezik, legalább egy szomszédos tartományban lévő emissziós értékhez képest.

Célszerű, ha az aktív szálban az emissziós görbe depressziója legalább egy szomszédos tartományban lévő emissziós értékhez képest 0,5 dB-nél kisebb.

Az aktív szálban előnyösen a fő szennyező anyag erbium oxid formájában, míg a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, megfelelő oxidok formájában.

Előnyös, ha a lantántartalom az aktív szál (1, 6) magjában oxidban kifejezve nagyobb, mint 0,1 mol%, még előnyösebb, ha a lantántartalom az aktív szál (1,6) magjában oxidként kifejezve nagyobb vagy egyenlő, mint 0,2 mol%, a legelőnyösebb, ha a lantántartalom az aktív szál magjában oxidként kifejezve nagyobb vagy egyenlő, mint 5 mol%.

Előnyös továbbá, ha az optikai aktív szál magjában a lantán- és a germánium-oxidok moláris aránya 10 és 100 között van, vagy a lantán- és a germánium-oxidok moláris aránya körülbelül 50.

Előnyös lehet az is, ha az aktív szál magjában az alumíniumtartalom oxidban kifejezve nagyobb, mint 1 mol%, még előnyösebben nagyobb, mint 2 mol%.

Előnyös még az optikai aktív szál, ha az erbiumtartalom a magjában oxidként kifejezve 20-5000 ppm/mol, még előnyösebb, ha 100-1000 ppm/ mól.

Célszerű az is, ha az aktív szál numerikus apertúrája 0,18-nál nagyobb.

A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán egy, a találmány szerint kialakított optikai erősítő egyik kiviteli alakja látható, a

2. ábrán egy olyan optikai erősítő látható, amely fésűs szűrővel van ellátva, a

3. ábrán egy kísérleti elrendezés látható, amellyel a különböző típusú optikai aktív szálakhoz az emissziós spektrumot meghatározzuk, a

HU 216 228 Β

4. ábrán a különböző típusú aktív szálak emissziós spektruma látható a 3. ábra szerinti elrendezéssel mérve, az

5. ábrán az 1. ábrán bemutatott erősítő erősítésgörbéje látható különböző hullámhosszúságoknál, és két különböző bemeneti teljesítmény szinten, a

6. ábrán a 2. ábrán bemutatott optikai erősítő erősítésgörbéje látható különböző hullámhosszúságoknál, és három különböző bemeneti teljesítményszint esetén, a találmány szerinti aktív szállal kialakítva, a

7. ábrán a 2. ábrán bemutatott optikai erősítő erősítési görbéje látható különböző hullámhosszúságoknál, és három különböző bemeneti jelszintre, az ismert aktív szállal kialakítva, a

8. ábrán egy olyan telekommunikációs rendszer látható, amely kaszkádkapcsolású erősítőket tartalmaz, két bemenőjellel, amelyek ugyanazon átviteli vonal mentén vannak multiplexelve továbbítva, a

9. ábrán a 8. ábrán bemutatott kiviteli alakra vonatkozó, különböző erősítőkkel megvalósított BÉR (Bit Error Rate) látható, a

10. ábrán különböző kaszkádkapcsolású vonali erősítőkkel megvalósított telekommunikációs rendszer látható, amikor négy különböző hullámhosszúságú jel van multiplexelve ugyanazon átviteli vonal mentén továbbítva, a

11. ábrán a 10. ábra szerinti első vonali erősítő bemeneténél lévő teljesítményszintek láthatók a találmány szerinti aktív szállal, a

12. ábrán a teljesítmény szintek láthatók a második vonali erősítő bemeneténél a 10. ábrán bemutatott elrendezés esetében, a

13. ábrán a teljesítményszintek láthatók a harmadik vonali erősítő bemeneténél a 10. ábrán bemutatott elrendezés esetében, a

14. ábrán a negyedik vonali erősítő bemeneténél megjelenő jelszintek láthatók, szintén a 10. ábrán bemutatott elrendezéshez, a

15. ábrán a 10. ábrán bemutatott elrendezés előerősítőjének bemeneti teljesítményszintjei láthatók, a

16. ábrán a 10. ábrán bemutatott elrendezéshez tartozó előerősítő bemeneti teljesitményszint látható ismert erősítő alkalmazásával.

Az 1. ábrán látható optikai erősítő tartalmaz egy erbiummal szennyezett 1 aktív szálat, tartalmaz továbbá 2 gerjesztőlézert, amely az 1 aktív szálhoz 3 dikroikus csatolóelemen keresztül van csatlakoztatva. Az 1 aktív szál bemeneténél egy 4 optikai leválasztó van elhelyezve, amely a jelátvitel irányában található, és egy további 5 optikai leválasztó van az 1 aktív szál után elhelyezve.

Célszerű, de nem feltétlenül szükséges, hogy a 3 dikroikus csatolóelem az ábrán látható módon, az áramlási irányt tekintve az 1 aktív szál után helyezkedjen el. Ez a 3 dikroikus csatolóelem tehát olyan geijesztóenergiát hoz létre, amely a jellel szemben áramlik.

Maga az optikai erősítő egy második, szintén erbiummal szennyezett 6 aktív szálat és ehhez rendelt 7 gerjesztőlézert tartalmaz, amely szintén egy 8 dikroikus csatolóelemmel van a 6 aktív szálhoz csatlakoztatva, és szintén ellenáramú gerjesztőenergiát hoz létre.

A 6 aktív szál után áramlási irányba egy további 9 optikai leválasztó is el van helyezve.

A 2 és 7 geijesztőlézerek a Quantum Well típusú gerjesztőlézerek lehetnek, amelyeknek paraméterei a következők:

- emissziós hullámhossz λ_ρ=980 nm;

- maximális kimeneti optikai teljesítmény P_u=89mW.

Ilyen típusú lézereket gyárt például a LASERTRON Inc., 37 North Avenue, Burlington, MA (US).

A 3 és a 8 dikroikus csatolóelemek célszerűen forrasztott aktív szálas kivitelűek, amelyek egymódusú aktív szálakból vannak 980 nm-nél egymáshoz hegesztve, és 1530-1560 nm hullámhosszsávban 0,2 dB-nél kisebb kimeneti teljesítményváltozást biztosítanak, polarizációtól függően.

A fent említett 3, 8 dikroikus csatolóelemek kereskedelmi forgalomban kaphatók, ilyet gyárt például a GOULD Inc., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Gelm Bumie, MD (US) és a SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Woodland Road, Torquay, Devon (GB).

A 4, 5 és 9 optikai leválasztóknál a polarizáció vezérlése független az átvitelijei polarizációjától, 35 dBnél nagyobb leválasztást biztosítanak, és visszaverődő képességük pedig -50 dB-nél kisebb.

Ilyen típusú leválasztó lehet az MDL I-.15 PIPT-A S/N 1016 típusú leválasztó, amelyet az ISOWAVE cég gyárt (64 Harding Avenue, Dover, New Jersey, US).

A 2. ábrán a találmány egy további kiviteli alakját képező optikai erősítő látható, amelynek elemei nagyrészt megegyeznek az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakkal, az eltérés csupán az, hogy a 3 dikroikus csatolóelem után és az 5 optikai leválasztó előtt, egy 10 fésűs szűrő van az átviteli vonal mentén elhelyezve, amely olyan optikai aktív szálrészt tartalmaz, amelynek két optikailag csatolt magja van, amelyek adott és kiválasztott hullámhosszra vannak kiképezve. Az egyik mag a csatlakozó optikai aktív szállal egy tengelyben van elrendezve, a másik excentrikusán, azaz eltolt középvonallal van elhelyezve, és a végei le vannak vágva. Ez az elrendezés az EP 441211 és az EP 417441 számú leírásokban van részletesebben ismertetve.

Maga a 10 fésűs szűrő úgy van méretezve, hogy az eltolt magba olyan hullámhosszúságot csatol, amely az erősítő emissziós spektruma egy részének felel meg. Ez az eltolt mag a végeinél le van vágva, ily módon biztosítható az, hogy az ide bevitt hullámhosszúságú jelek itt szétszóródjanak, és ne tudjanak az első fő magba visszajutni.

Két maggal kialakított 10 fésűs szűrő paraméterei például a következők lehetnek:

- hullámhossztartomány a második magban BW (-3dB): 8-10 nm

- szűrőhossz: 35 nm

HU 216 228 Β

Az ilyen módon kialakított 10 fésűs szűrő maximális csillapítása az aktív szál emissziós csúcsértékénél van.

Egy másik 10 fésűs szűrő, amelyet a kísérletekhez használtunk, a következő paraméterekkel rendelkezett:

- csillapítás λ, 1530 nm-nél 5 dB vagy

- csillapítás Z_s 1532 nm-nél 11 dB.

Az ilyen 10 fésűs szűrőkkel az a cél, hogy adott hullámhosszúság-tartományba eső jelek intenzitását csökkentsük elsődlegesen az optikai szál emissziós csúcsértékénél, annak érdekében, hogy az erősítő erősítési görbéje a különböző hullámhosszúságoknál közel azonos, azaz „sík” legyen.

Ez a követelmény különösen fontos a találmány szerinti hullámhosszosztásos átvitelnél, ahol az erősítési paramétereknek minden egyes csatornára, amennyire csak lehet, azonosaknak kell lenniük.

A találmány szerinti optikai erősítőhöz különböző típusú, erbiummal szennyezett aktív A-D szálakat vizsgáltunk meg, és ezeknek az összetételére, illetőleg az optikai paramétereire az alábbi táblázatot adjuk meg.

1. táblázat

Aktív szál	A12O3	GeO2	La2O3	Er2O3	NA
t%	(mól %)	t%	(mol%)		(mol%)	t%	(mol%)		nm
A	4	(2,6)	18	(11,4)	1	(0,2)	0,2	(0,03)	0,219	911
B	1,65	(1,0	22,5	(14,3)	0	(0)	0,2	(0,03)	0,19	900
C	4	(2,6)	18	(11,4)	0	(0)	0,2	(0,03)	0,20	1025
D	4	(2,6)	0	(0)	3,5	(0,7)	0,2	(0,03)	0,19	900

ahoi t%=a magban lévő oxidtartalom átlagos tömeg%-a mol%=a magban lévő oxidtartalom molekula szerinti eloszlása NA=numerikus apertúra (nl²-n2²)^1/2

X_c=vágási hullámhossz (LP11).

Az összetétel analízisét az A-D szálak húzását 30 megelőzően, mikroszkopikus mintavételezéssel és letapogató elektronmikroszkóppal végeztük.

Az analízist 1300 diszkrét ponton végeztük el, amelyek az átmérő mentén egymástól 200 pm-re helyezkedtek el.

Az A-D szálakat vákuumgalvanizálással készítettük, ahol a fémet a kvarc üvegcsőbe galvanizáltuk.

Azoknál az A-C szálaknál, ahol a szennyező anyag germánium volt, a germániumot a SiO₂-mátrixba szintézises eljárással vittük be.

Az erbiumnak, alumínium-oxidnak, és a lantánnak magba történő bevitelét úgynevezett oldódásos adagolással végeztük, ahol is a szennyező anyag vizes kloridoldatát hoztuk érintkezésbe a mag anyagával abban az állapotban, mielőtt az kikeményedett volna.

Az oldódással történő szennyezésbevitelre vonatkozóan az US 5 282 079 számú szabadalmi leírásban találhatunk részletes ismertetést.

Az A szálban a nagyobb numerikus apertúra (NA) értéket összehasonlítva a többi, B, C, D szállal, azáltal értük el, hogy az A szál magjának a készítésekor a C (Al/Ge/Er) szál magjának készítésénél használt reagens áramlását, különösképpen pedig a germánium adagolását nem csökkentettük.

Ezt követően az oldódásos szennyezéssel bevittük a lantánt és az alumíniumot, amelynek eredményeként a magnak a visszaverődési tényezője nagyobb lett, mint ahogy ezt elvártuk, és ehhez még az a nem várt előny is társult, amely az alábbiakban leírandó erősítés és átvitel paraméterek javulását eredményezte.

Az A-D szálak emissziós spektrumának a meghatározásához a 3. ábrán bemutatott kísérleti elrendezést alkalmaztuk, és az egy A, B, C és D aktív szálakra vonatkozó emissziós spektrum a 4. ábrán látható.

A 11 geijesztőlézert, amelyik lézerdióda, 980 nm-es 35 hullámhosszúsággal gerjesztettük. Ezt a jelet 980/1550es 12 dikroikus csatolóelemen keresztül vezettük a vizsgálat tárgyát képező 13 aktív szálhoz. A 13 aktív szál emissziós spektrumát egy 14 optikaispektrum-analizátorral mértük.

All geijesztőlézer a 13 aktív szálban körülbelül 60 mW teljesítményt hozott létre. A 13 aktív szál hosszát úgy választottuk meg, hogy az adott gerjesztőteljesítményhez illesztve megfelelő erősítést lehessen vele elérni. A vizsgált szálak mindegyike, amely vala45 mennyi erbiumszennyezést is tartalmazott, a megfelelő erősítéshez körülbelül 11 méter hosszúságú kellett legyen.

A 13 aktív szálban lévő különböző erbiumtartalom és az erősítéshez szükséges megfelelő hosszúság meg50 választása szakember számára kézenfekvő.

A 14 optikaispektrum-analizátor TQ8345 típusú készülék volt, amelyet az ADVANTEST Corporation, Shinjuku-NS Bldg. 2-4-1 gyárt.

A méréseket úgy végeztük el, hogy a szálakat 55 980 nm-rel gerjesztettük, és figyeltük az aktív szálban lévő spontán emissziós spektrumot.

A 5. ábrán a 15 görbe az A szál emissziós spektruma, a 16 görbe a B szál emissziós spektruma, a 17 görbe a C szál emissziós spektruma, míg a 18 görbe a D 60 szál emissziós spektruma.

HU 216 228 Β

A 4. ábrából nyilvánvaló, hogy a B, C és D szálak emissziós csúcsértéke, illetőleg a legnagyobb intenzitásuk 1532,5 nm környékén van. Ezt követően egy viszonylag széles emissziós tartomány figyelhető meg 1560-1565 nm tartományban, amely egy második, nagymértékben ellaposodott csúcsot jelent.

A 16 és 17 görbéket összehasonlítva, amelyek a B és C szálakra vonatkoznak, látható, hogy a B és C szálakban lévő nagyobb alumínium-oxid-tartalom a nagy emissziós tartomány szintjét növeli. Ha a lantánt germániummal helyettesítjük, ez a 18 görbén látható, és a D szálra vonatkozik, úgy az 1535-1560 nm tartományban még magasabb szintet tudunk elérni, mint a korábbi esetekben.

A B, C és D szálakban egy d-vel jelölt tartományban, amely az 1535 és 1540 nm közötti tartományra esett, bizonyos depresszió volt megfigyelhető, amely lényegében az első fő csúcs és a második emissziós csúcs között helyezkedett el. Ebben a depressziós tartományban az emisszió értéke legalább 2 dB értékkel alacsonyabb, mint a szomszédos tartományokban lévő maximális emissziós értékek, ez tehát azt jelenti, hogy itt figyelembe vettük az első fő csúcsértéket és a második csúcsértéket is. Ezt az eltérést h-val jelöltük, és egyedül a 16 görbén jelöltük, de a 17 és 18 görbéken is azonosíthatók.

A 15 görbe az előzőekkel ellentétben a kísérletek szerint azt mutatta, hogy az A szál a d tartományban nem mutat lényeges depressziót, illetőleg ha van is némi depresszió, az mindenképpen 0,5 dB-nél kisebb értékű.

A 15 görbén az is látható, hogy az A szálnak a maximális emissziós csúcsértéke alacsonyabb hullámhosszon van, mint a B, C és D szálaké, ez a csúcsérték 1530 nm körül van, ami azt is jelenti, hogy az A szál a nagy emissziós szintjét 1520 nm csúcsérték közelében tartja.

Az A szálat az 1. és a 2. ábrán bemutatott optikai erősítőknél használtuk.

Az első 1 aktív szál körülbelül 8 méter hosszú volt, míg a második 6 aktív szál 15 méter az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakhoz, és 13 méter a 2. ábrán bemutatott kiviteli alakhoz.

Az 5. ábrán láthatók az erősítés görbéi a különböző hullámhosszúságokon két különböző bemeneti teljesítményszintre, éspedig az 1. ábrán bemutatott optikai erősítő esetére, míg a 6. ábrán szintén különböző hullámhosszúságokra, de három különböző bemeneti szintre láthatók az erősítés görbéi a 2. ábrán bemutatott optikai erősítőhöz.

Az 5. ábrán látható 19 görbe -20 dBm bemeneti teljesítményre vonatkozik, míg a 20 görbe a -25 dBm bemeneti teljesítményre vonatkozik az 1. ábrán bemutatott optikai erősítő esetére.

A 6. ábrán a 21 görbe a -20 dBm bemeneti teljesítményszintre vonatkozik a 2. ábrán bemutatott optikai erősítőre, a 22 görbe pedig a -25 dBm bemeneti teljesítményre vonatkozik, míg a 23 görbe a -30 dBm bemeneti teljesítményre vonatkozik. Az 5. és a 6. ábrán jól megfigyelhető, különösen, ha a 19 és a 21 görbéket nézzük, amelyek a -20 dBm teljesítményszintre vonatkoznak, és amelynek igen nagy a jelentősége a telekommunikációs rendszereknél, hogy a szűrős, illetőleg a szűrő nélküli elrendezés, valamint olyan magnak az alkalmazása, amely alumínium-oxidot, germániumot és lantánt tartalmaz az erbium mellett, lehetővé teszi, hogy viszonylag egyenes erősítésgörbét érjünk el, különösen az 1536 és 1540 nm hullámhosszúság-tartományban, mi több, az eredmény elérhető szűrő alkalmazása nélküli esetben is.

Szűrő nélküli esetben és -20 dBm bemeneti teljesítménynél a különböző hullámhosszúságú jelek közötti erősítéskülönbség kisebb volt, mint 1,6 dB, míg a szűrőt alkalmazó esetben, és szintén -20 dBm bemeneti teljesítmény esetében a különböző hullámhosszúságú jelek közötti erősítéskülönbség kisebb volt, mint 0,9 dB.

A 7. ábrán láthatók három különböző bemeneti jelszintre különböző hullámhosszúságokon az erősítés görbéi, amelyek olyan optikai erősítőre vonatkoznak, amely a 2. ábrán bemutatott kiviteli alak szerint lett kialakítva, és 1 aktív szálként a C szálat alkalmaztuk, amely Al/Ge/Er szennyezésű volt.

A 7. ábrán a 24 görbe a -20 dBm bemeneti teljesítményszintre vonatkozik, a 25 görbe a -25 dBm bemeneti jelszintre, míg a 26 görbe a -30 dBm bemeneti jelszintre vonatkozott.

Jól látható, hogy -20 dBm bemeneti jelszint esetén a különböző hullámhosszúságú jelek közötti erősítéskülönbség 2,1 dB körül volt.

Ha összehasonlítjuk az A szálat (Al/Ge/La/Er) egy olyan optikai erősítőben alkalmazva, amely nem rendelkezik szűrővel, egy olyan optikai erősítővel, amelynél a C szálat (Al/Ge/Er) alkalmazzuk, de szűrővel ellátva, úgy azt tapasztaljuk, hogy az A szál alkalmazása esetén egy sokkal simább erősítésű görbét kapunk, mint a C szál alkalmazása esetén.

Az 1. és a 2. ábrán bemutatott optikai erősítőkkel elvégeztünk kísérletet mind az A szál (Al/Ge/La/Er), illetőleg a C szál (Al/Ge/Er) esetére úgy, hogy a jeleket nagy távolságra továbbítottuk, és több optikai erősítőt kaszkád üzemmódba, azaz sorosan kapcsoltunk. Egy ilyen kísérleti elrendezés látható a 8. ábrán. A 8. ábrán egy 30 multiplexer bemenetére két λ) hullámhosszúságú bemenőjelet előállító 27 adót, és egy λ₂ hullámhosszúságú bemenőjelet előállító 28 adót kapcsoltunk.

A λ! = 1536 nm volt, míg a λ₂= 1556 nm.

A 30 multiplexer kimenete 29 aktív szálon egy 32a teljesítményerősítőhöz van elvezetve, amely után az áramlás irányába egy 31 csillapítótagot helyeztünk el. Maga az elrendezés egymás után váltakozva elhelyezett 32, 32’, 32” és 32’” vonali erősítőket, és ezek közé elhelyezett 31 csillapítótagokat tartalmazott, végül az utolsó 31 csillapítótag után egy 34 optikai demultiplexeren keresztül csatlakozott az elrendezés a 33 vevőhöz.

A 33 vevő elé kapcsolt 34 optikai demultiplexer interferenciaszűrőt tartalmazott, amelynek sávszélessége úgy volt megválasztva, hogy 1 nm volt a -3 dB-es

HU 216 228 Β pontja, és ennek segítségével volt mindig az adott hullámhosszúság kiválasztva.

A megfelelő, az ábrán külön nem jelölt lézerek által előállított 27 és 28 adók jelei 0 dBm teljesítményűek voltak. A 29 aktív szálban a teljes multiplexerteljesítmény szintén 0 dB volt, ez a 3 dB-es csatlakozási teljesítmény csökkenésének az eredménye.

A 30 multiplexer egy „1x2 csatoló”, amelyet az E-TEK DYNAMICS Inc. (1885 Lundy Aven, San Jose, CA (US)) gyárt.

A 32a teljesítményerősítő a kereskedelmi forgalomban kapható optikai aktív szálas erősítő volt, és a paraméterei a következők:

- bemeneti teljesítmény -5 -+2 dBm,

- kimeneti teljesítmény 13 dBm,

- működési hullámhossz 1530-1560 nm.

A 32 teljesítményerősítő 10 fésűs szűrőt nem tartalmazott.

A TPA/E-12 típusú, bejelentő által gyártott terméket használtuk. Az erősítő a C szálat tartalmazta (Al/Ge/Er), tehát egy erbiummal szennyezett 1 aktív szálat.

A 32a teljesítményerősítőt úgy alakítottuk ki, hogy telítési viszonyok között működjön, azaz a kimeneti teljesítmény úgy függjön a gerjesztőteljesítménytől, ahogy ezt az EP 439 867 számú leírás ismerteti.

Az első 31 csillapítótaggal sorosan van a 32 vonali erősítő kapcsolva, amelynek a teljes optikai teljesítménye -18 dBm körül van.

csillapítótagként Va5 típusú készülék alkalmazható, amelyet a JDS FITEL Inc. (570 Heston Drive, Nepean (Ottawa), Ontario (CA) gyárt Kanadában, és ezek a 31 csillapítótagok olyanok, amelyeknél a 30 dBes csillapítás 100 km-es optikai szál esetében jelenik meg.

A 32, 32’, 32” és a 32’” vonali erősítők azonos felépítésűek, és mindegyiknek a teljes +12 dBm kimeneti teljesítménytartományban mind a λ_Η mind a λ₂ hullámhosszúságra körülbelül 30 dB-es az erősítése.

A 27 adó jelét, amelynek λ₍ hullámhosszúsága 1536 nm, közvetlenül moduláltuk 2,5 Gbit/s jellel, amelyet egy DFB-lézerrel hoztunk létre, amely egy SLX-1/16 Model SDH terminálban található, és amelyet a PHILIPS NEDERLAND BV, 2500BV ‘Gravenhage’ (NL) hollandiai cég gyárt.

A 28 adó jele, amelynek λ₂ hullámhosszúsága 1556 nm volt, folyamatos jel volt (CW), amelyet egy MG0948L3 típusú DFB-lézer hozott létre, amelynek 0 dBm a teljesítménye, amelyet az ANRITSU Corporation, 5-10-27 Minato-ku, Tokyo (JP) gyárt például Japánban. A 34 optikai demultiplexer egy olyan interferenciaszűrő, amelynek típusa TB4500, és amelyet a FITEL Inc. cég gyárt.

1. számú kísérlet

Az első kísérleti 32 vonali erősítőnél 1, illetve 6 aktív szálként az A szálat (Al/Ge/La/Er) alkalmaztuk az

1. ábra szerint, azaz nem használtuk a 10 fésűs szűrőt.

2. számú kísérlet

A második kísérleti 32 vonali erősítőt a 2. ábra szerint alakítottuk ki, 1, illetve 6 aktív szálként az A szálat (Al/Ge/La/Er) alkalmaztuk, és használtunk egy 10 fésűs szűrőt is.

A 8. ábrán látható 33 vevőn keresztül mértük a bithibaarányt (BÉR), különböző átlag-vételiteljesítményeknél, λ! = 1536 nm-es hullámhosszon.

A mérési eredmény a 9. ábrán látható, ahol a 35 görbe az 1. kísérleti elrendezésre vonatkozik, a 36 görbe pedig a 2. kísérleti elrendezésre.

Ahogyan a 9. ábrán látható, annak ellenére, hogy az A szállal (Al/Ge/La/Er) kialakított egyetlen 32 vonali erősítő erősítési görbéje a 10 fésűs szűrővel kialakítva lényegében megegyezik azzal, amikor a 10 fésűs szűrőt nem használjuk, ha a 32, 32’ vonali erősítők kaszkád elrendezésbe vannak kapcsolva, 1536 nm-en jelentősen nagyobb bithibaarányt mértünk akkor, ha a vételi teljesítmény azonos volt.

3. Kísérleti elrendezés

A második kísérleti elrendezést alkalmaztuk, amely a 10. ábrán látható. Ebben az esetben négy λ_Η λ₂, λ₃ és λ₄ hullámhosszúságú, 37, 38, 39 és 40 adó jeleit egy 43 előkiegyenlítőn keresztül 42 multiplexerre vezettük. A λ, 1536 nm, aX₂ 1556 nm, aÁ₃ 1500 és aÁ₄ 1544 nm volt. A 42 multiplexerről a jeleket a 41 szálon a 44 teljesítményerősítőbe elvezettük.

A jelszintet a vonalbemenetnél a 43 előkiegyenlítőn állítottuk be. A 44 teljesítményerősítő után a jelet négy, sorosan kapcsolt 45, 45’, 45”, 45’” vonali erősítővel erősítettük fel úgy, hogy minden kimenet és a következő bemenet közé egy-egy 46 csillapítótagot is elhelyeztünk.

A 45’” vonali erősítő kimenetére csatlakoztatott 46 csillapítótag egy 47 előerősítő bemenetére volt elvezetve, amelynek kimenete 48 demultiplexeren keresztül jutott a 49 vevőre.

A jeleket DFB-lézerrel hoztuk létre 1536 nm-en, közvetlenül moduláltuk 2,5 Gbit/s-mal, amely a 49 vevőberendezésnek egy részét képezte. Az 1556 nm-es hullámhosszúsághoz egy folyamatos emissziójú DFBlézert alkalmaztunk, amelyet az ANRITSU cég gyártott. Az 1550 nm hullámhosszúságú DFB-lézer szintén folyamatos emissziós típusú, és szintén az ANRITSU cég gyártmánya. Egy további ECL-lézert alkalmaztunk, amely változtatható hullámhosszúságú, és ezt használtuk a λ₄=1544 nm-es hullámhosszúság kibocsátására, ez utóbbi szintén folyamatos emissziós típusú, ilyen például a HP81678A, amelyet a HEWLETT PACKARD Company, Rockwell, MD (US) gyárt.

A 10. ábrára visszatérve, a 43 előkiegyenlítő négy változtatható 43 a csillapítótagból van kiképezve, amelyeket a JDS cég gyárt, és amelyeknél az egyes csillapításértékeket a megfelelő csatornák optikai teljesítményétől függően állítottuk be.

A 43 előkiegyenlítő kimenetére csatlakoztatott 42 multiplexer egy lx4-es köteg, amelyet az E-TEK DYNAMICS cég gyárt.

A 44 teljesítményerősítő TPA/E-13 típusú kereskedelmi forgalomban kapható termék, erre már a korábbiakban utaltunk.

A 45, 45’, 45” és 45’” vonali erősítők egymással azonosak, mindegyiknek az erősítése körülbelül 30 dB, + 12 dBm összkimeneti teljesítmény esetén.

HU 216 228 Β

A 45 vonali erősítőket az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak szerint képeztük ki 1, illetve 6 aktív szálként, és A szálat (Al/Ge/La/Er) alkalmaztunk.

A 44 teljesítményerősítő, illetőleg a 45, 45’, 45” és 45” ’ vonali erősítők kimeneteire csatlakoztatott 46 csillapítótagok szintén azonos felépítésűek, mindegyiknek a csillapítása körülbelül 30 dB, amely körülbelül 100 km optikai szálnak felel meg.

Az optikai csillapítótagok VA5 típusúak, amelyet szintén a JDS FITEL cég gyárt.

A 47 előerősítő kereskedelemben kapható optikai erősítő, amelynek a paraméterei a következők: erősítés 22 dB zajtényező <4,5 dB kimeneti teljesítmény -26 — 11 dB működési hullámhossztartomány 1530-1560 nm.

Az RPA/E-F típusú készülék kereskedelemben kapható, a bejelentő cég gyártja. A 46 vonali erősítőnél C szálat alkalmaztunk 1, illetve 6 aktív szálként, amely Al/Ge/Er szennyezésű.

A 47 előerősítő szerepe, hogy amikor a berendezés egy jelet vesz, úgy igen alacsony legyen az erősítése, például -50 dBm, majd ez legyen felerősítve, mielőtt a 49 vevőre továbbításra kerül, és az erősítésváltozás olyan legyen, hogy mindig a 49 vevő telj esitményszintjéhez illeszkedjen.

A 48 optikai demultiplexer hullámhosszhangolású Fabry-Perot-szűrő, amelynek sávszélessége 0,8 nm a -3 dB-es pontoknál, és amely lényegében a 47 előerősítőhöz csatlakoztatva annak egy részét képezi.

Elvégeztünk egy olyan kísérletet, amikor a FabryPerot-szűrőt λ = 1536 nm-re hangoltuk, ezt mint kritikus hullámhosszúságot azonosítottuk, és a hangolás egy olyan pilot hangjellel történt, amelyet a 37 adó hozott létre.

A 49 vevő egy SDH végkészülék volt, SLXX-1/16 típusú, amely kereskedelmi forgalomban kapható termék, és a PHILIPS NEDERLANDS BV, 2500BV gyártja Hollandiában.

A 11-15. ábrákon a45,45’, 45”, 45’” vonali erősítők, illetőleg a 47 előerősítő bemenetéin lévő jeleket láthatjuk.

A 43 előkiegyenlítő a különböző csatornák között maximum 7 dB kezdeti kiegyenlítést végez, ahogyan ez all. ábrán látható. Ennek az előkiegyenlítésnek az a célja, hogy a kaszkáderősítő-elrendezésnél az alacsony hullámhosszúságoknál a telítési határt kompenzáljuk.

Az előkiegyenlítés oly módon ment végbe, hogy az optikai jel/zaj viszonyt (S/N) a 47 előerősítő kimeneténél egyenlítettük ki.

Az egymás után elhelyezkedő 45, 45’, 45” vonali erősítőknél látható, hogy az erősítésgörbe az alacsonyabb hullámhosszúságú tartományokban csökken, a már előbb ismertetett telítési jelenség következtében, míg az egyes csatornáknál az optikai jel/zaj viszony egészen a 47 előerősítő kimenetéig viszonylag magas maradt (S/N>15 dB, Δλ=0,5 nm esetében).

Egy következő kísérletet úgy végeztünk el, hogy erősítőként a 2. ábrán bemutatott kiviteli alakot alkalmaztuk, ahol 1, illetve 6 aktív szálként a C szálat alkalmaztuk, és használtuk a 10 fésűs szűrőt is. Ennél a kísérletnél megfigyelhető volt, hogy az 1536 nm és az 1544 nm hullámhosszúságnál a jel teljesítménye erőteljesen csökkent, továbbá komoly kiegyenlítetlenséget figyeltünk meg a különböző csatornák jel/zaj viszonyainál is, ahogyan ez a 16. ábrán látható. A 16. ábrán a különböző csatornák teljesítményei láthatók, a 47 előerősítő bemeneténél igen erőteljes kiugrás figyelhető meg az 1540 nm hullámhosszúságú csatornánál.

Ebben az esetben az előkiegyenlítés a különböző csatornák közötti aszimmetriát gátolja, ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy azok között a csatornák között, amelyek elsősorban az 1535 és 1540 nm közé esnek, egyiket a másikhoz képest lényegesen hátrányosabb helyzetbe hozná. Az ilyen módon elvégzett kiegyenlítésnél azonban nem érhető el olyan elfogadható jel/zaj viszony az összes jelre a szóban forgó hullámhossztartományban, amely fenn is tartható. Ha az előkiegyenlítést elvégeznénk a csatornákra, akkor a legkedvezőbb csatorna esetére, amely az 1550 és 1556 nm-re vonatkozik, nagyon nagy kezdeti csillapítást végezne a rendszer, amely igen alacsony jel/zaj viszonyt hozna létre (8-10 dB nagyságrendűt). Ily módon azonban a jelek vétele gyakorlatilag lehetetlen lenne.

Azok a kedvezőbb eredmények, amelyeket így elértünk azzal az esettel, amikor 10 fésűs szűrőt és Al/Ge/Er szennyezésű 1, illetve 6 aktív szálat alkalmaztunk, annak köszönhető, hogy az A szál emissziós görbéje gyakorlatilag helyi minimumoktól és depresszióktól mentes, illetőleg ezeknek az értéke nem jelentős, különösen így van ez az emissziós csúcsértékhez közeli tartományokban, azaz az 1535-1540 nm tartományban.

Gyakorlatilag azt tapasztaltuk, hogy ha különböző hullámhosszúságú jeleket táplálunk egyidejűleg az 1, illetve 6 aktív szálba, úgy az emissziós görbének a depressziói, illetőleg a helyi minimumai azokon a hullámhosszúságokon, ahol a depresszió van, a jelet kisebb mértékben erősítik, mint a szomszédos tartományokban lévő jeleket.

A fentiek alapján nyilvánvaló az, hogy a nagyobb erősítési tényező ezekben a szomszédos hullámhossztartományokban geijesztőenergiát von ki a jelből, ily módon a jel viszonylag alacsony kimeneti szintnél megy telítésbe, azaz erősítés után a szintje már nem a bemeneti jel értékétől fiigg, csupán a szálban lévő gerjesztőteljesítménytől, és ily módon a különböző jelek közötti szintkülönbség fokozatosan nő.

Kaszkádkapcsolású 32-32’”, illetve 45-45”’ vonali erősítők esetében a hullámhosszosztásos adatátvitelnél ez a jelenség fokozatról fokozatra nő, éppen az érzékelt válaszjelkülönbségek miatt, és ezt egy előkiegyenlités vagy hasonló során nem lehet igazából kompenzálni.

A tapasztalatok azt mutatták, hogy ez a jelenség az emissziós görbe depressziós pontjainál lévő jeleknél tapasztalható, és a depressziós hullámhosszúságok közelében lévő hullámhossztartományokra vonatkozó erősítésverseny következménye, ez a jelenség azonban nem jelentkezik, vagy legalábbis csak kis mértékben azokra a jelekre, amelyek a felhasználható jeltartomány határ10

HU 216 228 Β értékein belül helyezkednek el, jóllehet ezekre a hullámhosszúságokra az emissziós érték adott esetben abszolút értékben egyenlő vagy alacsonyabb, mint a depresszió mértéke.

Meglepetésünkre az a kiviteli alak, amikor az Al/Ge/Er szennyezésű 1, illetve 6 aktív szálakba még lantánszennyezést is bevittünk, hozzájárult ahhoz, hogy a helyi emissziós minimumokat csökkentsük, jóllehet ez az Al/La/Er, illetőleg Al/Ge/Er szálak adatai alapján nem volt várható.

Mind az Al/La/Er, mind pedig az Al/Ge/Er szennyezésű 1, illetve 6 aktív szálaknak lényeges emissziós minimuma van az 1535-1540 nm tartományban, ily módon tehát a fenti jelenségek értelmében és ezen aktív szálak ismeretében az Al/Ge/La/Er szálaktól különösen előnyös viselkedést nem vártunk el, különösképpen nem az erősített hullámhosszosztásos adatátvitelnél.

Nem várt módon egy további felismerést is tettünk. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy a nagy emissziós értékű tartományokban lévő csúcsérték, valamint az ezen csúcsérték közelében lévő szomszédos tartományok depressziója vagy legalábbis csökkenő értéke felelős azért, hogy a depressziós tartományban lévő jelekre a jel/zaj viszony nem volt megfelelő, és hogy egy olyan 1, illetve 6 aktív szál, amely ezen depressziót némileg korlátozni vagy csökkenteni tudja, ezt a problémát hullámhosszosztásos adatátvitelnél egy vagy több 32, illetve 45 vonali erősítő alkalmazásával megoldja.

A találmány szerinti megoldásnál tehát úgy jártunk el, hogy olyan 1, illetve 6 aktív szálat alkalmaztunk, amelynek olyan szennyező anyagai vannak, amelyek olyan emissziós görbét mutatnak, amelynek az adott hullámhossztartományban viszonylag nagy az értéke, ugyanakkor azonban az adott hullámhossztartományban helyi depresszióktól mentesek, illetőleg azokban a hullámhossztartományokban sincs helyi depresszió, amelyek ezen tartomány közelében vannak. Ez ugyanis igen nagy erősítéskülönbséget hozna létre az adott sávban lévő különböző hullámhosszúságú rendszereknél akkor, hogyha a különböző hullámhosszúságú jeleket multiplexelve továbbítjuk a szálban. A tapasztalatok azt mutatták tehát, hogy az ilyen optikai erősítők jól alkalmazhatók telekommunikációs vonalak esetében akkor, ha legalább két erősítő van egymással sorosan kapcsolva, a jelek pedig hullámhosszosztásos multiplexeit módon vannak továbbítva.

A találmány egy további előnye a tapasztalatok alapján, hogy a fenti átviteli rendszerekben a jel/zaj viszony megfelelő szabályozása nemcsak szűrők alkalmazásával vagy pedig az átviteli sáv megfelelő csökkentésével, tehát a nem kedvező hullámhossztartományok kizárásával végezhető, hanem az erősítőkben alkalmazott 1, illetve 6 aktív szál magjában a megfelelő szennyező anyag kiválasztásával és adagolásával is, úgy, hogy az emissziós görbe az adott sávban elég széles legyen. Ez azt jelenti, hogy legalább az 1525-1560 nm, vagy legalább az 1530-1560 nm tartományra alkalmas kell legyen. Ekkor az emissziós görbe egy vagy több tartományában nem következik be nemkívánatos jelerősítés, jóllehet, az emissziós csúcsérték az adott tartományban van.

A fentiek magyarázata az, hogy a depressziós tartományok közelében lévő nagyobb emisszió, vagy adott esetben egy emissziós csúcsérték jelenléte, valamint az ezekben a szomszédos tartományokban lévő jeleknek a jelenléte is azt eredményezi, hogy a depressziós tartományhoz közeli tartományban a jeleknek az erősítése kicsit háttérbe szorul.

Az olyan emissziós görbéknél vagy spektrumnál, amelyeknek a csúcsértéke a szóban forgó, és az általunk felhasználandó, előnyösen 1525 és 1560 nm közötti tartományban viszonylag nagy, a gerjesztett 1, illetve 6 aktív szál olyan emissziós görbével kell rendelkezzen, amelynek emissziós értékei az adott sávon kívül is megfelelően nagyok, ily módon biztosítható, hogy az adott hullámhosszsávban a jel erősítése megvalósuljon. Az ilyen tartományt általában két olyan végérték között definiáljuk, ahol a végértékek azok az értékek, ahol az emisszió 3 dB-lel alacsonyabb, mint az adott tartományban. Előnyös azonban, ha ebben a tartományban az emisszió körülbelül konstans. Ez az a tartomány, ami lényegében megfelel annak, ahol jó erősítés valósítható meg.

Az emissziós csúcsérték alatt azt értjük, hogy az emisszió egy adott hullámhosszúság-tartományban vagy hullámhosszon lényegesen nagyobb, mint az ezen tartományon kívüli tartományokban, ami azt is jelenti, hogy különböző módon viselkedik azokra a jelekre, amelyeknek hullámhosszúsága a tartományon belül, illetőleg ezen tartományon kívül esnek.

Jelentős helyi depresszió alatt az emissziós görbének azt a részét értjük, amely az adott és felhasznált hullámhosszsávon belül egy második emissziós minimummal is rendelkezik, amely alacsonyabb, mint az előbb említett hullámhosszsáv bármelyik határértékénél az emissziós érték, vagy pedig az emissziós érték maximumánál egy előre megadott értékkel kisebb a szomszédos hullámhossztartományokban. Az erbiumnak a fő emissziós csúcsértéke mindkét határértéknél alacsonyabb, mint a depressziós minimumuk, és mint amilyen a szekunder emissziós csúcs a nagyobb hullámhosszúságok esetében.

A találmány szerinti megoldásnál az előre megadott depressziós értékek közül azok, amelyek magasabbak 0,5 dB-nél, különösen pedig amelyek 1 dB-nél magasabbak, már észrevehető hatással rendelkeznek.

Azt tapasztaltuk, hogy ha a 32, 32’, illetve 45, 45’ vonali erősítőket kaszkáderősítőként kapcsoljuk össze, úgy a 10 fésűs szűrő alkalmazása, amely a fő emissziós csúcsérték intenzitását képes csökkenteni azáltal, hogy az egyes 32, 32’, illetve 45, 45’ vonali erősítőknek egy lényegében sík erősítési görbét biztosít, nem teszi lehetővé, hogy a fent említett jelenséget kiküszöböljük.

A 10 fésűs szűrő alkalmazása több kaszkáderősítő esetén az alacsonyabb hullámhosszúságú tartományokban, ahol a középpontja is van, illetőleg középfrekvenciája van, csillapítóelemként működik, és hatására az emissziós görbe depressziós tartománya kissé kiszélesedik. Ez a csillapítóhatás az előbb említett telítési jelenséghez hozzáadódik, és további hátrányt jelent azok11

HU 216 228 Β ra a jelekre, amelyeknek hullámhossza ebbe a depressziós tartományba vagy a helyi minimumra esnek.

Egyéb más, hasonló szűrők alkalmazása, amelyeknek segítségével az emissziós csúcsértéknél az emissziót csillapítani lehet, vagy valamilyen más módon csökkenteni, ahogyan ez például az EP 426222 számú leírásban ismertetve van, nem jelentenek lényeges különbséget ezen jelenségek kiküszöbölésében.

A találmány szerinti megoldásnál alkalmazott 1, illetve 6 aktív szál magjában a lantántartalom előnyösen nagyobb, mint 0,1 mol%, a germániumtartalom előnyösen nagyobb, mint 5 mol%, és a germánium-lantán aránya pedig előnyösen körülbelül 50-re választandó meg, de mindenképpen 10 és 100 között kell legyen.

Azáltal, hogy az 1, illetve 6 aktív szál magjában lantán van, lehetővé válik, hogy nagyobb mennyiségű germániumot és alumínium-oxidot vigyünk be szennyező anyagként, ily módon nagyobb numerikus apertúrát, általában nagyobb, mint 0,18, előnyösen pedig legalább 0,2 értéket tudunk elérni, amely igen jelentős előnynek számít abból a szempontból, hogy az erősítés hatásfoka jobb, továbbá a válaszjel az adott sávban nagyobb mértékben konstans értéken tartható.

A lantán jelenléte ezen túlmenően lehetővé teszi, hogy úgy növeljük az 1, illetve 6 aktív szálban az erbium-tartalmat, hogy ez ne kapcsolódjon összetömörüléssel. Az erbiumtartalom előnyösen 20-5000 ppm tartományban választandó meg, még előnyösebb, ha az erbiumtartalom 100-1000 ppm között van.

A találmány szerinti optikai erősítőt 32, illetve 45 vonali erősítőként mutattuk be, a találmány szerint kialakított 1, illetve 6 aktív szálak azonban előerősítőben is alkalmazhatók, és különösen alkalmas igen alacsony intenzitású, például -50 dBm erősségű jeleknek a vételére, és azoknak a felerősítésére, mielőtt a 33, illetve 49 vevő felé továbbításra kerülnének.

Előnyös, hogyha az optikai erősítő olyan kétfokozatú erősítőként van kiképezve, és adott esetben ezen erősítők közül egy van a találmány szerinti 1, illetve 6 aktív szállal kialakítva.

Szakember számára a fenti megfontolások egyértelműen lehetővé teszik, hogy a működési paramétereket meghatározza, a működési paraméterek figyelembevételével pedig a szennyezőanyag-tartalmat úgy állapítsa meg, hogy a kívánt eredmények jelentkezzenek a kimeneti jelben.

A találmány szerinti leírás alapján szakember egy olyan 1, illetve 6 aktív szál kialakítását, amely tartalmaz egy fő szennyező anyagot, amely előnyösen erbium, mivel ez a telekommunikációs rendszereknél jól használható, és amely a szóban forgó és számunkra érdekes tartományban fluoreszkáló, valamint egy szekunder, az előzővel együttműködő szennyező anyagot tartalmaz, minden további nélkül létre tud hozni, meg tudja állapítani, hogy milyen mennyiségű, illetőleg milyen arányban kell a szennyező anyagokat az 1, illetve 6 aktív szálba úgy bevinni, hogy az emissziós görbéjének a megfelelő változásait létrehozzuk, továbbá biztosítani lehessen megfelelő paraméterekkel rendelkező optikai erősítő kialakítását, és olyan paramétereket tud biztosítani egy rendszer számára, ahol a szóban forgó működési tartományban a jel/zaj viszony jó.

A találmány szerinti megoldás kialakításakor a kutatás elsődlegesen az erbiummal, mint fő szennyező és fluoreszkáló anyaggal történt, a germánium, alumínium és lantán a szálban oxid formájában van jelen, mint szekunder szennyező anyag, mivel a kísérletek azt mutatták, hogy a kitűzött cél megoldásához ez a legkedvezőbb.

A találmány szerinti leírás alapján szakember a saját problémáit is meg tudja oldani, amelyek adott esetben ugyanazok, mint amilyeneket a találmány megold, de lehet attól eltérő is, azonban a leírásban szereplő ismertetés a különböző szennyező anyagokra, illetőleg azoknak az adagolására egyértelmű útmutatást ad.

Szakember számára még annyit tudunk tanácsolni, hogy az egyes szennyező anyagokat, vagy az egyes szennyező anyagok kombinációját a találmány értelmében célszerű használni, ha ugyanis másképpen alkalmazzák, úgy nem érhető el kielégítő eredmény, különösen ami a jel/zaj viszony értékét illeti.

Claims (45)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás optikai jel/zaj viszony szabályozására előre megadott hullámhosszúságsávban optikai telekommunikációs rendszereknél, amely telekommunikációs rendszer

   - optikai adót (28,37),

   - optikai vevőt (33,49),

   - valamint az optikai adót (28, 37) és vevőt (33,49), összekapcsoló optikai telekommunikációs átviteli vonalat tartalmaz, továbbá

   - az átviteli vonal mentén legalább egy aktív szálas (1, 6) optikai vonali erősítő (32, 45) van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy az aktív szálat (1, 6) olyan emissziós görbével alakítjuk ki, amelynek van egy nagy emissziójú tartománya, amely beleesik az előre megadott hullámhosszsávba, és a hullámhosszsávon belül a szomszédos tartományokhoz képest egy emissziós depressziója is van, és az eljárás során ezt az emissziós görbén lévő depressziót azáltal küszöböljük ki vagy csökkentjük, hogy az aktív szálba (1, 6) kiválasztott adalékanyagokat előre kiválasztott mennyiségben visszük be.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előre megadott átviteli hullámhosszsáv 1530 és 1560 nm között van.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hullámhosszsáv 1525 és 1560 nm között van.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrőszélességnél mérve nagyobb, mint 15 dB.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább két, sorosan kapcsolt aktív szálas (1,6) vonali erősítőt (32, 32’) alkalmazunk.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aktív szálba (1,6) kétféle szennyező anyagot

   HU 216 228 Β viszünk be, legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyagot és legalább egy, a fő szennyező anyaggal az aktív szál üvegmátrixában együttműködő, szekunder szennyező anyagot, és ily módon csökkentjük a depresszió értékét 1 dB-nél kisebbre az adott sávban lévő szomszédos tartományokban.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fő szennyező anyagként oxid formájában erbiumot, és legalább két további szekunder szennyező anyagot viszünk be.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szekunder szennyező anyagként oxid formájában germániumot, alumíniumot és lantánt viszünk be.
9. 9. Optikai telekommunikációs eljárás, amely az alábbi lépésekből áll:

   - legalább egy, előre megadott átviteli hullámhosszsávba tartozó hullámhosszúságú optikai jelet hozunk létre,

   - az így létrehozott jelet egy optikai telekommunikációs átviteli vonalon keresztül továbbítjuk,

   - az optikai jelet legalább egy aktív szálat (1,6) tartalmazó vonali erősítővel (32, 45) legalább egyszer felerősítjük, és

   - a jelet egy vevőn (33,49) keresztül vesszük, azzal jellemezve, hogy a vonali erősítők (32, 45) legalább egyikét olyan aktív szállal (1, 6) képezzük ki, amelyet fluoreszkáló fő szennyező anyaggal és legalább egy, a fő szennyező anyaggal az aktív szál (1,6) üvegmátrixában együttműködő szekunder szennyező anyaggal szennyezünk, és az aktív szálas (1,6) vonali erősítőben (32, 45) az előre megadott hullámhosszúságú optikai jel erősítési tényezőjét úgy állítjuk be -20 dBm vagy ennél kisebb bemeneti teljesítménynél, hogy az erősítés 1,6 dB-nél kisebb értékkel térjen el az adott hullámhosszsávba eső erősítéstől, szűrő nélküli elrendezésben.
10. 10. Optikai telekommunikációs eljárás, amely az alábbi lépésekből áll:

    - legalább egy, előre megadott hullámhosszsávba tartozó optikai jelet hozunk létre,

    - az optikai telekommunikációs átviteli vonalon keresztül továbbítjuk,

    - az optikai jelet legalább egy aktív szálat (1,6) tartalmazó vonali erősítővel (32, 45) legalább egyszer felerősítjük, és

    - a jelet egy vevőn (33) keresztül vesszük, azzal jellemezve, hogy legalább egy aktív szálas (1,6) vonali erősítő (32, 45) aktív szálját (1,6) szilícium-dioxid alapú maggal képezzük ki, és az aktív szálat (1,6) egymással együttműködő egy fő fluoreszkáló szennyező anyaggal, és legalább egy szekunder szennyező anyaggal szennyezzük úgy, hogy a vétel során az optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrésszélességgel mérve az adott sávba tartozó hullámhosszúságú jelekre 15 dBnél nem kisebb.
11. 11. A 10. igénypont szerinti telekommunikációs eljárás, azzal jellemezve, hogy a vevőnél (33) mért optikai jel/zaj viszony 0,5 nm-es szűrőszélességgel mérve nagyobb, mint 15 dB, az adott sávban egyszerre betáplált legalább két különböző hullámhosszúságú jelnél.
12. 12. A 9. vagy 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az optikai jelet legalább kétszer erősítjük az átviteli vonal mentén sorosan csatlakoztatott aktív szálas (1, 6) vonali erősítőkkel (32, 32’, 45, 45’).
13. 13. A 9. vagy 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hullámhosszsávszélessége 1530 és 1560 nm közé esik.
14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sáv szélességét 1525 és 1560 nm közé választjuk.
15. 15. A 9. vagy 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aktív szálas (1, 6) vonali erősítő (32, 45) aktív szálját (1, 6) fluoreszkáló fő szennyező anyagként erbiummal, és legalább két, a fő szennyező anyaggal együttműködő szekunder szennyező anyaggal szennyezzük.
16. 16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szekunder szennyező anyagként alumíniumot, lantánt, germániumot alkalmazunk, oxidok formájában.
17. 17. Telekommunikációs rendszer, amely:

    - előre megadott hullámhosszsávba eső optikai jeleket létrehozó adót (27,28, 37-40),

    - vevőt (33, 49),

    - az adót (27, 28, 37-40) és a vevőt (33,49) összekapcsoló optikai telekommunikációs átviteli vonalat, és

    - legalább két, aktív szálas (1,6) optikai vonali erősítőt (32, 32’, 45, 45’) tartalmaz, amelyek az átviteli vonal mentén sorosan vannak egymáshoz csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy legalább egy olyan vonali erősítőt (32,45) tartalmaz, amely szilícium-oxid alapú aktív szállal (6, 13) van kiképezve, amelynek a magja legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyaggal és legalább egy szekunder szennyező anyaggal van úgy szennyezve, hogy a kettő kölcsönhatásaként a vevőhöz (33, 49) továbbított jel jel/zaj viszonnyal, amely jel/zaj viszonya 0,5 nm szűrőszélességgel mérve 15 dB-nél nagyobb az adott sávban lévő hullámhosszúságú jelekre.
18. 18. A 17. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy a vevőnél (33,49) mért optikai jel/zaj viszony 0,5 nm szélességű szűrővel mérve legalább két különböző, de az adott hullámhosszsávba eső, együttesen betáplált jel esetén mindegyik jelre nagyobb, mint 15 dB.
19. 19. A 17. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy az aktív szálban (1,6) a fő fluoreszkáló szennyező anyag erbium, oxid formájában.
20. 20. A 17. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy az aktív szálban (1,6) a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, oxidok formájában.
21. 21. A 17. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy az előre megadott átviteli hullámhosszsáv 1530 és 1560 nm közé esik.
22. 22. A 17. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy legalább három vonali erősítő (32’, 32”, 32’”, 45’, 45”, 45’”) van az átviteli vonal mentén sorosan kapcsolva.

    HU 216 228 Β
23. 23. A 22. igénypont szerinti telekommunikációs rendszer, azzal jellemezve, hogy legalább a vonali erősítő (32) olyan aktív szállal (6, 13) van kiképezve alumíniummal, germániummal, lantánnal és erbiummal van megfelelő oxidok formájában szennyezve.
24. 24. Aktív szálas optikai erősítő, amely

    - legalább egy szilícium-oxid alapú aktív szálat (1,6) tartalmaz,

    - tartalmaz továbbá az adott aktív szálhoz (1,6) csatlakoztatott gerjesztő jelforrást,

    - az optikai gerjesztőjelet és egy vagy több, előre megadott hullámhosszsávba eső átviteli jelet az aktív szálba (1,6) csatoló elemet, azzal jellemezve, hogy az aktív szál (1,6) magja egymással együttműködő, legalább egy fő fluoreszkáló szennyező anyagot és legalább egy szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az adott hullámhosszsávba eső, két különböző hullámhosszúságú jel átvitele során a jelek közötti maximális erősítéskülönbség -20 dBmnél kisebb vagy egyenlő teljesítmény esetén 2,5 dB-nél kisebb, szűrőelem nélküli aktív szál (1,6) esetében.
25. 25. A 24. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az aktív szálban (1, 6) a fő fluoreszkáló szennyező anyag erbium, oxid formájában.
26. 26. A 25. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az aktív szálban (1, 6) a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, megfelelő oxidok formájában.
27. 27. A 24. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az előre kiválasztott depressziómentes sávban az emissziós görbe 1 dB értékkel nagyobb, mint legalább az egyik szomszédos tartományban lévő emissziós érték.
28. 28. A 27. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az emissziós görbe depressziója kisebb vagy egyenlő, mint 0,5 dB, legalább az egyik szomszédos sáv emissziós értékeihez viszonyítva.
29. 29. A 24. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az előre kiválasztott átviteli sáv 1530 és 1560 nm, előnyösen pedig 1525 és 1560 nm között van.
30. 30. A 24. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az aktív szál (1,6) numerikus apertúrája 0,15-nál nagyobb.
31. 31. A 24. igénypont szerinti aktív szálas optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy legalább két szilícium-oxid alapú aktív szálat (1,6) tartalmaz, amelyek megfelelő gerjesztőenergia-forrással vannak összekapcsolva, és legalább az egyik aktív szál (1,6) legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyaggal, és legalább egy, a fő szennyező anyaggal együttműködő szekunder szennyező anyaggal van ellátva, és az adott hullámhosszsávba eső két különböző hullámhosszúságú jel erősítése közötti maximális erősítéskülönbség -20 dBm-nél kisebb vagy azzal egyenlő bemeneti teljesítmény esetén

    2,5 dB-nél kisebb, szűrőelem nélküli aktív szál (1,6) esetében.
32. 32. Optikai aktív szál, elsődlegesen optikai telekommunikációs rendszerekben alkalmazott optikai erősítőkhöz, azzal jellemezve, hogy a numerikus apertúrája nagyobb, mint 0,15, és olyan szennyezett maggal van ellátva, amely egymással együttműködő, legalább egy fluoreszkáló fő szennyező anyagot és legalább egy szekunder szennyező anyagot tartalmaz, és az aktív szálban (1,6) előre megadott hullámhosszú sávban az emissziós görbe a fény geijesztőenergiának az aktív szálhoz (1,6) történő továbbítása esetén 1 dB-nél kisebb depresszióval rendelkezik, legalább egy szomszédos tartományban lévő emissziós értékhez képest.
33. 33. A 32. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy az emissziós görbe depressziója legalább egy szomszédos tartományban lévő emissziós értékhez képest 0,5 dB-nél kisebb.
34. 34. A 32. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a fő szennyező anyag erbium, oxid formájában.
35. 35. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a szekunder szennyező anyagok alumínium, germánium, lantán, megfelelő oxidok formájában.
36. 36. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a lantántartalom az aktív szál (1,6) magjában oxidban kifejezve nagyobb, mint 0,1 mol%.
37. 37. A 35. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a lantántartalom az aktív szál (1,6) magjában oxidként kifejezve nagyobb vagy egyenlő, mint 0,2 mol%.
38. 38. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a lantántartalom a magjában oxidként kifejezve nagyobb vagy egyenlő, mint 5 mol%.
39. 39. A 38. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a magjában a lantán- és a germániumoxidok moláris aránya 10 és 100 között van.
40. 40. A 38. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy a magjában a lantán- és a germániumoxidok moláris aránya körülbelül 50.
41. 41. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy az alumíniumtartalom a magjában oxidban kifejezve nagyobb, mint 1 mol%.
42. 42. A 41. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy az alumíniumtartalom a magjában oxidban kifejezve nagyobb, mint 2 mol%.
43. 43. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy az erbiumtartalom a magjában oxidként kifejezve 20-5000 ppm/mol.
44. 44. A 43. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy az erbiumtartalom a magjában oxidként kifejezve 100-1000 ppm/mol.
45. 45. A 34. igénypont szerinti optikai aktív szál, azzal jellemezve, hogy numerikus apertúrája 0,18-nál nagyobb.