NL1011398C1

NL1011398C1 - Optical splitter for telecommunications network

Info

Publication number: NL1011398C1
Application number: NL1011398A
Authority: NL
Inventors: Han Hiong Tan
Original assignee: Koninkl Kpn Nv
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

The use of Erbium Doped Fibre Amplifiers (9 to 12) compensates for losses in the passive splitter (8).

Description

Titel: Optische verdeel inrichting voor een telecommunicatienetwerkTitle: Optical distribution device for a telecommunications network

De uitvinding heeft betrekking op een optische verdeel inrichting voor een telecommunicatienetwerk.The invention relates to an optical distribution device for a telecommunications network.

5 Als gevolg van de groei van de vraag naar en het aanbod voor telecommunicatiediensten wordt al gedurende een reeks van jaren gezocht naar mogelijkheden om de capaciteit van telecommunicatienetwerken te vergroten. Met het oog hierop worden de metalen geleiders van de bestaande vaste netwerken geleidelijk 10 vervangen door optische vezels en worden nieuwe netwerken of delen daarvan ook met optische vezels aangelegd.5 As a result of the growth in the demand for and supply of telecommunications services, opportunities have been sought for a number of years to increase the capacity of telecommunications networks. In view of this, the metal conductors of the existing fixed networks are gradually replaced by optical fibers and new networks or parts thereof are also laid with optical fibers.

Bij de aanleg van een optisch abonneenetwerk voor breedbandtoepassingen (internet e.d.) kan het beste een invoeringsstrategie worden gevolgd waarbij de investeringen zo goed 15 mogelijk aansluiten bij de daadwerkelijke behoefte. Het te volgen migratie- of invoeringspad houdt er in het onderhavige geval rekening mee dat aanvankelijk slechts een klein gedeelte van alle netwerkabonnees daadwerkelijk behoefte hebben aan een optische aansluiting. De migratie loopt uit op de situatie dat w$1 alle 20 abonnees daadwerkelijk gebruik van de breedbandige optische aansluiting maken. De uitvinding stelt maatregelen voor het geleidelijk en kosten-efficient invoeren van het optische abonneenet voor. In de eindsituatie van het migratiepad is elke abonnee aangesloten op het optische net via een "Optical Line Terminator" 25 (OLT) waarop (zoals thans in de Nederlandse situatie is voorzien) 32 abonnees zijn aangesloten via een 1:32 splitser. Per 32 abonnees is dus één OLT nodig. In het begin echter van het migratiepad zullen nog relatief weinig abonnees daadwerkelijk op het optische netwerk aangesloten willen worden. Gezien de tamelijk hoge investeringskosten 30 van OLTs, is het aantrekkelijk om tijdens het invoeringstraject het aantal OLTs tot een minimum te beperkten. De uitvinding voorziet in maatregelen ter beperking van het aantal OLTs in de invoeringsperiode van het lokale optische netwerk.Hiertoe wordt volgens de uitvinding een optische verdeler voor een telecommunicatienetwerk daardoor 35 gekenmerkt, dat een passieve optische verdeel inrichting, die een via een ingangskanaal binnenkomend ingangssignaal verdeelt over een aantal uitgangskanalen waarin, ter compensatie van de in de passieve optische 1011398 -2- verdeelinrichting optredende verliezen, een optische versterker is opgenomen.When building an optical subscriber network for broadband applications (internet, etc.), it is best to follow an implementation strategy in which the investments match the actual need as closely as possible. In the present case, the migration or entry path to be followed takes into account that initially only a small part of all network subscribers actually need an optical connection. The migration ends in the situation where w $ 1 all 20 subscribers actually use the broadband optical connection. The invention proposes measures for the gradual and cost-efficient introduction of the optical subscriber network. In the final situation of the migration path, each subscriber is connected to the optical network via an "Optical Line Terminator" 25 (OLT) to which (as currently provided in the Dutch situation) 32 subscribers are connected via a 1:32 splitter. One OLT is therefore required per 32 subscribers. At the beginning of the migration path, however, relatively few subscribers will actually want to be connected to the optical network. In view of the relatively high investment costs of OLTs, it is attractive to keep the number of OLTs to a minimum during the introduction phase. The invention provides measures for limiting the number of OLTs in the introduction period of the local optical network. To this end, according to the invention, an optical distributor for a telecommunication network is characterized in that a passive optical distribution device distributing an input signal input via an input channel over a number of output channels in which an optical amplifier is included to compensate for the losses occurring in the passive optical distribution device.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.In the following, the invention will be further described with reference to the accompanying drawing.

5 Figuur 1 toont schematisch een eerste voorbeeld van een splitsing van een optisch communicatiekanaal in 32 kanalen, gebruik makend van slechts 1 OLT. Figuren 2 t/m 4 tonen configuraties die tijdens het migratietraject, wanneer de van abonnee-zijde de belangstelling voor optische aansluitingen toeneemt, kunnen worden toegepast; daarbij 10 neemt het aantal OLTs toe, maar blijft steeds tot een minimum beperkt. 0e optredende optische demping wordt steeds gecompenseerd door optische versterkers (EDFAs).Figure 1 schematically shows a first example of splitting an optical communication channel into 32 channels, using only 1 OLT. Figures 2 to 4 show configurations that can be used during the migration process, when interest from optical connections increases from the subscriber side; the number of OLTs increases, but is always kept to a minimum. The optical damping that occurs is always compensated by optical amplifiers (EDFAs).

Figuur 5 toont een uitvoeringsvoorbeeld waarbij een aantal optische versterkers gezamenlijk gebruik maken van een enkele pomplaser.Figure 5 shows an exemplary embodiment in which a number of optical amplifiers jointly use a single pump laser.

15 Figuur 1 toont schematisch een configuratie van een deel van een communicatienetwerk met een optische lijnafsluit inrichting (OLT)2 van een uit optische vezels opgebouwde transmissiënjn 1. De uitgang van de OLT wordt gevormd door een optisch transmissiekanaal 3, dat in dit voorbeeld gesplitst is in vier kanalen 4,5,6 en 7 met behulp van een 20 1:4 passieve verdeel inrichting 8. Elk van de kanalen 4 t/m 7 van de passieve inrichting 8 is echter volgens de uitvinding voorzien van een optische versterker 9,10,11 en 12, zoals bijvoorbeeld een Erbium Doped Fiber Amplifier, gebruikelijk aangeduid als EDFA.Figure 1 schematically shows a configuration of a part of a communication network with an optical line termination device (OLT) 2 of a transmission constructed from optical fibers 1. The output of the OLT is formed by an optical transmission channel 3, which in this example is split in four channels 4,5,6 and 7 with the aid of a 1: 4 passive distribution device 8. According to the invention, each of channels 4 to 7 of the passive device 8 is provided with an optical amplifier 9,10 , 11 and 12, such as, for example, an Erbium Doped Fiber Amplifier, commonly referred to as EDFA.

EDFA's zijn optische versterkers die gevoed worden met een pomplaser. 25 De meest gangbare EDFA's hebben een uitgangsvermogen van maximaal 13dBm, doch andere vermogenswaarden zijn mogelijk. Een belangrijke eigenschap van EDFA's is, dat in de verzadigde toestand, ongeacht het ingangsvermogen, een vast uitgangsvermogen wordt afgegeven. Door daarvan gebruik te maken kunnen de dempingsverliezen in een 30 verdeel inrichting daardoor zeer goed met EDFAs gecompenseerd worden.EDFAs are optical amplifiers powered by a pump laser. 25 The most common EDFAs have an output power of up to 13dBm, but other power values are possible. An important property of EDFAs is that in the saturated state, regardless of the input power, a fixed output power is delivered. By making use of this, the damping losses in a distribution device can thereby be very well compensated with EDFAs.

Dit heeft weer tot gevolg, dat het uitgangsvermogen van een uitgangskanaal van een verdeel inrichting samen met de voor dat kanaal toegepaste versterker in hoofdzaak gelijk kan zijn aan het uitgangsvermogen van de lijnafsluitinrichting. In elk stadium van het 35 migratietraject is de verdeel inrichting daardoor als het ware transparant in de verbinding tussen een lijnafsluitinrichting en een op een kanaal van de verdeel inrichting aangesloten netwerkgedeelte 101 1398 -3- respectievelijk netwerkcomponent, zoals bijvoorbeeld een BTS (Basis Transceiver Station). Door de te gebruiken EDFAs in hun verzadiging in te stellen (door middel van de toe te voeren voedingsvermogen vanuit hun voedingslaser), waardoor het uitgangsvermogen van de EDFA 5 constant is, is in elk stadium van het invoeringstraject het uitgangsvermogen van het lokale distributienetwerk constant. Eventuele (geringe) verschillen kunnen desgewenst worden opgevangen door toepassing van automatische versterkingsregelaars of dempers, of door gebruik te maken van de marges van het systeem.As a result, the output power of an output channel of a distribution device together with the amplifier used for that channel can be substantially equal to the output power of the line termination device. At each stage of the migration path, the distribution device is therefore, as it were, transparent in the connection between a line termination device and a network part 101 1398 -3- or network component connected to a channel of the distribution device, such as for instance a BTS (Basic Transceiver Station). . By setting the EDFAs to be used in their saturation (by means of the supply power to be supplied from their supply laser), so that the output power of the EDFA 5 is constant, the output power of the local distribution network is constant at every stage of the introduction process. Any (minor) differences can, if desired, be compensated for by using automatic gain controls or dampers, or by using the margins of the system.

10 In het voorbeeld van figuur 1 is een totale splitsverhouding van 1:32 toegepast, verdeeld over de op zichzelf passieve verdeel inrichting 8 en een met elke tak van de verdeel inrichting 8 gekoppelde tweede verdeel inrichting 13 met een splitsverhouding van 1:8. Van de tweede verdeel inrichting is er slechts één in figuur 1 getoond. De tweede 15 verdeel inrichtingen zijn elk verbonden met de uitgang van een optische versterker 9,10,11 of 12, en verdelen het ingangssignaal van de verdeel inrichting over optische vezelkanalen F1 t/m F8, F9 t/m F16, F17 t/m F24 en F25 t/m F32.In the example of figure 1, a total splitting ratio of 1:32 is applied, divided between the per se passive distribution device 8 and a second distribution device 13 coupled to each branch of the distribution device 8, with a split ratio of 1: 8. Only one of the second distribution device is shown in Figure 1. The second distributors are each connected to the output of an optical amplifier 9, 10, 11 or 12, and divide the input of the divider over optical fiber channels F1 through F8, F9 through F16, F17 through F24 and F25 to F32.

De 1:4 verdeel inrichting levert een demping van maximaal | 7,0 dB op. 20 Een in de verzadigde toestand verkerende EDFA kan die demping ruimschoots compenseren. De 1:8 verdeel inrichting 13 verschaft nog een extra demping van maximaal lldB. Als de EDFA 9 wordt ingesteld op een uitgangsvermogen van lldBm wordt de demping van de 1:8 verdeel inrichting 13 juist gecompenseerd. Derhalve wordt van de 25 eigenschap van een EDFA om in verzadiging een vast uitgangsvermogen te verschaffen onafhankelijk van het ingangsvermogen gebruik gemaakt om de demping van de eerste verdeel inrichting 8 te compenseren, terwijl van het daadwerkelijk ingestelde uitgangsvermogen van de EDFA gebruik wordt gemaakt om de demping van de tweede verdeel inrichting 13 op te 30 heffen.The 1: 4 distribution device provides a damping of maximum | 7.0 dB on. A saturated EDFA can more than compensate for that damping. The 1: 8 distribution device 13 provides an additional damping of maximum 11B. When the EDFA 9 is set to an output power of 11Bm, the attenuation of the 1: 8 distribution device 13 is just compensated. Therefore, the property of an EDFA to provide a solid output power in saturation is used independently of the input power to compensate the damping of the first distribution device 8, while the actual set output power of the EDFA is used to compensate the damping of the second distribution device 13.

De andere EDFA's in figuur 1 werken op dezelfde wijze als de hierboven beschreven EDFA.The other EDFAs in Figure 1 operate in the same manner as the EDFA described above.

Figuur 2 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld waarbij het aantal lijnafsluitinrichtingen is verdubbeld van een naar twee.Figure 2 schematically shows an embodiment in which the number of line termination devices has doubled from one to two.

35 Bij een gelijkblijvend aantal van 32 uitgangskanalen FI t/m F32 kan elke lijnafsluitinrichting 0LT1 respectievelijk 0LT2 gevolgd worden door een 1:2 verdeel inrichting waarvan elke tak is verbonden met een 1011398 -4- EDFA, respectievelijk EDFA1 t/m EDFA4, die elk weer een 1:8 verdeel inrichting voeden. Op soortgelijke wijze als in verband met figuur 1 beschreven compenseren de EDFA's weer de demping van de voorafgaande 1:2 verdeel inrichtingen 14,15 en ook van de op de EDFA's 5 volgende 1:8 verdeel inrichtingen.With an equal number of 32 output channels FI to F32, each line termination device 0LT1 and 0LT2 can be followed by a 1: 2 distribution device, each branch of which is connected to a 1011398-4-EDFA and EDFA1 to EDFA4, respectively. feed another 1: 8 distribution device. Similarly as described in connection with Figure 1, the EDFAs again compensate for the attenuation of the previous 1: 2 distributors 14,15 and also of the 1: 8 distributors following the EDFAs 5.

Figuur 3 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld met vier lijnafsluitinrichtingen 0LT1 t/m 0LT4 die elk direct gevolgd worden door een optische versterker EDFA1 t/m EDFA4 respectievelijk. Tussen de lijnafsluitinrichting en de optische versterkers is nu geen 10 verdeel inrichting aanwezig, maar elke EDFA wordt wel gevolgd door een 1:8 verdeel inrichting, waarvan de demping weer wordt gecompenseerd door de versterking van de EDFA.Figure 3 schematically shows an embodiment with four line termination devices 0LT1 to 0LT4, each of which is directly followed by an optical amplifier EDFA1 to EDFA4, respectively. There is now no distribution device between the line termination device and the optical amplifiers, but each EDFA is followed by a 1: 8 distribution device, the damping of which is again compensated by the amplification of the EDFA.

Figuur 4 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld met acht lijnafsluitinrichtingen 0LT1 t/m 0LT8, elk gevolgd door een optische 15 versterker EDFA1 t/m EDFA8. Elk van de optische versterkers voedt weer een verdeel inrichting, waarvan er bij 16 een is getoond. Indien weer 32 uitgangskanalen gewenst zijn is na elke EDFA een 1:4 verdeler nodig. De EDFA kan dan op een lager uitgangsvermogen worden ingesteld, bijvoorbeeld 7dBm.Figure 4 schematically shows an embodiment with eight line termination devices 0LT1 to 0LT8, each followed by an optical amplifier EDFA1 to EDFA8. Each of the optical amplifiers again feeds a distribution device, one of which is shown at 16. If again 32 output channels are desired, a 1: 4 divider is required after each EDFA. The EDFA can then be set to a lower output power, for example 7dBm.

20 In het geval dat een EDFA een relatief gering uitgangsvermogen behoeft te leveren, zoals het geval is indien de EDFA bijvoorbeeld een 1:4 verdeelinrichting voedt, is het mogelijk om met de voor een EDFA benodigde pomplaser meer dan een EDFA te bekrachtigen. Een pomplaser levert maximaal 1 13dBm aan uitgangsvermogen terwijl voor een 1:4 25 verdeelinrichting slechts 7dBm nodig is.In the event that an EDFA needs to supply a relatively low output power, as is the case if the EDFA supplies, for example, a 1: 4 distribution device, it is possible to energize more than one EDFA with the pump laser required for an EDFA. A pump laser delivers a maximum of 1 13dBm of output power while a 1: 4 25 distribution device only requires 7dBm.

Figuur 5 toont schematisch een configuratie waarbij vier EDFA's EDFA1 t/m EDFA4 volgen op vier lijnafsluitinrichtingen 0LT1 t/m 0LT4 en de EDFA's elk een 1:4 verdeelinrichting, zoals bijvoorbeeld aangegeven bij 17, die elk een verlies van 7dB opleveren, voeden. Bij 18 is een 30 pomplaser aangegeven, die gemeenschappelijk is voor een aantal, in dit voorbeeld vier, de EDFA's EDFA1 t/m EDFA4. Op deze wijze kunnen drie pomplasers bespaard worden hetgeen tot een aanzienlijke kostenreductie leidt. Het is natuurlijk ook mogelijk met een enkele pomplaser minder dan vier EDFA'S te bekrachtigen.Figure 5 schematically shows a configuration in which four EDFAs follow EDFA1 through EDFA4 on four line termination devices 0LT1 through 0LT4 and the EDFAs each feed a 1: 4 distribution device, as indicated, for example, at 17, each yielding a loss of 7dB. At 18 a pump laser is indicated, which is common to a number, in this example four, of the EDFA's EDFA1 to EDFA4. In this way, three pump lasers can be saved, which leads to a considerable cost reduction. It is of course also possible to power less than four EDFAs with a single pump laser.

35 Als een verdeling over 32 vezelkanalen gewenst is zijn nog vier EDFA's met daarop volgende 1:4 verdeel inrichtingen. Hiervoor kan dan een tweede gemeenschappelijke pomplaser worden toegepast.If a distribution over 32 fiber channels is desired, there are four more EDFAs with subsequent 1: 4 distribution devices. A second common pump laser can then be used for this.

10113981011398

Claims

Optical distribution device for a telecommunications network, characterized by a passive optical distribution device (8) which distributes an input signal input via an input channel over a number of output channels in which, to compensate for the losses occurring in the passive optical distribution device, an optical amplifier ( 9 ... 12) is included.

Optical distribution device according to claim 1, characterized in that the distribution device has a first passive distribution section (8), the output channels of which are each connected to the input side of an optical amplifier (9 ... 12), wherein the output of the optical amplifier is connected to the input of a second optical distribution section (13).

Optical distribution device according to claim 1 or 2, characterized in that the input channel is connected to the output of an optical line termination device (2).

Optical distribution device according to claim 2 or 3, characterized in that the first passive distribution section has a number of output channels greater than or equal to four.

Optical distribution device according to any one of the preceding claims, characterized in that the optical amplifier is of the type which, in the saturated state, provides a fixed output power independent of the input power.

Optical distribution device according to claim 5, characterized in that the optical amplifier is an Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) connected to a pump laser (18).

Optical distribution device according to claim 6, characterized in that the optical amplifier is set in the saturated state.

Optical distribution device according to any one of the preceding claims 30, characterized by a number of optical amplifiers, which are energized in operation by a pump laser, wherein the outputs of the optical amplifier are connected to passive distribution devices such that the optical amplifiers in operation are less than the maximum output power, and wherein a single pump laser is connected to more than one optical amplifier for common energization of those optical amplifiers. 1011398