HU219696B - Kétirányú optikai erősítők, valamint eljárás kétirányú telekommunikációs jel átvitelre - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya kétirányú optikai erősítő, amely az alábbi elemekettartalmazza: – adott hullámhosszsávba eső erősítésű optikaierősítőegységet (20), amely legalább egy optikai izolátorral (27, 28)van ellátva, – legalább két, egymástól eltérő, de az erősítő erősítésisávjába eső, első és második hullámhosszú (?1, ?2) ellenkező áramlásiirányú optikai jelhez kiképezett két optikai bemeneti és kimenetiportot (106, 107), – két, első szelektív csatolóelemet (121, 123),amelyeknek első hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe az elsőhullámhossz esik, két második szelektív csatolóelemet (122, 124),amelyeknek második hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe a másodikhullámhossz (?2) esik, és az első és a második hullámhossz-áteresztősávok átfedés nélkül vannak kiképezve, – az optikai erősítőegység (20)bemenete és kimenete egy optikai hídkapcsolás két szemben lévőcsomópontja közé van kötve, amely csomópontoknál a második szelektívcsatolóelemek (122, 124) vannak csatlakoztatva, az optikaihídkapcsolás másik két egymással szemben fekvő csomópontjánál az elsőszelektív csatolóelemek (121, 123) vannak csatlakoztatva, amelyek méga bemeneti és kimeneti portokra (106, 107) is csatlakoztatva vannak,és az a lényege, hogy az első szelektív csatolóelemeknek (121, 123)egy első hullámhossz-visszaverő sávja van, amely magában foglalja amásodik hullámhosszt (?2), a második szelektív csatolóelemeknek (122,124) második hullámhossz-visszaverő sávja van, amely magában foglaljaaz első hullámhosszt (?1), és az első szelektív csatolóelemek (121,123) és második szelektív csatolóelemek (122, 124) szimmetrikusanvannak az optikai erősítőegységhez (20) és a bementi és kimenetiportokhoz (106, 107) képest elhelyezve. A találmány tárgya továbbáeljárás kétirányú telekommunikációs jelátvitelre a találmány szerintierősítő segítségével, amely eljárás során mindegyik jelet egyszer egymásodik szelektív csatolóelemen reflektálják az optikai erősítő előttés után úgy, hogy a jelátvitelnél és a visszaverődésnél mindegyikjelre ugyanannyi lépést végzünk. ŕ

Description

A találmány tárgya továbbá eljárás kétirányú telekommunikációs jelátvitelre a találmány szerinti erősítő segítségével, amely eljárás során mindegyik jelet egyszer egy második szelektív csatolóelemen reflektálják az optikai erősítő előtt és után úgy, hogy a jelátvitelnél és a visszaverődésnél mindegyik jelre ugyanannyi lépést végzünk.

A leírás terjedelme 24 oldal (ezen belül 10 lap ábra)

HU 219 696 B

HU 219 696 Β

A találmány tárgya kétirányú optikai erősítő, valamint eljárás kétirányú telekommunikációs jelátvitel megvalósítására, előnyösen különféle optikai szálas telekommunikációs adatátviteli rendszereknél.

Az utóbbi években a telekommunikáció területén az adatátvitel során egyre elterjedtebbé vált az optikai szálak alkalmazása, mivel ezeken keresztül információhordozó optikai jeleket nagy távolságra lehet továbbítani.

Ugyancsak ismert az a tény, hogy az optikai szálon küldött optikai jelek továbbításuk során csillapítást szenvednek. Ez a csillapítás szükségessé teszi, hogy a jelet úgy erősítsük fel, hogy a szükséges, és a rendszerhez tartozó teljes távolságra továbbítani lehessen, és úgy éljen el a vevőállomáshoz, hogy elegendően nagy legyen a teljesítményszintje ahhoz, hogy a továbbított üzenet megfelelő vétele biztosítva legyen.

Az erősítést olyan erősítőkkel lehet megvalósítani, amelyek az átviteli vonal mentén előre megadott távolságokra vannak elhelyezve, és a továbbított optikai jel teljesítményét növelik.

Az optikai erősítők esetében a jelet optikai úton erősítik fel, tehát nincs szükség optoelektromos átalakítóra.

Az optikai erősítők működése azon alapul, hogy fluoreszkáló szennyező anyag van az optikai szálba vive, például erbium, és amennyiben a szennyező anyagok fény hatására megfelelően gerjesztett állapotba kerülnek, úgy abban a hullámhosszsávban, amely a szilícium-dioxidalapú optikai szálak minimális fénycsillapításának felel meg, igen nagy fényemissziót hoznak létre.

Az ilyen erősítők egyirányú adatátvitelt valósítanak meg, ami azt jelenti, hogy az optikai jel előre megadott irányba továbbítható rajta. Ilyen elrendezés van az US 5 204 923, és az US 5 210 808 szabadalmi leírásokban ismertetve, amelyek szintén a mi bejelentéseink, és ahol nagy erősítésű optikai erősítők vannak ismertetve. Tartalmaz mindkét elrendezés egyirányú adatátvitelre alkalmas komponenseket, amelyek úgy vannak elhelyezve, hogy megakadályozzák az erősítőn kívül lévő jeleknek a visszaverődését, illetőleg azt, hogy a jelek visszajussanak az erősítőbe. Ez például úgy van megvalósítva, hogy a Rayleigh-féle diffúz szórást hoznak létre, az erősítőhöz csatlakoztatott optikai vonal mentén.

A fentiek alapján nyilvánvaló az is, hogy kétirányú adatátvitelhez két külön adatátviteli vonal alkalmazása szükséges, amely megfelelő erősítőkkel van ellátva, és amelyek mindegyike egyetlen adott irányra van kiképezve. Ez a megoldás azonban a kapcsolatot rendkívül költségessé teszi.

Történtek kísérletek kétirányú erősítés megvalósítására egyetlen egyirányú erősítő segítségével úgy, hogy az erősítőnek a fluoreszkáló szennyező anyaga által kínált lehetőségeket hasznosították a különböző hullámhosszúságú jelek felerősítésére egymástól független módon. Az ilyen elven működő kétirányú erősítők S. Seikai és munkatársai : „Új optikai áramkör hullámhosszosztásos kétirányú optikai erősítőkhöz” című müvében került publikálásra az Electronics Letter 29. kötetében, az 1993. július, 8. szám 1268-1270. oldalain. Itt egy olyan elrendezés van ismertetve, amely olyan optikai szálas átviteli vonal mentén van elrendezve, amelyen két különböző hullámhosszú jel ellenkező irányban van továbbítva. Maga az elrendezés szelektív csatolóelemekből, és szennyezett optikai szálakat tartalmazó egyirányú erősítőkből áll, amelyek passzív optikaiszál-részek segítségével vannak egymáshoz csatlakoztatva. Mindkét hullámhossz a szennyezett optikai szál erősítési sávjába esik. A két különböző hullámhosszú jel szelektív csatolóelemeken keresztül van a különböző optikai adatátviteli, illetőleg átviteli vonalakhoz csatlakoztatva. Ez a két optikai átviteli vonal csak azokon a részeken fog koincidenciába lépni, ahol a két jel ugyanabban az irányban halad. A berendezés, amelyre a későbbiekben még részletesebben visszatérünk, problémája, hogy a terjedő hullámok legalább egyik középfrekvenciáján a belső reflexiók instabilitást okoznak, amelyet csak olyan szűrők alkalmazásával lehet kiküszöbölni, amelyek egy része még állítható is kell legyen. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy rendkívül bonyolult elrendezésre van szükség, és az elrendezést folyamatosan és állandóan figyelni kell, illetőleg a szűrőket megfelelően be kell állítani.

A Seikai-féle áramkör az 5. ábrán látható. Az áramkör többek között tartalmaz WSC₇ és a WSC, csatolóelemek közötti 106 bemeneti és kimeneti portot, WSC₉ és a WSC₁₀ csatolóelemek közötti 107 bemeneti és kimeneti portot, valamint egy egyirányú erősítést végző, kétfokozatú gerjesztett erbiummal szennyezett optikai szálat tartalmazó EDFA optikai erősítőt. Egy első ISO optikai izolátor van az első és a második fokozat közé csatlakoztatva, és egy második ISO optikai izolátor a második fokozat kimeneténél van. Az elrendezés tartalmaz még négy gyűrűkbe kapcsolt WSC_b WSC₂, WSC₈ és WSC₉ csatolóelemeket, amelyek úgy vannak elrendezve, hogy olyan hídáramkört képezzenek, amelynél az egymással szemben lévő csomópontoknál különböző típusú csatolóelemek vannak. Két, 1533 és 1550 nm hullámhosszúságú jel halad át az EDFA erősítőn ugyanabban az irányban. Ennél az áramkörnél 30 dB-nél nagyobb erősítés esetében az áramkör instabillá válik azon visszacsatolás következtében, amelyet a WSC_g csatolóelemen keresztül bekövetkező szivárgás okoz. Ezen problémát kiküszöbölendő egy további WSC₄ csatolóelemet kellett beépíteni. A csatolóelemek elrendezése aszimmetrikus.

A fenti áramkör két típusú csatolóelemet használ, nevezetesen a WSCj_₆ JDS1535 típusút, míg a WSC₇₁₀ JDS155O típusút. A leírás semmiféle kitanítást nem tartalmaz abban a vonatkozásban, hogy a csatolóelemek szelektív reflexiós típusúak.

Felismertük azonban, hogy ha a szelektív csatolóelemeket alkalmazunk, és azokat szimmetrikusan rendezzük el, kevesebb elemmel, kedvezőbb hatás érhető el, és a szimmetrikus elrendezés mindenféle instabilitástól mentes lesz minden szükséges hullámhosszra és az összes belső optikai hurokra, amely akkor jön létre, ha a bementi és kimeneti portoknál nem elhanyagolható a reflexió, továbbá a csillapítás nagyobb, mint az az erősítés, amit az optikai erősítőegység megvalósít.

A találmány tehát kétirányú optikai erősítő, amely az alábbi elemeket tartalmazza:

HU 219 696 Β

- adott hullámhosszsávba eső erősítésű optikai erősítőegységet, amely legalább egy optikai izolátorral van ellátva,

-legalább két, egymástól eltérő, de az erősítő erősítési sávjába eső, első és második hullámhosszú (λ_ΐ5 λ₂), ellenkező áramlási irányú optikai jelhez kiképezett két optikai bemeneti és kimeneti portot,

- két, első szelektív csatolóelemet, amelyeknek első hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe az első hullámhossz (λ₂) esik, két második szelektív csatolóelemet, amelyeknek második hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe a második hullámhossz (λ₂) esik, és az első és a második hullámhossz-áteresztő sávok átfedés nélkül vannak kiképezve,

- az optikai erősítőegység bemenete és kimenete egy optikai hídkapcsolás két szemben lévő csomópontja közé van kötve, amely csomópontoknál a második szelektív csatolóelemek vannak csatlakoztatva, az optikai hídkapcsolás másik két egymással szemben fekvő csomópontjánál az első szelektív csatolóelemek vannak csatlakoztatva, amelyek még a bemeneti és kimeneti portokra vannak csatlakoztatva.

A találmány lényege, hogy az első szelektív csatolóelemeknek első hullámhossz-visszaverő sávja van, amely magában foglalja a második hullámhosszt (λ₂), a második szelektív csatolóelemeknek második hullámhossz-visszaverő sávja van, amely magában foglalja az első hullámhosszt (X_t), és az első szelektív csatolóelemek és második szelektív csatolóelemek szimmetrikusan vannak az optikai erősítőegységhez és a bementi és kimeneti portokhoz képest elhelyezve.

Előnyös, ha az optikai erősítőegység legalább egy erbiummal szennyezett aktív szálat tartalmaz, és a szennyezett aktív szál alumínium-oxidot és germániumot és alumínium-oxidot, germániumot és lantánt is tartalmaz a szennyező anyagként.

Célszerű, ha a szelektív csatolóelemek legalább 10 pm szélességűek.

A kétirányú optikai erősítőnél legalább az egyik sávszélesség legalább két különböző hullámhosszú jelet tartalmazhat.

A szelektív csatolóelemek jósági tényezője célszerűen 0,5 vagy ennél nagyobb.

A találmány tárgya továbbá olyan kétirányú optikai erősítő is, amely az alábbi elemeket tartalmazza:

- legalább egy optikai izolátorral ellátott optikai erősítőegységet, amelynek adott erősítési hullámhosszsávszélessége van,

- optikai bemeneti és kimeneti portokat legalább két ellenkező áramlási irányú egymástól eltérő, átfedés nélküli, első és második hullámhosszú optikai jelhez,

- legalább két szelektív optikai csatolóelemet, amelynek az első hullámhosszt magában foglaló áteresztősávja, a második hullámhosszt magában foglaló visszaverő sávja van, és az optikai erősítőegység egy optikai hídáramkör két egymással szemben lévő csomópontja közé van csatlakoztatva, míg az optikai hídáramkör másik két egymással szemben lévő csomópontja a bemeneti és kimeneti portokra van csatlakoztatva, és hídáramkör legalább egy olyan visszacsatoló hurkot képez, amely magában foglalja az optikai erősítőegységet, és legfeljebb három szelektív csatolóelemet.

Ezen kétirányú erősítő lényege abban van, hogy a szelektív csatolóelemekkel képezett mindegyik visszacsatoló hurok maradék csillapítása nagyobb, mint az optikai erősítőegység erősítése az erősítési sávba eső hullámhosszokra, és legalább az egyik bemeneti és kimeneti portnál fellépő reflexiós tényező legalább 15 dB, szűrő nélkül.

Célszerű, ha az optikai hídkapcsolás két első sávszélességgel rendelkező szelektív csatolóelemet, két második sávszélességgel rendelkező szelektív csatolóelemet tartalmaz, amelyek az optikai hídkapcsolás csomópontjaihoz vannak csatlakoztatva, és az optikai erősítőegységhez képest szimmetrikusan vannak elrendezve.

A találmány tárgya továbbá kétirányú optikai erősítő, amely első és második ellentétes irányú optikai jel továbbítására kiképezett optikai vonalhoz van csatlakoztatva, az első optikai jelnek első hullámhossza (λ0 a második optikai jelnek az elsőtől eltérő, második hullámhossza (λ₂) van, tartalmaz továbbá az erősítő:

- egyirányú jelátvitelt megvalósító optikai erősítőegységet, amelynek erősítési sávja mindkét hullámhosszt (λ_1; λ₂) magában foglalja,

- bemeneti és kimeneti portokat, amelyen keresztül az optikai vonalhoz van csatlakoztatva,

- első, második, harmadik és negyedik szelektív csatolóelemeket, amelyek mindegyike első, második és harmadik hozzáférési optikai szállal van ellátva.

A megoldás lényege, hogy

- az első szelektív csatolóelem első optikai szálja a második szelektív csatolóelem második optikai száljához van csatlakoztatva,

- a második szelektív csatolóelem második optikai szálja a negyedik szelektív csatolóelem első optikai száljához (101) van csatlakoztatva,

- az első szelektív csatolóelem harmadik optikai szálja az első bemeneti és kimeneti porthoz van csatlakoztatva,

- a második szelektív csatolóelem első optikai szálja a harmadik szelektív csatolóelem második optikai száljához van csatlakoztatva,

- a második szelektív csatolóelem harmadik optikai szálja az egyirányú optikai erősítőegység bemenetére van csatlakoztatva,

- a harmadik szelektív csatolóelem első optikai szálja a negyedik szelektív csatolóelem második optikai száljához van csatlakoztatva,

- a harmadik szelektív csatolóelem harmadik optikai szálja a második bemeneti és kimeneti porthoz van csatlakoztatva, és

- a negyedik szelektív csatolóelem harmadik optikai szálja az egyirányú optikai erősítőegység kimenetére van csatlakoztatva, továbbá az első és a harmadik szelektív csatolóelem első típusú, az első és a harmadik optikai szálja az első hullámhosszra (λ₃), a második és harmadik optikai szálja a második hullámhosszra (λ₂), kis csillapításúra van kiképezve, továbbá

HU 219 696 Β a második és negyedik szelektív csatolóelem második típusú, és az első és a harmadik optikai száljuk között a második hullámhosszra (λ₂), és a második és harmadik optikai száljuk között az első hullámhosszra (λ ₃) alacsony csillapítást megvalósítóan van kiképezve.

A találmány tárgya továbbá eljárás kétirányú telekommunikációs jelátvitelre, amely eljárás során

- első és második hullámhosszú optikai jelet hozunk létre egy első adóállomáson és egy második adóállomáson,

- az első és második hullámhosszú optikai jeleket egy optikai szálas átviteli vonal ellenkező végein vezetjük be;

- és legalább egyszer az optikai szálas átviteli vonal mentén elhelyezett egyetlen optikai erősítőegységgel felerősítjük;

- az első és második hullámhosszú (X_b λ₂) optikai jeleket első és második vevőállomáson vesszük, amelyek az első és második adóállomással szemben helyezkednek el az optikai szálas adatátviteli vonal két végén, az első és az erősítés során egyetlen olyan optikai szálas erősítőegységet használunk, amely aktív szállal, optikai izolátorral és szelektív csatolóelemekkel el van látva,

- mindegyik jelet legalább egyszer a hozzárendelt áteresztőirányban átvezetjük az erősítőegység első szelektív csatolóelemén.

Az eljárás lényege, hogy mindegyik jelet legalább egyszer a hozzárendelt egy második szelektív csatolóelemeken az áramlási irányt tekintve mind az optikai erősítőegység előtt, és után reflexiónak vetjük alá.

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

1. ábrán egy, a találmány szerint kialakított kétirányújelátviteli vonal látható, a

2. ábrán a találmány szerint kialakított illesztőegység egy példakénti kiviteli alakja látható, a

3A. ábrán látható egy reflexiós szelektív csatolóelem, amely a kétirányú erősítőben felhasználásra kerül, míg a

3B. ábrán ennek az átviteli görbéje látható, a 4A. és 4B. ábrákon azon jelek csillapítási görbéi láthatók, amelyeket az első módon kialakított reflexiós szelektív csatolóelem két optikaiszál-párja között továbbítottunk, az

5. ábrán az ismert módon kialakított kétirányú optikai erősítő vázlatos rajza látható, a

6. ábrán az általunk kidolgozott kétirányú optikai erősítő egy kiviteli alakja látható, a

7. ábrán a kétirányú optikai erősítő egy további kiviteli alakja látható, a

8A. és 8B. ábrán a második típusú reflexiós szelektív csatolóelem két optikaiszál-páija között továbbított jelek csillapítási görbéjének spektruma látható, a

9. ábrán a találmány egyik példakénti kiviteli alakja szerint kialakított átviteli vonal látható, a

10. ábrán a 9. ábrán bemutatott kétirányú optikai erősítő két kimenetén lévő egymásra szuperponált jelek görbéje látható, a

11. ábrán a 9. ábrán bemutatott elrendezés adatátviteli vonala erősítői közötti csillapítástól függő BÉR (bithibaarány) látható, a

12. ábrán a találmány egy további példakénti kiviteli alakja szerint megvalósított kétirányú optikai erősítő részletesebb rajza látható, a

13. ábrán egy olyan egymásra szuperponált jelek spektruma látható, amely a kétirányú optikai erősítő két kimenetén jelenik meg akkor, ha nincs optikai bemenőjel, a

14. ábrán a kétirányú optikai erősítő két kimenetén lévő jel spektruma látható akkor, ha optikai bemenőjelek vannak az erősítőre csatlakoztatva, a

15. ábrán egy egyirányú erősítőegység rajza látható, amely a találmány szerinti kétirányú erősítőben használható fel, a

16. ábrán pedig a kétirányú optikai erősítő figyelő- és ellenőrző rendszere látható.

Az 1. ábrán látható tehát egy kétirányú optikai átviteli vonal találmány szerinti kialakítása, amely két A és B végállomást tartalmaz, amelyek mindegyike megfelelő 1A, illetőleg 1B adóállomást és 2A, illetőleg 2B vevőállomást tartalmaz.

Maga az 1A adóállomás egy lézeradót tartalmaz, amelynek például 1533 nm-es első λ, hullámhosszú kimenőjele van, az 1B adóállomás szintén tartalmaz egy lézeradót, amelynek például 1556 nm-es második λ₂ hullámhosszú kimenőjele van.

Az 1A és az 1B adóállomások vagy közvetlenül, vagy pedig valamilyen külső jellel vannak modulálva a vonali követelményeknek megfelelően, különösképpen pedig az átviteli vonal optikai száljai kromatikus diszperziójának, az optikai szálak hosszúságának és a várható adatátviteli sebességnek a figyelembevételével.

Az 1A és 1B adóállomások kimenőjelei megfelelő 3 utóerősítőre vannak csatlakoztatva, amelyeknek a kimenete 4 csatolóelem bemenetére van elvezetve. A 4 csatolóelem célszerűen olyan, amely az 1A és 1B adóállomások lézerei hullámhosszúságának megfelelően van megválasztva.

A 4 csatolóelemek kimenete, amelyen tehát a két Xj és X₂ hullámhosszúságú jelek jelennek meg, ugyanazon szálon multiplexelve vannak továbbítva, és a 4 csatolóelem kimenete rá van csatlakoztatva arra az 5 optikai szálas átviteli vonalra, amely az A és B végállomásokat egymással összekapcsolja.

Az 5 optikai szálas átviteli vonal általában egymódusú, amely vagy úgynevezett lépcsős index típusú (Sí), vagy pedig eltolt diszperziós típusú, és megfelelő optikai kábelbe van vezetve, a hossza pedig adott esetben több száz km is lehet az egyes vonali erősítők között, és ily módon lehet a teljes kívánt átviteli távolságot lefedni.

Az 5 optikai szálas átviteli vonal mentén vannak a találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítők adott távolságokra elrendezve.

HU 219 696 Β

A példakénti kiviteli alaknál egyetlen 6 kétirányú optikai erősítőt ismertetünk, de természetesen számos ilyen 6 kétirányú optikai erősítő elhelyezhető. A 6 kétirányú optikai erősítők száma attól függ, hogy az optikai kapcsolást milyen hosszan kell megvalósítani, valamint milyen a teljesítményigény. Az egyes A és B végállomások között két egymást követő 6 kétirányú optikai erősítő közötti szakasz körülbelül 100 km hosszúságú lehet.

Amennyiben a továbbítandó optikai jeleket egy olyan jelfonás hozza létre, amelynek saját adóparaméterei vannak, tehát adott a hullámhossz, a moduláció típusa és a teljesítmény, és ez eltér attól a paraméterkészlettől, amelyet maga a rendszer meghatároz, mindegyik 1A és 1B adóállomás megfelelő illesztőegységekkel látható el, amelynek a paraméterei úgy vannak megválasztva, hogy a meglévő külső optikai jeleket veszik, megmérik, és az átviteli rendszerhez illeszkedő új paraméterekre állítják át.

Az illesztőegységek olyan optikai jeleket hoznak létre, amelyek λ, és λ₂, hullámhosszúak, és amelyek már illeszkednek a rendszer paramétereihez.

Az US 5 267 073 számú szabadalmi leírásban, amelyet szintén mi nyújtottunk be, részletesen le van írva egy ilyen illesztőegység felépítése és működése, amely lényegében tartalmaz egy adóillesztő egységet, amely a bemeneti optikai jelet megfelelő, az adatátviteli vonalhoz illeszkedő optikai jellé alakítja át, és egy vevőillesztő egységet, amely a továbbított jelet a megfelelő vevőegység paramétereihez illeszkedő jellé alakítja át.

A találmány szerinti rendszer használatához az adóillesztő egység célszerűen külső modulációs típusú lézer.

A találmány szerinti rendszerhez felhasználható adóillesztő egyik példakénti kiviteli alakja a 2. ábrán látható. A 2. ábrán bemutatott adóillesztő egység az egyszerűség kedvéért úgy van ábrázolva, hogy az optikai kapcsolatokat folytonos vonallal, míg a villamos kapcsolatokat szaggatott vonallal jelezzük.

A 2. ábrán látható egy 7 külső jelforrás, amelynek jelét egy 8 fotodetektor, itt fotodióda veszi, és a 8 fotodetektor kimenetén már villamos jel jelenik meg, amely egy 9 elektronikus erősítő bemenetére van elvezetve.

A 9 elektronikus erősítő kimenőjele egy előre kiválasztott hullámhosszú 11 modulációs lézeradóhoz tartozó 10 pilotáramkör bemenetére van elvezetve, amely a bemeneti jel információját is tartalmazó optikai jelet hoz azután létre.

A 10 pilotáramkörhöz adott esetben egy szervizcsatomán 12 engedélyező-áramkör csatlakoztatható.

A 11 modulációs lézeradó folyamatos emissziójú 13 lézert és egy 14 külső modulátort tartalmaz, amely például Mach-Zender-típusú, és amely a 10 pilotáramkör kimenőjelével vezérelhető.

A vevőillesztő egység szintén a fent említett szabadalomban van leírva, és TXT/E-EM márkanév alatt kapható.

Az 1A és 1B adóállomások lehetnek adott és kiválasztott hullámhosszon működő lézerek, például használható DFB 1533 típusú lézer, és használhatók 1556 nm-es lézerek is. A kísérleti példányoknál a DFB

1533 nm-es lézert használtuk, amelyet közvetlenül moduláltunk 2,5 Gbit/s-mal, amely a vevőnél a végkészülékbe volt elhelyezve, amely szintén kereskedelmi forgalomban kapható termék. Az SDH típusból az SLX-1/16-os készüléket alkalmaztuk, amelyet a PHILIPS NEDERLAND BV, 2500 BV forgalmaz, a DFB 1556 nm-es lézer, amely a folyamatos emissziójú lézer, a példakénti kiviteli alaknál az ANRITSU CORP., 510-27 Minato-ku, Tokyo (Japán) cég gyártmánya.

Visszatérve az 1. ábrára, a 3 utóerősítő az 1A, illetőleg az 1B adóállomások által létrehozott jeleknek a szintjét oly mértékben erősíti föl, hogy azok alkalmassá válnak továbbításra az utánuk következő 5 optikai szálas átviteli vonalban a 2A, illetve 2B vevőállomásig vagy a következő erősítőig. A jelek teljesítményszintjét úgy állítja be a rendszer, hogy a kívánt adatátviteli minőséget is biztosítja az A, illetve B végállomáson.

A találmány szerinti megoldásnál 3 utóerősítőként kereskedelemben kapható optikai szálas erősítő is alkalmazható, amelynek a paraméterei az alábbiak:

- bemeneti teljesítmény: - 5 - + 2 dBm

- kimeneti teljesítmény 13 dBm

- működési hullámhossztartomány: 1530-1560 nm

Ilyen típusú készülék TPA/E-12 típusként a bejelentőtől szerezhető be.

A 4 csatolóelemek olyan szelektív optikai elemek, amelyek a két különböző hullámhosszú bemenőjelet egyetlen kimeneti optikai szálban továbbítják úgy, hogy a két egymásra szuperponált, és az egyetlen optikai szálban lévő jelet az optikai kimenetnél a megfelelő hullámhosszok alapján két optikai szálba vezetik, A 4 csatolóelemeknek olyan sávszélessége kell legyen, amely a kétirányú jeleket egymástól úgy választja le, hogy keresztcsatolás ne jöhessen létre.

A találmány szerinti megoldásnál alkalmazható 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemek egy további kiviteli alakja látható a 3A. ábrán, ahol látható négy 101-104 optikai szál, amelyek akár be-, akár kimeneti portként működhetnek, látható továbbá egy 105 szelektív visszaverő elem, amely középen van elrendezve, és amely az adás során mint sávszűrő, reflexió esetén pedig mint egy sávkorlátozó működik. A 105 szelektív visszaverő elem úgy van kialakítva, hogy lehetővé tegye egy előírt hullámhosszsávban a jelek áthaladását, továbbá lehetővé tegye az ezen sávon kívül eső hullámhosszú jelek reflexióját. Ha a 101 optikai szál λρ hullámhosszú bemenőjelet kap, és ez van a 105 szelektív visszaverő elemre vezetve, úgy ez a jel lényeges csillapítás nélkül kerül továbbításra a 103 optikai szál felé. Hasonló módon, ha λρ hullámhosszút kívánunk továbbítani a 104 optikai szál felől a 102 optikai szál felé, vagy szimmetrikusan a 103 optikai szál felől a 101 optikai szál felé, és a 102 optikai szál felől a 104 optikai szál felé, a működés az előzővel megegyezik. Ha a 101 optikai szálra olyan λ_Γ hullámhosszú jelet továbbítunk, amely a sávon kívül esik, akkor ez a jel 104 optikai szál felé verődik vissza, hasonló módon, mint azok a λ,, hullámhosszú jelek, amelyek a 102 optikai szál felől a 103 optikai szál felé, és szimmetrikusan a 104 optikai szál felől a 101 optikai szál felé, a 103 optikai szál felől pedig a 102 optikai szál felé haladnak.

HU 219 696 Β

A 3B. ábrán látható a 105 szelektív visszaverő elem sávszélességéhez tartozó görbe, vagy adott esetben ugyanez lehet a 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelem sávszélessége is, amely egy olyan hullámhosszsávnak felel meg, amely adó üzemmódban a minimális csillapítási hullámhosszhoz közel helyezkedik el, és amelyhez a 105 szelektív visszaverő elemen történő adás során akkora csillapítás tartozik, amely a minimális csillapításnál 0,5 dB-nél nagyobb mértékben nem tér el. A 3B. ábrán a sávszélességnek ez a -0,5 dB sávszélességnek megfelelő érték van feltüntetve.

Hasonló módon a 105 szelektív visszaverő elem, vagy adott esetben, ha kiterjesztjük az értelmezést, akkor a 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelem reflexiós sávja is egy olyan sáv, amelynek hullámhosszai a reflexió során a minimális csillapításnak megfelelő hullámhosszhoz közel esnek, és amelyhez, ha a 105 szelektív visszaverő elem reflexiós üzemmódban működik, egy olyan csillapítás tartozik, amely 0,5 dB-nél kisebb mértékben tér el a minimális csillapításhoz tartozó értéktől.

A 21 és 22 szelektív csatolóelemek úgy vannak megválasztva, hogy a sávszélességüknek legalább egy része, illetőleg a visszavert sávnak legalább egy része a 6 kétirányú optikai erősítő erősítési sávjába esik, és a λ! és λ₂ hullámhosszok ebbe a sávszélességbe és a visszavert sávszélességbe is beleesnek.

Az előbbiekben bemutatott példakénti kiviteli alaknál a 101-104 optikai szálak, valamint a 21 és 22 szelektív csatolóelemek úgy vannak kialakítva, hogy adott esetben elegendő csak három 101-103 optikai szál alkalmazása is, a negyedik, így például a példakénti kiviteli alaknál a 104 optikai szál felhasználatlan marad.

21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemek például a WD1515AY-A3 típusú készülék, amelyet a JDS FITEL INC., Heston Drive, Nepean, Ontario (CA) gyárt, és amelynek az elrendezése lényegében a 3A. ábrán bemutatott elrendezésnek felel meg, azzal az eltéréssel, hogy csak három, 101, 102 és 103 optikai szálat tartalmaz.

A relatív csillapítási görbék spektrumai a 4A. és 4B. ábrákon figyelhetők meg.

A 4A. és 4B. ábrákon látható görbék azt mutatják meg, hogy a csillapítás hogyan változik a hullámhossz függvényében akkor, ha a 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemek adott 101-104 optikai száljára a jelet bevezetjük. Az ábra a kimenőjelet mutatja az egyik kimeneti optikai szálon. A 4A. ábra arra az esetre vonatkozik, amikor a 102 és a 103 optikai szál között halad a jel, és látható az is, hogy egy jelentős, 20 dB-nél nagyobb csillapítás valósul meg azokra a hullámhosszokra, amelyek az 1533 nm középpont körül 10 nm-re helyezkednek el és igen kis csillapítás, körülbelül fél dB csillapítás valósul meg azokra a hullámhosszokra, amelyek 1540 nmnél hosszabbak. A 4B. ábrán látható az az eset, amikor a jelek a 101 és a 103 optikai szálak között haladnak, ez a görbe szimmetrikus az előzőhöz, és az olvasható ki belőle, hogy az 1533 nm középpontú, 10 nm középpont körül 10 nm-es hullámhosszsávba eső hullámhosszokra a csillapítás nagyon kicsi, körülbelül 0,7 dB, és az 1543 nm-nél nagyobb hullámhosszúságokra a csillapítás jelentős, 20 dB-nél nagyobb.

A 21 és 22 szelektív csatolóelemek sávszélessége körülbelül 10 nm.

Hasonló módon a 3B. ábrán bemutatott görbéhez, ahol azt mutattuk be, hogy a 21 és 22 szelektív csatolóelemeknél a -20 dB olyan hullámhosszsávnak felel meg, ahol a csillapítás nem nagyobb, mint 20 dB azon a minimális csillapításon túlmenően, amely a 21 és 22 szelektív csatolóelemen történő átvitelkor keletkezik.

Ez a -20 dB-hez tartozó sávszélesség, amelyet a 3B. ábrán a „-20 dB BW” értékkel jelöltük, a 20 nm az adott 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemre.

A 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemek jósági tényezője a -20 dB-hez tartozó sávszélességnek megfelelő érték, amely arány a fenti szelektív csatolóelemre 0,5.

Az 5. ábrán egy ismert kétirányú hullámhosszosztásos erősítő látható, amelyet a már előbb említett Electronics Letters szakirodalmi helyen ismertetnek S. Seikai és munkatársai. Az 5. ábrán a mellékelt cikk 1. ábrája látható.

Ez az elrendezés tartalmaz egy egyirányú optikai EDFA erősítőegységet, tartalmaz még hullámhosszosztásos WSC1, WSC8, WSC2 szelektív csatolóelemeket és két 106 és 107 bemeneti és kimeneti portot.

Az EDFA erősítőegység kétfokozatú, erbiummal szennyezett optikai szálból van kialakítva, és a két fokozat között elhelyezett ISO optikai izolátort, és a második fokozat kimenetére elhelyezett második ISO optikai izolátort tartalmaz.

A WSC1 - WSC9 szelektív csatolóelemek a fent említett cikkben JDS1535 típusúak voltak (WSC1, WSC2) és JDS1550 típusúak (WSC8, WSC9) voltak.

A cikk szerint használatban a kétféle típus között nincs semmiféle különbség.

A WSC szelektív csatolóelem két csatornával rendelkezik, X_a és X_b hullámhosszokra, amelyek egymáshoz közel elhelyezkedő, 1,533 és 1,550 pm-esek.

Az erősítő-áramkör a két 106 és 107 bemeneti és kimeneti port között van elhelyezve hídkapcsolású áramkörként, ahol a WSC szelektív csatolóelem paraméterei következtében két különböző hullámhosszú, ellenirányú optikai jel halad át az EDFA erősítőegységben ugyanabba az irányba.

A cikkben arra utalnak, hogy viszonylag egyszerű elrendezéssel és négy, kereskedelemben kapható, egymástól nem lényegesen eltérő WSC szelektív csatolóelemmel olyan erősítő működtethető, amely 25 dB-nél kisebb erősítés esetén jól működik, míg 30 dB-nél nagyobb erősítés esetén az áramkör instabillá válik a WSC szelektív csatolóelemeken fellépő veszteségek következtében. Ezen problémát megoldandó, a cikk további JDS1535 típusú 1,55 pm-es WSC4 szelektív csatolóelemet javasol a hurok bemeneti ágába, továbbá két hangolható TOF1 és TOF2 optikai izolátor van még a híd bemenetére a spontán emissziós zajok csökkentésére. Ha a TOF1 és TOF2 optikai izolátorokat WSC szelektív csatolóelemekkel helyettesítjük, úgy a rendszer 1,54 pm-nél válik instabillá, amikor a WSC szelektív csatolóelem sávszélességét vágja.

Egy további, az 5. ábrán nem feltüntetett szelektív csatolóelemet is javasoltak, amely azonban a berende6

HU 219 696 Β zést még bonyolultabbá teszi. A hangolható szűrők alkalmazása pontos és folyamatos beállítást igényel, és egy további ellenőrző elem vagy egyéb mérőelem használata pedig a javasolt elrendezést rendkívül bonyolulttá és gyakorlatban nehezen alkalmazhatóvá teszi.

A 6. ábrán egy olyan 6 kétirányú optikai erősítőt mutatunk be, amelyet a bejelentő egyik mintegy kísérleti elrendezést dolgozott ki.

Ennél az elrendezésnél látható egy egyirányú 20 optikai erősítőegység, amelyről részletesen még a későbbiekben írunk, amely előtt és után egy-egy optikai 21 és 22 szelektív csatolóelem van elhelyezve, amelyek két 106 és 107 bemeneti és kimeneti portokra vannak csatlakoztatva. A 6. ábrán látható még két passzív 23 és 29 optikai szál is.

Ahogyan a 6. ábrán látható, a 106 bemeneti és kimeneti port a 21 szelektív csatolóelem 101 optikai száljához van csatlakoztatva. A 21 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja és a 22 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja egymással a 23 optikai szálon keresztül van összekapcsolva, míg a 21 szelektív csatolóelem 104 optikai szálja és a 22 szelektív csatolóelem 104 optikai szálja közé van a 29 optikai szál iktatva. Az egyirányú optikai erősítőegység a 21 szelektív csatolóelem 103 optikai szálja és a 22 szelektív csatolóelem 101 optikai szálja közé van iktatva úgy, hogy működési iránya a szelektív csatolóelem felől a 22 szelektív csatolóelem felé irányul. Végül a 107 bemeneti és kimeneti port a 22 szelektív csatolóelem 103 optikai száljához van csatlakoztatva.

Az egyirányú 20 optikai erősítőegység például vonali erősítő, amelynek erősítő hullámhosszsávja a 6 kétirányú optikai erősítő a Xj és X₂ hullámhosszaira van megválasztva. Ilyen vonali erősítő lehet például a bejelentő által OLA/E-MW márkanéven forgalmazott kereskedelmi forgalomban kapható erősítő, amelyeket az alábbiakban még részletezni fogunk.

A 21 és 22 szelektív csatolóelemek a 3. ábrán vannak részletesebben bemutatva.

A 21 és 22 szelektív csatolóelemeket úgy kell megválasztani, hogy a sávszélességüknek legalább egy része és a visszavert sávjuk legalább egy része a 20 optikai erősítőegység erősítési sávjába essen, továbbá hogy a λ] hullámhossz az adott sávszélességen belül, míg a X₂ hullámhossz a visszavert sávon belül helyezkedjen el.

Ilyen 21 és 22 szelektív csatolóelemek például a JDS FITEL által már említett WD1557AY-4 típusú termékek, de hasonló ehhez a szintén már korábban említett WD1515AY-A3 típusú tennék is, ez utóbbi azonban négy, továbbításra alkalmas 101, 102, 103, illetőleg 104 optikai szállal van ellátva. A megfelelő 101, illetve 104, és a 102, illetve 103 optikai szálak közötti csillapítási görbe lényegében ugyanaz, mint amilyet a 4A. ábrán bemutattunk. Hasonló módon a 101 és 103 optikai szálak közötti, illetőleg a 102 és 104 optikai szálak közötti csillapítási görbék is lényegében megegyeznek a 4B. ábrán bemutatott görbével. Ezekre a 21 és 22 szelektív csatolóelemekre is igaz, hogy a jósági tényező értéke körülbelül 0,5.

Az 5. ábrán bemutatott elrendezésnél alkalmazható 106 és 107 bemeneti és kimeneti portok mint optikai kapcsolóelemek SPC sorozatúak, és ilyet gyárt például a SEIK.ON GIKEN Japánban.

A 6. ábrán a 21 szelektív csatolóelem bemenetére a Xj hullámhosszú bemenőjel a 101 optikai szálon keresztül van vezetve, innen a jel továbbhalad változatlanul a szelektív csatolóelemen, és a 103 optikai szálon lép ki. Bemenetijeiként X₂ hullámhosszú jel a 104 optikai szálra van elvezetve, itt visszaverődik, és a 101 optikai szál kimenetére jut tovább. A X₂ hullámhosszú, a 102 optikai szálra bevezetett bemeneti jel visszaverődik és továbbítódik a 103 optikai szál kimenetéhez. Hasonló módon a 22 szelektív csatolóelem esetében, a 101 optikai szálon a X, hullámhosszú jel változatlanul halad át a szelektív csatolóelemen, és a 103 optikai szál kimenetén jelenik meg, míg a X₂ hullámhosszú jel visszaverődik és továbbítva lesz a 104 optikai szál kimenetére. A X₂ hullámhosszú bemenőjel a 103 optikai szál esetében visszaverődik és továbbítódik a 102 optikai szálra. A X₂ hullámhosszú jel, ha az adatátviteli vonal felöljön a 107 bemeneti és kimeneti porton keresztül, két reflexiónak van kitéve a 22 és 21 szelektív csatolóelemeken, majd a 20 optikai erősítőegységben felerősítésre kerül, és mielőtt a 106 optikai kapcsolóelemen kilépne, további két reflexiónak a 22 és 21 szelektív csatolóelemeknél van kitéve. A X, hullámhosszú jel az adatátviteli vonalon keresztül érkezve a 106 bemeneti és kimeneti porton keresztül a 21 szelektív csatolóelemen kerül továbbításra, majd a 20 optikai erősítőegységben felerősítve jut el a 22 szelektív csatolóelemre.

Ily módon tehát ez az elrendezés alkalmas arra, hogy két különböző, Xj és X₂ hullámhosszú jelet bármilyen irányban egyidejűleg felerősítsen.

Bármelyik adatátviteli útvonalat tekintjük a megfelelő 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelem a 4B. ábrán bemutatott sávszűrőként működik, és a X_b és X₂ hullámhosszok közötti jeltartományra a jellel együtt terjedő spontán emissziót eltávolítja. Ezzel ellentétben minden egyes reflexiónál a megfelelő 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelem mint sávcsökkentő, sávkorlátozó szűrő működik, ahogyan ez a 4A. ábrán látható, és a spontán emissziót nem csillapítja.

A találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítő behelyezhető az 1. ábrán bemutatott optikai jelátviteli rendszerbe, ahol az 1A adóállomás 1533 nm hullámhosszon működik, az IB adóállomás 1556 nm hullámhosszon működik, és az 5 optikai szálas átviteli vonalakon létrehozott 26,7 dB csillapítás az 1. ábrán az I, II, III, IV, V és VI helyeknél az alábbi táblázat szerint határozható meg.

1. táblázat

Hely	Teljesítmény (dBm)
λ] = 1533 nm	λ2=1556 nm
I	+ 11	-19
II	-15,7	+7,7

HU 219 696 Β

1. táblázat (folytatás)

Hely	Teljesítmény (dBm)
λ, = 1533 nm	λ2=1556 nm
III	+7,7	-15,7
IV	-19	+ 11
V	-20
VI		-20

A találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítő egy további kiviteli alakja kialakítható úgy is, hogy a 21, illetőleg 22 szelektív csatolóelemeket úgy használjuk, hogy a λι és λ₂ hullámhosszok a megfelelő visszavert sávszélességbe esnek, ezzel egyidejűleg pedig a λ! és λ₂ hullámhosszú jelek terjedési irányát is megfordítjuk. Ezt azáltal éljük el, hogy a 106 bemeneti és kimeneti portot az átviteli vonal azon részéhez csatlakoztatjuk, ahonnan a λ₂ hullámhosszú jel jön, míg a 107 bemeneti és kimeneti portot az átviteli vonal azon részéhez csatlakoztatjuk, ahonnan a λ, hullámhosszú jel jön.

A 7. ábrán bemutatott kétirányú erősítőelrendezés második példakénti kiviteli alakja két 31 és 32 szelektív csatolóelemet tartalmaz, tartalmazza továbbá az egyirányú 20 optikai erősítőegységet, két 106 és 107 bemeneti és kimeneti portot, 33 optikai izolátort és passzív és 35 optikai szálakat.

A 7. ábrán látható kiviteli alaknál a 106 bemeneti és kimeneti port a 31 szelektív csatolóelem 101 optikai száljához van csatlakoztatva. A 32 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja és a 31 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja közé egy 33 optikai izolátorral ellátott passzív 34 optikai szál van iktatva, amely csak egyirányú jelterjedést tesz lehetővé a 32 szelektív csatolóelem felől a 31 szelektív csatolóelem felé. A 31 szelektív csatolóelem 103 optikai szálja és a 32 szelektív csatolóelem 104 optikai szálja közé egy 35 optikai szál van iktatva. Ily módon az egyirányú 20 optikai erősítőegység úgy van csatlakoztatva a 31 szelektív csatolóelem 104 optikai szálja és a 32 szelektív csatolóelem 101 optikai szálja közé, hogy a működési irány a 31 szelektív csatolóelem irányából a 32 szelektív csatolóelem irányába hat. Végül a 32 szelektív csatolóelem 103 optikai száljához van a 107 bemeneti és kimeneti port csatlakoztatva.

Ennél a kiviteli alaknál az egyirányú 20 optikai erősítőegység és a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portok mint optikai kapcsolóelemek ugyanazon típusúak, mint amilyeneket a 6. ábrán bemutatott kiviteli alaknál láthatunk.

A λ], és λ₂ hullámhosszok értéke a 6 kétirányú optikai erősítőnél úgy vannak megválasztva, hogy azok az egyirányú 20 optikai erősítőegység erősítési sávjába essenek.

A 33 optikai izolátor olyan típusú, amely az adatátviteli jel polarizációjától független, és szigetelése dB-nél nagyobb, míg reflexiós tényezője -50’ dBnél kisebb.

Ilyen típusú 33 optikai izolátor kereskedelmi forgalomban kapható, ilyen például a DML 1-15 PIPT-A

S/N 1016 típusú szigetelő, amelyet az ISOWAVE cég gyárt az Amerikai Egyesült Államokban.

A 31 és 32 szelektív csatolóelemek felépítésüket és működésüket tekintve megegyeznek a 3A. ábrán bemutatott reflexiós típusú elemmel, és mindkettőnek a megfelelő sávszélessége az egyirányú 20 optikai erősítőegység erősítési sávjába esik.

A 31 és 32 szelektív csatolóelemek sávszélességei magukban foglalják a λ_ΐ5 illetőleg λ₂ hullámhosszokat, és ezenkívül nem fedik át egymást. A λ_ΐ5 illetőleg λ₂ hullámhosszok a megfelelő 32, illetőleg 31 szelektív csatolóelemek visszavert sávjaiban essenek.

A 31 szelektív csatolóelem WD1515AX-4 típusú lehet, a 32 szelektív csatolóelem pedig WD1557AY-4, mindkettőt a JDS FITEL cég gyártja. Az utóbbi paraméterei hasonlóak a 6. ábrán bemutatott 22 szelektív csatolóelemhez. Az előbbinek a spektrumgörbéje a 8A. és 8B. ábrán látható. Ezek a görbék hasonlóak a 4A. és 4B. ábrákon bemutatott görbékhez, különösen pedig ami a jósági tényezőt illeti. A 31 szelektív csatolóelem jósági tényezője ebben az esetben is 0,5. A 4A. és 4B. ábrán bemutatott esettől eltérően a 31 és 32 szelektív csatolóelemek sávszélességének a közepe, ami a WD 1515AX-4-et illeti, az 1557 nm körül van.

A 7. ábrán bemutatott kiviteli alaknál a 31 szelektív csatolóelem úgy megválasztva, hogy a λ, hullámhosszú jel a 101 optikai szálon van bevezetve, a 31 szelektív csatolóelemben visszaverődik, és a 104 optikai szálon van továbbítva. A λ₂ hullámhosszú jel, amely a 32 szelektív csatolóelem sávjába esik, és ily módon kiesik a szelektív csatolóelem sávjából, a 103 optikai szálon van bevezetve, ezen a szálon továbbítva, majd a 101 optikai szálon elvezetve. A 102 optikai szálon bevezetett λ₂ hullámhosszú jel pedig ezen a 102 optikai szálon van továbbítva, majd a 104 optikai szálon elvezetve.

A 32 szelektív csatolóelem esetében, ha a 101 optikai szálon és λ₂ hullámhosszú bemenőjelek vannak jelen, a λ, hullámhosszú jel változás nélkül halad át a szelektív csatolóelemen és jön ki a 103 optikai szálon, míg a λ₂ hullámhosszú jel visszaverődik, és a 104 optikai szálon van elvezetve.

Ha λ₂ hullámhosszú jel van a 103 optikai szálra bemenőjelként bevezetve, úgy az visszaverődik, és a 102 optikai szálon van kivezetve.

A λ₂ hullámhosszú jel az átviteli vonal felől a 107 bemeneti és kimeneti porton van bevezetve, a 32 szelektív csatolóelemben visszaverődik, míg a 31 szelektív elemen továbbításra, majd a 20 optikai erősítőegységben felerősítésre kerül, majd ismét a 32 szelektív csatolóelemen keresztül visszaverődik, a 31 szelektív csatolóelemen pedig változás nélkül továbbítva jut el a 106 bemeneti és kimeneti portra, amely itt a kimenet. A λ! hullámhosszú jel, amely az átviteli vonalról a 106 bemeneti és kimeneti portra, mint bemeneten keresztül érkezik, a 31 szelektív csatolóelemben visszaverődik, majd a 32 szelektív csatolóelemen erősítve továbbításra kerül a 107 bemeneti és kimeneti porthoz, amely itt a kimenet.

Fentiek alapján belátható, hogy az elrendezés képes arra, hogy bármelyik irányban két különböző, λ! és λ₂ hullámhosszú jelet egyidejűleg erősítsen fel.

HU 219 696 Β

A 31 és 32 szelektív csatolóelemek mindegyik átviteli vonalon adás üzemmódban a 4B. és 8B. ábrán láthatóan sávszűrőként működnek, ily módon a jelekkel együtt terjedő λ! és X₂ hullámhosszok közötti hullámhosszoknál a spontán emissziót eltávolítják. Ezzel szemben reflexió esetén a 32, illetőleg 31 szelektív csatolóelemek mint sávcsökkentő szűrők működnek, ahogyan ez a 4A. és 8A. ábrán látható, és a spontán emissziót nem csillapítják.

Mindegyik terjedési irányra igaz, hogy legalább egy olyan útvonala van, amely a spontán emissziót csillapítja.

A 33 optikai izolátor megakadályozza, hogy a spontán emisszió, amely a 31 szelektív csatolóelem 102 optikai száljából indulna, eljusson a 32 szelektív csatolóelem 102 optikai száljához, amely visszaverődés után a megfelelő szelektív csatolóelem 103 optikai száljáról kijövő X₂ hullámhosszú jelhez adódna hozzá.

A fent ismertetett elrendezéssel a kísérleti áramkört egy olyan áramkörként hoztuk létre, amely az 1. ábrán bemutatott 5 optikai szálas átviteli vonalat képezte le. A 9. ábrán bemutatott elrendezés esetében, amely lényegében megegyezik az 1. ábrán bemutatott elrendezéssel, a két A és B végállomás szintén megtalálható, ennél az elrendezésnél azonban három 6 kétirányú optikai erősítőt és négy változtatható 5’ csillapítótagot alkalmaztunk.

A példaként! kiviteli alaknál a 6 kétirányú optikai erősítők a találmány szerinti, és a 7. ábrán bemutatott kiviteli alak szerint lettek kialakítva. A négy változtatható 5’ csillapítótag a passzív optikai szálak egy részének a csillapítását képezi le. 5’ csillapítótagokként a VA5 típusút alkalmaztuk, amelyet a JDS FITEL cég gyárt, és az első kísérlet folyamán úgy állítottuk be, hogy mindegyik 27 dB csillapítást valósítson meg.

Azoknak a jeleknek, amelyek a két irányba terjedtek, és hullámhosszuk 1533 nm, illetőleg 1556 nm volt, a teljesítményük a 6 kétirányú optikai erősítő viszonylatában a II, illetőleg III helyeknél -14 dBm volt.

A 10. ábrán a 6 kétirányú optikai erősítő két kimenőjelének a spektrumgörbéje látható, az ábrán lévő mérést a II és a III helyeken, mint kimeneteken végeztük. A méréshez az MS9030A (Mainffame) optikai spektrumanalizátort és az MS9701 B (Optical Unit) optikai spektrumanalizátort alkalmaztuk, amelyeket az ANRITSU CORP. gyártott.

A jel/zaj viszony, amelyet 0,5 nm-es sávra mértünk, 24,2 dB volt az 1533 nm-es jelre, és 28 dB az 1556 nmes jelre.

Egy másik kísérletet úgy végeztünk el, hogy a változtatható 5’ csillapítótagok csillapítását az egyéb paraméterek változatlanul hagyása mellett változtattuk. A csillapítási értékeket az egyik sorozatra úgy választottuk meg, hogy a bithibaarány az átviteli vonalnál 1533 nm-es jelre 2,5 Gbit/s-mal volt modulálva. A mérési eredményeket all. ábrán láthatjuk, ahol a függőleges tengelyen a bithibaarány látható, a vízszintes tengelyen pedig a csillapítás. Látható az ábrából, hogy a 27 dB-nél kisebb csillapításokra a bithibaarány is kisebb mint 10^-12.

A találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítő egy további második kiviteli alakja kialakítható úgy is, hogy 31, 32 szelektív csatolóelemeket oly módon alkalmazunk, hogy a kiválasztott X^, illetőleg a Xj hullámhoszszok a megfelelő sávszélességekbe esnek, és a λ,, illetőleg X₂ megfelelő hullámhosszok pedig a megfelelő visszaverő sávokba esnek. Egyidejűleg a λ,, illetőleg X₂ hullámhosszújelek terjedési irányát is megfordítjuk oly módon, hogy a 106 bemeneti és kimeneti portot az 5 optikai szálas átviteli vonal azon részéhez csatlakoztatjuk, ahonnan a X₂ hullámhosszú jel jön, míg a 107 bemeneti és kimeneti portot az 5 optikai szálas átviteli vonal azon részéhez csatlakoztatjuk, ahonnan a λ, hullámhosszú jel érkezik.

A 12. ábrán a kétirányú erősítőelrendezés egy olyan kiviteli alakja látható, amely négy 121, 122, 123, 124 szelektív csatolóelemet tartalmaz, tartalmazza az egyirányú 20 optikai erősítőegységet, két 106 és 107 bemeneti és kimeneti portot, továbbá négy passzív 125, 126, 127, 128 optikai szálat, és ezek hídkapcsolású elrendezésként vannak egymáshoz csatlakoztatva.

A 12. ábrán látható, hogy a 106 bemeneti és kimeneti port a 121 szelektív csatolóelem 103 optikai száljához van csatlakoztatva. A 121 szelektív csatolóelem 101 optikai szálja és a 122 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja közötti kapcsolatot a 125 optikai szál valósítja meg. A 121 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja és a 124 hullámhossz-szelektív csatolóelem 101 optikai szálja közötti kapcsolatot a 128 optikai szál valósítja meg. Az egyirányú 20 optikai erősítőegység a 122 szelektív csatolóelem 103 optikai szálja és a 124 szelektív csatolóelem 103 optikai szálja közé van úgy csatlakoztatva, hogy a működési irány a 102 szelektív csatolóelemtől a 124 szelektív csatolóelem felé hat. A 122 szelektív csatolóelem 101 optikai szálja, és a 123 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja közötti kapcsolatot 126 optikai szállal valósítjuk meg. A 124 szelektív csatolóelem 102 optikai szálja, és a 123 szelektív csatolóelem 101 optikai szálja közötti kapcsolatot a 127 optikai szál biztosítja. Végül a 107 bemeneti és kimeneti port a 123 szelektív csatolóelem 103 optikai száljához van csatlakoztatva.

Az egyirányú 20 optikai erősítőegység, valamint a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portok mint optikai kapcsolóelemek ugyanolyan típusúak és ugyanazokat is alkalmaztuk, mint amit a 6. és a 7. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alak esetében.

A kétirányú erősítő bármelyik irányába a Xj és X₂ hullámhosszok értéke úgy van megválasztva, hogy azok az egyirányú 20 optikai erősítőegység erősítési sávjába essenek.

A 121, 122, 123 és 124 szelektív csatolóelemek a 3A. ábrán bemutatott reflexiós típusú csatolóelemek, azaz három 101, 102 és 103 optikai szállal vannak ellátva, és úgy vannak megválasztva, hogy a megfelelő áteresztőirányú sávszélességek legalább egy része, és a megfelelő visszavert sávszélességek legalább egy része az egyirányú 20 optikai erősítőegység erősítési sávjába essen. A 121 és 123 szelektív csatolóelemek azonosak, és hasonló módon azonosak a 122 és 124 szelektív csatolóelemek. A 121 és 123 szelektív csatolóelemek sávszélessége magában foglalja a λ! hullámhosszt. A 122

HU 219 696 Β és 124 szelektív csatolóelemek sávszélessége magában foglalja a λ₂ hullámhosszt. Ezen túlmenően pedig a 121 és 123 szelektív csatolóelemek sávszélessége nincsen átfedésben a 122 és 124 szelektív csatolóelemek sávszélességével. A λ! hullámhossz a 122 és 124 hullámhossz-szelektív csatolóelemek visszavert sávjába esik, a λ₂ hullámhossz pedig a 121 és 123 szelektív csatolóelemek visszavert sávjába esik.

Látható tehát, hogy a 121-124 szelektív csatolóelemek egymással megegyező típusúak, és szimmetrikusan vannak elhelyezve a jelek két haladási irányához képest, mintegy optikai hidat képezve. A 122 és 124 szelektív csatolóelemek az optikai hídnak azon részét képezik, amelyhez az egyirányú 20 optikai erősítőegység két vége van csatlakoztatva, míg a 121 és 123 szelektív csatolóelemek az optikai hídnak azon ágát foglalják el, amelyhez a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portok vannak az átviteli vonal felől csatlakoztatva.

Ami a 121 és 123 szelektív csatolóelemek lehetnek például a WD1515AY-A3 típusúak, míg a 122 és 124 szelektív csatolóelemek például a WD1515AX-A3 típusúak. Mindkét típust a JDS FITEL cég gyártja. A WD1515AY-A3 típusú készüléket már ismertettük, ennek spektrális jellemzői a 4A. és 4B. ábrán láthatók. A WD1515AX-A3 típusú készülék a WD1515AX-4 készüléktől, amelyet a második 6 kétirányú optikai erősítő kiviteli alakjánál ismertettünk, csak abban tér el, hogy az optikai szálak száma eltérő. A spektrális jellemzők a 8A. és 8B. ábrán láthatók. Mindkét modellre jellemző, hogy jósági tényezője körülbelül 0,5.

Visszatérve a 12. ábrára, abban az esetben, ha a 121 szelektív csatolóelem a 103 optikai szál felől olyan λ! hullámhosszú jelet kap, amely a 121 szelektív csatolóelem átviteli sávjába esik, úgy ez a jel a 101 optikai szálon keresztül továbbításra kerül, ha pedig egy λ₂ hullámhosszújel érkezik mint bemenőjel a 102 optikai szálon, úgy az a 103 optikai szál felé verődik vissza.

A 122 szelektív csatolóelem vonatkozásában a λ, hullámhosszú jel, mint a 102 optikai szálon továbbított bemenőjel ezen 122 szelektív csatolóelem sávján kívül esik, ily módon tehát a 103 optikai szál felé verődik vissza, míg egy λ₂ hullámhosszú, a 101 optikai szálon bevezetett bemenőjel a 103 optikai szál felé továbbításra kerül.

A 123 szelektív csatolóelem vonatkozásában a λ! hullámhosszú 103 optikai szálon keresztül érkező bemenőjel a szelektív csatolóelem sávján kívül esik, így az a 102 optikai szál felé verődik vissza, míg a 103 optikai szálon érkező λ₂ hullámhosszú bemenőjel a 101 optikai szál felé átvitelre kerül.

A hullámhosszú jel az átviteli vonal felől a 106 bemeneti és kimeneti porton keresztül a 121 szelektív csatolóelemben kerül továbbításra, a 122 szelektív csatolóelemben visszaverődik, az egyirányú 20 optikai erősítőegységen felerősítésre kerül, majd a 124 szelektív csatolóelemben megint visszaverődik, és ezután jut a 123 szelektív csatolóelemen keresztül a 107 bemeneti és kimeneti porthoz.

Mindkét Zj és λ₂ hullámhosszú jel a 6 kétirányú optikai erősítőn keresztül két átvitelnek és két reflexiónak van kitéve. Mivel mindegyik reflexióhoz és átvitelhez kis csillapítás (körülbelül 0,5 dB, illetőleg 0,7 dB) tartozik, az utaknak a száma a különböző 121-124 szelektív csatolóelemeken keresztül körülbelül azonos válaszjelet hoz létre a 20 optikai erősítőegység felé bármelyik terjedési irányt is nézzük.

Az egyes áramutaknál a 121-124 szelektív csatolóelemek átviteli üzemmódban, sávszűrőként viselkednek, ahogyan ez a 4B. és 8B. ábrákon látható, azaz a λ₁₍ és λ₂ hullámhossz jelek közötti tartományra a jellel együtt terjedő spontán emissziót eltávolítja. A reflexió esetében a 121-124 szelektív csatolóelemek mint sávcsökkentő szűrők (4A. és 8A. ábrák) működnek, és a spontán emissziót nem csillapítják.

A 121-124 szelektív csatolóelemek szimmetrikus elrendezése következtében mindkét terjedési irányra igaz az, hogy a sugárzásnak a haladásakor a spontán emiszsziók csillapítása kétszer történik.

A 6 kétirányú erősítő találmány szerinti kiviteli alakja stabil, oszcillációtól mentes azokra a hullámhosszokra is, amelyek a jel hullámhosszától eltérőek, és mindez úgy valósítható meg, hogy kiegészítő szűrőelemre nincs szükség. Ezen túlmenően az elrendezés a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portok sugárzása során esetlegesen fellépő részleges visszirányú reflexiótól is mentes.

Az előbbiekben ismertetett 6 kétirányú optikai erősítő alkalmas különböző olyan optikai szálas átviteli vonalakhoz, amelyeknek mentén erősítőfokozatok vannak elhelyezve, amelyek úgy vannak az átviteli vonalra csatlakoztatva, hogy a rajtuk áthaladó jel teljesítményének a nagy részét továbbítják, ily módon biztosítva a jel folytonosságát. Bizonyos körülmények között a jeleknek egy kis része visszaverődik, például akkor, ha a csatolás nem kielégítő, vagy az optikai szálaknak a végét a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portoknál rosszul helyezzük el.

A fent ismertetett berendezést megvizsgáltuk csökkenő bemeneti teljesítmények esetére is. Csatornánként a bemeneti teljesítményt egészen -28 dB-ig csökkentettük, megmértük a megfelelő erősítéseket, annak érdekében, hogy meg lehessen állapítani a maximális erősítést az erősítő még telítetlen állapotában. Ugyancsak megmértük a kisszintű jelekre az erősítés értékét, amely ezekre az értékekre körülbelül 32 dB volt.

A 6 kétirányú optikai erősítő egyik kísérleti kiviteli alakját megvizsgáltuk úgy is, hogy a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portokat nyitva hagytuk, azaz nem kapcsoltuk rá az átviteli vonalra. Ilyen körülmények között a 106, illetőleg 107 bemeneti és kimeneti portoknál az erősítő felőli sugárzás visszirányú reflexiója volt tapasztalható, amelynek a csillapítása 14 dB volt.

A 13. ábrán a 121 szelektív csatolóelem 103 optikai száljának, és a 123 szelektív csatolóelem 103 optikai száljának kimenőjelei láthatók, illetőleg ezeknek a spektruma, amelyet ugyanilyen típusú szelektív csatolóelemmel mértünk, az optikai szál mentén helyeztünk el, és leválasztottuk a megfelelő adatátviteli sávokat egy optikai spektrumanalizátor felé.

A kísérlet egyértelműen bizonyította, hogy instabilitás nem jelentkezik a rendszerben.

HU 219 696 Β

Az esetleges visszacsatoló hurkok kialakulása következtében, beleértve ebbe a 20 optikai erősítőegységet, amelyek a két különböző típusú szelektív csatolóelem sávszélességei közötti közbenső hullámhosszokra alakulhatnak ki, továbbá a sávoknak a szelektív csatolóelemek által végzett nem tökéletes leválasztását, valamint a 106 és 107 bemeneti és kimeneti portoknál fellépő reflexiót, minden olyan esetben, ahol legalább két út vezet a szelektív csatolóelemeken keresztül; a csillapítás az előbbi hullámhosszoknál legalább 20 dB. Ilyen viszonyok között még a 106, 107 bemeneti és kimeneti portoknál adott esetben fellépő nagy reflexió ellenére is a berezgéshez szükséges feltételeket messze nem éri el a rendszer.

Az alkalmazott 21, 22, 121-124 szelektív csatolóelemek, adott esetben pedig 20 optikai erősítőegységek is, amelyeknek az erősítése 40 dB, nem mutatnak semmiféle hajlamot gerjedésre még nagy visszaverődő képességű kapcsolóelemek esetében sem.

A fent ismertetett elrendezést egy második kísérletnek is alávetettük, amikor az 1. ábrán bemutatott 5 optikai szálas átviteli vonallal való kapcsolatát képeztük le. Az elrendezés a 9. ábrán bemutatottaknak felelt meg, és lényegében ugyanazokat az elnevezéseket is használtuk.

A erősítő három 6 kétirányú optikai erősítőt tartalmazott a találmány azon kialakításában, amelyet a 12. ábrán mutattunk be.

Az 5’ csillapítótagokat úgy állítottuk be, hogy mindegyik 27 dB csillapítást valósítson meg.

A jeleknek a teljesítménye, amelyek két irányban terjedtek a vonal mentén, 1535 nm-nél és 1555 nm-nél a 6 kétirányú optikai erősítő kimenetén a II és III helyeknél mértük, értéke -13 dBm volt mindkét esetre.

A 14. ábrán a 6 kétirányú optikai erősítő kimenőjeleinek spektruma látható. A mérést úgy végeztük el, hogy egymásra fektettük a II és III helyeknél mért spektrumokat egy optikai spektrumanalizátor segítségével.

A jel/zaj viszony 0,5 nm sávszélességnél 26,7 dB volt az 1535 nm-es jelre, és 25,5 dB az 1555 nm-es jelre.

A találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítő egy további harmadik példakénti kiviteli alakja úgy valósítható meg, hogy a 121,122,123 és 124 szelektív csatolóelemek úgy vannak megválasztva, hogy a 122 és a 124 szelektív csatolóelemek sávszélessége a λ] hullámhosszra vonatkozik. A 121 és a 123 szelektív csatolóelemek sávszélessége pedig a λ₂ hullámhosszra vonatkozik. Ezen túlmenően a 121 és a 123 szelektív csatolóelemek sávszélessége a 122 és a 124 szelektív csatolóelem sávszélességével nincsenek átfedésben. A hullámhossza 121 és a 123 szelektív csatolóelemek visszavert sávszélességébe esik, míg a λ₂ hullámhossz a 122 és a 124 szelektív csatolóelemek visszavert sávjába esik. Ezzel egyidejűleg a λ, és λ₂ hullámhosszú jeleknek a terjedési irányát megfordítjuk. Ez utóbbi úgy történik, hogy a 106 bemeneti és kimeneti portot az adatátviteli vonal azon szegmenséhez csatlakoztatjuk, ahonnan a λ₂ hullámhosszú jel jön ki, míg a 107 bemeneti és kimeneti portot az adatátviteli vonal azon szegmenséhez csatlakoztatjuk, ahonnan a λ! hullámhosszú jel jön ki.

A kétirányú erősítők és a kétirányú adatátviteli rendszerek találmány szerinti kialakítása olyan elrendezéseknél alkalmazható, ahol a továbbítandó jelek mindegyik irányban különböző hullámhosszúak.

Ugyanez az eszköz, illetőleg rendszer azonban alkalmazható olyan kétirányú jelerősítésre is, amely hullámhosszosztásos multiplex (WDM) elv szerint működik, és ily módon alkalmas arra, hogy különböző hullámhosszoknál kódolt jeleket lehessen mindegyik irányban továbbítani.

Ebben az esetben szükség van arra, hogy a 21-124 hullámhossz-szelektív csatolóelemeket úgy válasszuk meg, hogy a megfelelő sávszélességek elegendően szélesek legyenek, azaz az átviendő jel mindkét hullámhosszcsoportját tartalmazzák mindegyik irányba.

Ugyancsak fontos, hogy az egyes 21-124 szelektív csatolóelemek jósági tényezője (Q) elegendően nagy legyen ahhoz, hogy a 21-124 szelektív csatolóelemek a két hullámhosszcsoport jeleit megfelelően leválasszák, célszerű tehát, ha Q értéke nagyobb mint 0,5.

A 3A. ábrán bemutatott reflexiós 21, 22 szelektív csatolóelemektől eltérően a találmány szerinti megoldásnál más típusú szelektív csatolóelemek is alkalmazhatók, feltéve, ha megfelelően tudják biztosítani az alkalmazott hullámhosszok közötti leválasztást, és ennek értelmében elegendően nagy a jósági tényezőjük.

A 15. ábrán egy olyan egyirányú 20 optikai erősítőegység látható, amely a 6 kétirányú optikai erősítőben alkalmazható, és amely tartalmaz egy erbiummal szennyezett 24 aktív szálat és egy ehhez csatlakoztatott 25 geijesztőlézert. A 25 gerjesztőlézer egy 26 dikroikus csatolóelemen keresztül van a 24 aktív szálhoz és a vezetékhez csatlakoztatva. Ugyancsak tartozik még az elrendezéshez egy 27 optikai izolátor, amely áramlási irányban van a 24 aktív szál előtt elhelyezve, és egy második 28 optikai izolátor, amely a 20 optikai erősítőegység kimeneténél van elhelyezve.

Egy további példakénti kiviteli alak kialakítható úgy is, hogy az erősítő kétfokozatú. Ebben az esetben egy második erbiummal szennyezett aktív szálat is tartalmaz az elrendezés, amely szintén dikroikus csatolóelemen keresztül van a megfelelő gerjesztőlézerrel összekapcsolva. Adott esetben további optikai izolátorok is elhelyezhetők a két fokozat között.

A 15. ábrán látható példánál a 25 geijesztőlézer előnyösen egy kvantomer típusú lézer, amelynek a következők a jellemzői:

- emissziós hullámhosszú λρ=980 nm;

- maximális optikai kimeneti teljesítmény P_u=65 mW.

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

A 15. ábrán látható példánál a 26 dikroikus csatolóelem hegesztett optikai szálas csatolóelem, amely egymódusú optikai szálakból van 980 nm-nél kialakítva, és az 1530-1560 nm hullámhosszsávban a kimeneti teljesítmény változása <0,2 dB a polarizáció függvényében.

Ilyen típusú dikroikus csatolóelemek szintén kereskedelemben kapható termékek, melyeket például a GOULD INC., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Glem Bumie, MD (US), vagy a SIFAM LTD., Fibre Optic Division, Woodland Road, Torquay, Devon (GB) gyárt.

HU 219 696 Β

A 27 és 28 optikai izolátorok olyanok, amelyek az átviendő jel polarizációjától függetlenek, a szigetelési tényezőjük >35 dB, a visszaverődési tényezőjük alacsonyabb, mint -50 dB. Ilyen szigetelőleválasztók szintén kereskedelmi forgalomban kaphatók, az ISOWAVE cég gyártja, típusuk: MDLI-15PIPT-A S/N 1016.

A fenti vonali erősítő erősítése körülbelül 25 dB, normál működési viszonyok között, azaz a bemenőjeltartomány mindkét irányban -23 dBm teljesítménynek felel meg, ami az összes viszonylatában -20 dBm-ig al- 10 kalmazható. A kimeneti optikai teljesítmény telítési viszonyok mellett 11 dB.

A példakénti kiviteli alaknál a fent leírt vonali 20 optikai erősítőegység erbiummal szennyezett 24 aktív opti5 kai szálat tartalmazott, erről részletesebben írunk egy másik bejelentésünkben, itt csak röviden a legfontosabb jellemzőket foglaljuk össze.

A 24 aktív szál optikai paraméterei és összetétele az alábbi 2. táblázatban található.

2. táblázat

Szál	A12O3	GeO2	La2O3	Er2O3	NA	K
tömeg%	mol%	tömeg%	mol%	tömeg%	mol%	tömeg%	mol%	nm
A	4	(2,6)	18	(11,4)	1	(0,2)	0,2	(0,03)	0,219	911

ahol t=a magban lévő oxid tömegértéke %-ban és átlagot te- 20 kintve, mol%=a magban lévő oxid mól%-a átlagban, NA=numerikus apertúra (nl²-n2²)¹²,

X_c=vágási hullámhossz (LP11 vágásnál).

A kompozíció analízisét egy előformán végeztük el, 25 azaz mielőtt a szálat összesodortuk volna úgy, hogy letapogató elektronmikroszkóppal (SEM Hitachi) mikromintavételezést végeztünk. Az analízist 1300 diszkrét ponton végeztük el az átmérő mentén úgy, hogy az egyes pontok közötti távolság 200 pm volt.

A következőkben a szálat vákuumgalvanizálással készített kvarcüvegcsőbe helyeztük.

Germániumnak, mint szennyező anyagnak a SiO₂mátrixba történő bevitelét a 24 aktív szál magjában szintézissel végeztük.

Az erbium, alumínium-oxid és lantán bevitelét a 24 aktív szál magjába úgynevezett oldatban történő adalékolással végeztük, amelynek során a szennyező anyag kloridjának vizes oldatát hoztuk érintkezésbe a szál magjának az anyagával, és mindezt abban az állapotban tét- 40 tűk, mielőtt az előfonna kikeményedett volna.

Annak érdekében, hogy a 20 optikai erősítőegység megfelelő működőképességét ellenőrizzük, ami általában kívánatos, ellenőrző és biztonsági jeleket hozunk létre. A 15. ábrán láthatóan a 20 optikai erősítőegység bemeneténél egy 150 iránycsatoló van elhelyezve, amelynek 95/5 a leválasztást aránya, és amelynek kimenetén a bemenőteljesítmény 5%-a jelenik meg, és van egy 151 fotodiódára vezetve.

A 20 optikai erősítőegység kimenetére egy második 152 iránycsatoló is csatlakoztatva van, célszerűen 99/1 leválasztási aránnyal, és az az optikai szál, amely a jel 1%-át tartalmazza, szintén egy megfelelő 153 fotodiódára van elvezetve.

A megfelelő 150 és 152 iránycsatolók lehetnek pél- 55 dául olvasztott szállal kialakított csatolóelemek, ilyenek a kereskedelmi forgalomban kaphatók, például az E-TEK DYNAMICS INC. gyárt ilyeneket.

A 151 és 153 fotodiódák kimenőjelei villamos vezérlőegységhez vannak csatlakoztatva, amelyet az áb- 60 rán nem tüntettünk fel, és lényegében szakember számára önmagában ismertek.

Ez az elrendezés lehetővé teszi a 20 optikai erősítőegység egyes működési paramétereinek az ellenőrzését, és létrehozhatók azok a kívánt biztonsági jelek, amelyekkel az ellenőrzés elvégezhető. A találmány szerinti 6 kétirányú optikai erősítőt tartalmazó elrendezés esetében azonban ezek a jelek a két irányba haladó jelek viszonylatában semmi külön információt nem adnak.

Annak érdekében, hogy a 20 optikai erősítőegység30 be bemenő és kijövő jelek optikai teljesítményét ellenőrizni lehessen mindkét irányban, egy, a 16 ábrán bemutatott elrendezést javasolunk.

A 16. ábrán látható a 6 kétirányú optikai erősítő, amely a korábbiakban ismertetett módon van kialakít35 va, és amelynél nincs szükség ellenőrző berendezésekre. A 6 kétirányú optikai erősítő két 155 és 156 iránycsatoló közé van elhelyezve, amelyeknek célszerűen 92/8 a leválasztási arányuk. A 155 és 156 iránycsatolók kimenetei a legkisebb optikai teljesítményt továbbítják (2%), és ezek vannak megfelelő ellenőrző 157, 158, 159 és 160 fotodiódákra elvezetve.

A 155 és 156 iránycsatolók itt is célszerűen olvasztott szálas elemek, melyek az E-TEK DYNAMICSnál szerezhetők be mint kereskedelmi forgalomban kap45 ható termékek.

Ahogyan a 16. ábrán látható, a 155 és 156 iránycsatolóknak négy bemeneti/kimeneti portja van, amelyek szimmetrikusan vannak elhelyezve. A λ, hullámhosszú jel, amely az ábrát nézve balról jobb irányban áramlik, 50 a 155 iránycsatoló bemenetére van elvezetve, amelynek egyik kimenetén a jel 98%-a a 6 kétirányú optikai erősítőhöz van elvezetve, másik kimenete pedig a jel 2% a 158 fotodiódához van elvezetve. Hasonló módon ugyanez a λ! hullámhosszú jel, ha a 156 iránycsatolóra van mint bemenőjel rácsatlakoztatva, és a kimenetei között úgy van elosztva, hogy a vonalra jut a jel 98%-a, és a 159 fotodiódára pedig a jel 2%-a.

Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a 6 kétirányú optikai erősítőbe bejutó λ, hullámhosszú jelnek az értékét a 158 fotodiódánál megmérjük. A 6 kétirányú opti12

HU 219 696 Β kai erősítőből kijutó λ] hullámhosszú jelet pedig a 159 fotodiódánál mérjük meg. Ily módon tehát a csatornában a balról jobbra terjedő jelekre teljes információt tudunk kapni. Hasonló módon lehet a 160 és 157 fotodiódáknál a λ₂ hullámhosszú jel be- és kimeneti teljesítményét mérni, amely az ábrán jobbról balra teljed.

Az egyes 150 és 152 iránycsatolók leválasztás! aránya mindkét irányban ugyanaz, mivel a 150 és 152 iránycsatolók szimmetrikusan vannak elrendezve. A leválasztás értékét úgy kell megválasztani, hogy az a teljesítmény, amely a vonalról a 158 és 160 fotodiódákra jut és amely a 6 kétirányú optikai erősítőbe bármelyik irányból bevitt jelnek egy kis részét tartalmazza, ne befolyásolja túlságosan a kimeneti teljesítményt. A 6 kétirányú optikai erősítő kimeneténél viszonylag nagy átlagteljesítmény érhető el, ebből tehát csak egy igen kis részt választunk le, és vezetünk el a 157 és 159 fotodiódákhoz, mivel ez azok megfelelő működéséhez elegendő.

Ha egymással szemben áramló jeleket tartalmazó csatornákról van szó, és a λ, és λ₂ hullámhoszszok egymáshoz közel helyezkednek el, 1533, illetőleg 1556 nm értékben, akkor a 21-124 szelektív csatolóelemek sávszélességét célszerűen 10 nm-re választjuk meg. Ez elegendő ahhoz, hogy a megfelelő 21-124 szelektív csatolóelemeknek a jósági tényezője körülbelül 0,5 legyen.

Abban az esetben, ha a sávszélesség a -0,5 dB pontnál nagyobb mint 10 nm, a 21-124 szelektív csatolóelemeknek ennek megfelelően nagyobb a jósági tényezője.

A találmány szerinti elrendezéssel azt tapasztaltuk, hogy a 6 kétirányú optikai erősítő két vagy több egymással szemben áramló hullámhosszúságban leválasztott csatornákhoz úgy alkalmazható, hogy a rendszer egésze nem lesz instabil és nem gerjed be, akkor, hogyha olyan 20 optikai erősítőegységet, és olyan 32 optikai izolátorokat alkalmazunk, amelyek hídkapcsolásban két 121,123 szelektív csatolóelemet tartalmaznak, amelyeknek első sávszélessége van, és két olyan 122, 124 szelektív csatolóeleme van, amelyek második sávszélességre vonatkoznak. A 121-124 szelektív csatolóelemek szimmetrikusan vannak a 20 optikai erősítőegységhez képest elrendezve.

A találmány szerinti elrendezés többcsatornás adatátviteli vonalaknál alkalmazható, mindegyik átviteli irányba, feltéve, ha a csatornák irányonként a szelektív csatolóelemek sávszélességébe esnek, és megfelelő leválasztás van a csatornák között.

A találmány szerinti megoldás kialakításánál azt tapasztaljuk, hogy a 6 kétirányú optikai erősítőben az oszcilláció megakadályozható, még akkor is, hogyha a 20 optikai erősítőegységnél nagy erősítésértékeket valósítunk meg. Az elrendezés egy-egy részén helyi reflexiók léphetnek fel, például a viszonylag nagy reflexiós tényezőjű optikai kapcsolóelemek alkalmazása esetén, amelyek úgy vannak elrendezve, hogy nincsenek olyan hurkok kialakítva, amely olyan erősítőt tartalmazna, amelynek csillapítása egyenlő vagy kisebb, mint az erősítő vagy erősítőegység maximális erősítése.

Ez azáltal érhető el, hogy az áramkörben mindegyik jel, amely egy adott irányban teljed, reflexiónak és átvitelnek is ki van téve a 121-124 szelektív csatolóelemekben, ugyanazon a részen.

Claims (11)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kétirányú optikai erősítő, amely az alábbi elemeket tartalmazza:

   - adott hullámhosszsávba eső erősítésű optikai erősítőegységet (20), amely legalább egy optikai izolátorral (27,28) van ellátva,

   - legalább két, egymástól eltérő, de az erősítő erősítési sávjába eső, első és második hullámhosszú (λ_1; λ₂) ellenkező áramlási irányú optikai jelhez kiképezett két optikai bemeneti és kimeneti portot (106,107),

   - két, első szelektív csatolóelemet (121, 123) amelyeknek első hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe az első hullámhossz (λ]) esik, két második szelektív csatolóelemet (122, 124), amelyeknek második hullámhossz-áteresztő sávja van, amelybe a második hullámhossz (λ₂) esik, és az első és a második hullámhosszáteresztő sávok átfedés nélkül vannak kiképezve,

   - az optikai erősítőegység (20) bemenete és kimenete egy optikai hídkapcsolás két szemben lévő csomópontja közé van kötve, amely csomópontoknál a második szelektív csatolóelemek (122, 124) vannak csatlakoztatva, az optikai hídkapcsolás másik két egymással szemben fekvő csomópontjánál az első szelektív csatolóelemek (121, 123) vannak csatlakoztatva, amelyek még a bemeneti és kimeneti portokra (106,107) is csatlakoztatva vannak, azzal jellemezve, hogy az első szelektív csatolóelemeknek (121, 123) egy első hullámhossz-visszaverő sávja van, amely magában fogalja a második hullámhosszt (λ₂), a második szelektív csatolóelemeknek (122, 124) második hullámhossz-viszszaverő sávja van, amely magában fogalja az első hullámhosszt (λ₍), és az első szelektív csatolóelemek (121, 123) és második szelektív csatolóelemek (122, 124) szimmetrikusan vannak az optikai erősítőegységhez (20) és a bementi és kimeneti portokhoz (106,107) képest elhelyezve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az optikai erősítőegység (20) legalább egy erbiummal szennyezett aktív szálat (24) tartalmaz.
3. 3. A 2. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy a szennyezett aktív szál (24) alumínium-oxidot és germániumot is tartalmaz a szennyező anyagként.
4. 4. A 3. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy a szennyezett aktív szál (24) alumínium-oxidot, germániumot és lantánt is tartalmaz szennyező anyagként.
5. 5. A 2. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy a szelektív csatolóelemek (121, 122,123,124) legalább 10 nm sávszélességűek.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik áteresztősáv

   HU 219 696 Β legalább két különböző hullámhosszú (λ,; X₂) jelet enged át.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy a szelektív csatolóelemek (121-124) jósági tényezője 0,5 vagy ennél nagyobb.
8. 8. Kétirányú optikai erősítő, amely az alábbi elemeket tartalmazza:

   - legalább egy optikai izolátorral (27, 28) ellátott optikai erősítőegységet (20), amelynek adott erősítési hullámhosszsáv-szélessége van,

   - optikai bemeneti és kimeneti portokat (106, 107) legalább két ellenkező áramlási irányú egymástól eltérő, átfedés nélküli, első és második hullámhosszú optikai jelhez,

   - legalább két szelektív optikai csatolóelemet (121, 123), amelynek az első hullámhosszt (XJ magában foglaló áteresztősávja, és a második hullámhosszt (λ₂) magában foglaló visszaverő sávja van, és az optikai erősítőegység (20) egy optikai hídáramkör két egymással szemben lévő csomópontja közé van csatlakoztatva, míg az optikai hídáramkör másik két egymással szemben lévő csomópontja a bemeneti és kimeneti portokra (106,107) van csatlakoztatva, és a hídáramkör legalább egy olyan visszacsatoló hurkot képez, amely magában foglalja az optikai erősítőegységet (20), és legfeljebb három szelektív csatolóelemet (121, 123), azzal jellemezve, hogy a szelektív csatolóelemekkel (121, 123) képezett mindegyik visszacsatoló hurok maradék csillapítása nagyobb, mint az optikai erősítőegység (20) erősítése az erősítési sávba eső hullámhosszokra, és legalább az egyik bemeneti és kimeneti portnál (106,107) a fellépő reflexiós tényező legalább 15 dB, szűrő nélkül.
9. 9. A 8. igénypont szerinti kétirányú optikai erősítő, azzal jellemezve, hogy az optikai hídkapcsolás két első sávszélességgel rendelkező szelektív csatolóelemet (121,123), két második sávszélességgel rendelkező szelektív csatolóelemet (122, 124) tartalmaz, amelyek az optikai hídkapcsolás csomópontjaihoz vannak csatlakoztatva, és az optikai erősítőegységhez (20) képest szimmetrikusan vannak elrendezve.
10. 10. Kétirányú optikai erősítő, amely első és második ellentétes irányú optikai jel továbbítására kiképezett optikai vonalhoz van csatlakoztatva, az első optikai jelnek első hullámhossza (XJ a második optikai jelnek az elsőtől eltérő, második hullámhossza (X₂) van, tartalmaz továbbá az erősítő:

    - egyirányú jelátvitelt megvalósító optikai erősítőegységet (20), amelynek erősítési sávja mindkét hullámhossz (X_r, X₂) magában foglalja,

    - bemeneti és kimeneti portokat (106,107), amelyen keresztül az optikai vonalhoz van csatlakoztatva,

    - első, második, harmadik és negyedik szelektív csatolóelemeket (121-124), amelyek mindegyike első, második és harmadik hozzáférési optikai szállal (101-103) van ellátva, azzal jellemezve, hogy

    - az első szelektív csatolóelem (121) első optikai szálja (101) a második szelektív csatolóelem (122) második optikai száljához (102) van csatlakoztatva,

    - a második szelektív csatolóelem (121) második optikai szálja (102) a negyedik szelektív csatolóelem (124) első optikai száljához (101) van csatlakoztatva,

    - az első szelektív csatolóelem (121) harmadik optikai szálja (103) az első bemeneti és kimeneti porthoz (106) van csatlakoztatva,

    - a második szelektív csatolóelem (122) első optikai szálja (101) a harmadik szelektív csatolóelem (123) második optikai száljához van csatlakoztatva,

    - a második szelektív csatolóelem (122) harmadik optikai szálja (103) az egyirányú optikai erősítőegység (20) bemenetére van csatlakoztatva,

    - a harmadik szelektív csatolóelem (123) első optikai szálja (101) a negyedik szelektív csatolóelem (124) második optikai száljához (102) van csatlakoztatva,

    - a harmadik szelektív csatolóelem (123) harmadik optikai szálja (103) a második bementi és kimeneti porthoz van csatlakoztatva, és

    - a negyedik szelektív csatolóelem (124) harmadik optikai szálja (103) az egyirányú optikai erősítőegység (20) kimenetére van csatlakoztatva; továbbá az első és a harmadik szelektív csatolóelem (121,

    123) első típusú, az első és a harmadik optikai szálja (101,103) az első hullámhosszra (X|), a második és harmadik optikai szálja (102,103) a második hullámhosszra (X₂), kis csillapításúra van kiképezve, továbbá a második és negyedik szelektív csatolóelem (122,

    124) második típusú, és az első és a harmadik optikai száljuk (101, 103) között a második hullámhosszra (X₂), és a második és harmadik optikai száljuk (102, 103) között az első hullámhosszra (X,) alacsony csillapítást megvalósítóan van kiképezve.
11. 11. Eljárás kétirányú telekommunikációs jelátvitelre, amely eljárás során

    - első és második hullámhosszú (λβ X₂) optikai jelet hozunk létre egy első adóállomáson (1A) és egy második adóállomáson (1B),

    - az első és második hullámhosszú (Xjj Xj) optikai jeleket egy optikai szálas átviteli vonal (5) ellenkező végein vezetjük be;

    - és legalább egyszer az optikai szálas átviteli vonal (5) mentén elhelyezett egyetlen optikai erősítőegységgel (20) felerősítjük;

    - az első és második hullámhosszú (Xj; X₂) optikai jeleket első és második vevőállomáson (2A, 2B) vesszük, amelyek az első és második adóállomással (ΙΑ, 1B) szemben helyezkednek el az optikai szálas adatátviteli vonal (5) két végén, és az erősítés során egyetlen olyan optikai szálas erősítőegységet (20) használunk, amely aktív szállal (24), optikai izolátorral és szelektív csatolóelemekkel (121-124) van ellátva,

    - mindegyik jelet legalább egyszer a hozzárendelt áteresztőirányban átvezetjük az erősítőegység (20) első szelektív csatolóelemén (121, 123; 122,124), azzal jellemezve, hogy,

    - mindegyik jelet legalább egyszer a hozzárendelt második szelektív csatolóelemeken (124,122; 121,123), és az áramlási irányt tekintve az optikai erősítőegység (20) előtt és után reflexiónak vetjük alá.