NO303998B1 - Forsterker for fiberoptiske telekommunikasjonsledninger, og fiberoptisk telekommunikasjonsledning som inneholder en slik forsterker - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en forsterker for fiberoptiske telekommunikasjonsledninger, hvor forsterkeren, inne i en tett innhylling som kan forbindes med den ene av endene av hver av en første og en andre fiberoptisk kabel, omfatter i det minste et parti av en optisk fiber med aktiv kjerne hvis ender er optisk forbundet med en optisk fiber i den første kabel og med en optisk fiber i den andre kabel, idet en første kilde for pumpende optisk stråling er forbundet med den ene av de to ender av det fiberoptiske parti med aktiv kjerne.

Oppfinnelsen angår også en fiberoptisk telekommunikasjonsledning som omfatter i det minste en første og en andre fiberoptisk kabel som er anordnet i serie og forbundet med hverandre ved hjelp av en forsterker ifølge oppfinnelsen.

De optiske fibrer av typen med såkalt "aktiv kjerne" omfatter som kjent inne i en "kledning" i det minste en "kjerne" i hvilken det finnes tilsetningsstoffer eller dopingsstoffer som ved siden av å gjøre "kjernens" brytningsindeks høyere enn for "kledningen", blir optiske strålingskilder med en bølgelengde X1som benyttes for overføring når de treffes av en stråling med en bølgelengde X2(forskjellig fra \ x) som er forskjellig i over-ensstemmelse med de spesielle dopingsstoffer som benyttes.

Eksempler på dopingsstof f er som har denne egenskap, er erbium og neodym.

I de optiske fibrer med aktiv kjerne skjer mer spesielt avgivelsen av optisk stråling med en bølgelengde kxnår det i den optiske fiber vandrer en stråling med en bølgelengde X2, vanligvis kalt pumpende, optisk stråling. Dette forklarer fenomenet med forsterkningen av signalene som utføres gjennom de optiske fibrer med såkalt aktiv kjerne som er summarisk beskrevet ovenfor.

Bruken av forsterkerne som er forsynt med fiberoptiske partier med aktiv kjerne i fiberoptiske undervanns-telekommunikasjonsledninger, vil erstatte eller fortrenge bruken av optoelektroniske overdrag eller forsterkere for de overførte signaler på grunn av større pålitelighet sammenliknet med sistnevnte, takket være et lavere innhold av elektroniske komponenter.

De elektroniske komponenter som er til stede i de optoelektroniske forsterkere, er i virkeligheten som kjent ganske viktige og er av den type som arbeider på høye frekvenser. Dette skyldes at det optiske inngangssignal som er modulert ved høy frekvens, i de optoelektroniske forsterkere omformes til et elektrisk signal som nødvendigvis ligger på høy frekvens, at det elektriske signal forsterkes ved høy frekvens, og at det forsterkede elektriske signal igjen omformes til et forsterket optisk signal som fremdeles ligger på høy frekvens og som utsendes på forsterkernes utgang.

Nettopp disse elektroniske høyfrekvenskomponenter har vist seg ikke å være særlig pålitelige over tid som følge av svikt av disse og den derav følgende avbrytelse av linjedriften.

Denne ulempe er klart meget farlig, særlig i fiberoptiske undervanns-telekommunikasjonsledninger. I tillegg til dette har man den vanskelige tilgang til de optoelektroniske forsterkere for reparasjon av disse, og den lange tid som kreves før linjen igjen settes i drift.

Til forskjell fra de optoelektroniske forsterkere inneholder de kjente forsterkere som er forsynt med optiske fibrer med aktiv kjerne, ikke elektroniske komponenter for høy frekvens, og det eneste følsomme element som disse inneholder, er den pumpende, optiske strålingskilde som vanligvis utgjøres av en laser, en laserdiode eller liknende.

Selv om de fiberoptiske telekommunikasjonsledninger som omfatter fiberoptiske forsterkere med aktiv kjerne, er mer pålitelige i forhold til de optoelektroniske forsterkere på grunn av den mindre fare for svikt, er de imidlertid ikke i stand til å overbringe faresignaler som kan oppstå under driften, til ledningens endestasjoner og, i tilfelle av undervannsledninger, til landendene, og i tilfelle av svikt er det praktisk talt umulig å lokalisere svikten langs ledningen eller linjen.

Av denne grunn er det ved de fiberoptiske telekommunikasjonsledninger viktig å sørge for et antall optiske reservekanaler både i kablene og i overdragene eller forsterkerne, og alle uavhengige av hverandre for å settes i funksjon når en arbeidende optisk kanal ikke kan utnyttes. Dette utgjør åpenbart en betydelig kompleksitet og en reduksjon av effektiviteten av de nåværende, fiberoptiske telekommunikasjonsledninger.

JP-A-61 75326 viser en anordning for optisk forsterkning i en fiber. I denne kjente anordning blir et optisk signal som er generert av en halvlederlaser, forsterket ved hjelp av en enkeltmodus-kiselfiber. Pumpende lys fra en laser intensitets-moduleres ved hjelp av en modulator med det samme modulerende signal som signallyset. Pumpelys-puls toget og signallys-pulstoget koples til enkeltmodus-kiselfiberen. Denne publikasjon angår ikke en optisk forsterker som omfatter en optisk fiber med aktiv kj erne.

Formålet med oppfinnelsen er å forbedre påliteligheten og effektiviteten av fiberoptiske telekommunikasjonsledninger som omfatter forsterkere for de overførte signaler, for ved hjelp av optiske signaler å muliggjøre en kontroll fra endestasjonen av effektivitetstilstandene til hvilken som helst forsterker i ledningen og også av kabelens optiske fibrer, for å opprettholde alle de optiske kanaler i optimale arbeidstilstander, å redusere antallet av de optiske reservekanaler, å være i stand til å gjøre inngrep for på nytt å sette i drift en optisk kanal i tilfelle av svikt i en forsterker, og fra kabelendene umiddelbart å lokalisere den posisjon på ledningen i hvilken svikten har inntruffet, og således redusere inngrepstiden.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en forsterker av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den omfatter en andre kilde for pumpende optisk stråling som er forbundet med den andre ende av det fiberoptiske parti med aktiv kjerne, en mikrobehandlings-krets som er forbundet med de to ender av det fiberoptiske parti med aktiv kjerne og som overvåker variasjonene i intensitet av de pumpende optiske strålinger inne i det fiberoptiske parti med aktiv kjerne, og sender signaler som er en funksjon av de nevnte variasjoner til en styrekrets i minst én lavfrekvensmodulator som er forbundet med den ene av de pumpende optiske kilder for å modulere den pumpende optiske stråling, og en arbeidende kommutator for utkopling av den første og for innkopling av den andre pumpende optiske strålingskilde.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en fiberoptisk telekommunikasjonsledning av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at minst én av den sender kan tilkoples til en ytterligere lavfrekvensmodulator for modulasjon av den optiske stråling for overføring av signalene. Oppfinnelsen vil blir bedre forstått ved hjelp av den etterfølgende, nærmere beskrivelse av et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av en fiberoptisk undervanns-telekommunikasjonsledning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser skjematisk elementene i en forsterker for fiberoptiske telekommunikasjonsledninger ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser en komponent av forsterkeren på fig. 2, fig. 4 viser skjematisk en spesiell utførelse av en krets av et forsterker-element, fig. 5 viser skjematisk en spesiell utførelse av et annet element av forsterkeren omfattende en laser for den pumpende optiske stråling, fig. 6 viser skjematisk en alternativ utførelse av elementet som er vist på fig. 5, og fig. 7 viser et blokkskjerna av et ytterligere element av forsterkeren.

En fiberoptisk undervanns-telekommunikasjonsledning, som utgjør et spesialtilfelle av en ledning ifølge oppfinnelsen, er skjematisk vist på fig. 1. Ledningen omfatter et antall fiberoptiske kabler 1, 2, 3, 4 og 5 som er anordnet i serie den ene etter den andre, og som er parvis koplet til forsterkere 6, 7, 8 og 9 for de optiske signaler som overføres langs ledningen.

Ved enden av ledningen finnes henholdsvis en sendende/mottakende stasjon 10 og en mottakende/sendende stasjon 11.

De fiberoptiske kabler 1, 2, 3, 4 og 5 er alle av hvilken som helst konvensjonell type og omfatter en mekanisk motstandsdyktig armering som er egnet til å motstå alle de mekaniske strekkspenninger som påføres under utleggings- eller opptakingsoperasjonene for ledningen, en kjerne omfattende i det minste en optisk fiber som er innesluttet i en tett mantel, og elektriske ledere for mating av forsterkerne for de overførte signaler.

Da de fiberoptiske kabler 1, 2, 3, 4 og 5, som er like eller forskjellige fra hverandre, er av hvilken som helst konvensjonell type, vil det ikke bli gitt noen beskrivelse av disses konstruksjon.

Slik som foran angitt, er kablene 1, 2, 3, 4 og 5 forbundet parvis med hverandre ved hjelp av forsterkere for de overførte signaler. Spesielt er kablene 1 og 2 innbyrdes forbundet via forsterkeren 6, kablene 2 og 3 er innbyrdes forbundet via forsterkeren 7, kablene 3 og 4 er innbyrdes forbundet via forsterkeren 8, og kablene 4 og 5 er innbyrdes forbundet via forsterkeren 9.

Fig. 2 viser skjematisk den ene av forsterkerne, f .eks. forsterkeren 6 som er innskutt og forbinder to fiberoptiske kabler, f.eks. kablene 1 og 2.

Forsterkeren 6 oppviser en tett innhylling 12 som inneholder anordningen 15 som skal beskrives i det følgende og ved hjelp av hvilken det skjer forsterkning av de optiske signaler som kommer fra kabelen 1, overføring av de forsterkede signaler til kabelen 2, meddelelse til hvilken som helst av stasjonene 11 eller 12 om forsterkningsanordningens driftstil-stander, kontroll av tilstandene av de optiske fibrer 13 og 14, og inngrepshandlinger på forsterkningsanordningen som konsekvens av de styresignaler som utsendes av én av stasjonene 10 og/eller 11.

Innhyllingen 12 er dessuten også mekanisk motstandsdyktig både overfor det hydrostatiske trykk fra omgivelsene hvor forsterkeren er plassert, og overfor de mekaniske påkjenninger under ledningens utleggings- eller opptakingsoperasjoner.

Det som nettopp er angitt ovenfor, må imidlertid ikke forstås som begrensende, da den mekanisk motstandsdyktige konstruksjon av forsterkeren 6 ikke kan falle sammen med den tette innhylling 12.

Den tette innhylling 12 er videre forbundet, alltid på tett måte, med endene av kablene 1 og 2 som vender mot forsterkeren 6, og alle de optiske fibrer 13 og 14 i henholdsvis kablene 1 og 2 trenger gjennom forsterkerens innhylling 12.

Med henblikk på klarhet i fremstillingen viser fig. 2 bare én optisk fiber 13 i kabelen 1 og bare én optisk fiber 14 1 kabelen 2 som er forbundet med hverandre via anordningen 15 ved hjelp av hvilken de optiske signaler som kommer fra kabelens 1 optiske fiber 13, og som uunngåelig er blitt utsatt for en dempning under sin vandring, forsterkes og sendes inn i kabelens 2 optiske fiber 14.

Anordninger lik den som er betegnet med henvisningstallet 15, forbinder alle de enkeltstående optiske fibrer i kabelen 1 med de optiske fibrer i kabelen 2.

Anordningen 15 skal nå beskrives. Denne anordning benyttes til å utføre forsterkningen av de optiske signaler, kontrollen og meddelelsen til én av endestasjonene 10 og 11 (f.eks. stasjonen 11) om forsterkerens driftseffektivitetstil- stander, og inngrepshandlingene på forsterkningsanordningen som konsekvens av styresignalene som kommer fra ledningens endestasjoner 10 og 11.

Anordningen 15 omfatter et parti av en optisk fiber 16 med aktiv kjerne som er av i og for seg kjent type og er summarisk beskrevet foran.

Ved endene av det fiberoptiske parti 16 med aktiv kjerne finnes en optisk kopler 17 og en optisk kopler 18. Den optiske fiber 13 er forbundet med den optiske kopler 17, mens den optiske fiber 14 er forbundet med den optiske kopler 18. Videre er den optiske kopler 17 forbundet med en pumpende, optisk strålingskilde, for eksempel en laser eller en laserdiode 19 som er forsynt med sin egen elektriske krets som skal beskrives nærmere senere under henvisning til fig. 5, og den optiske kopler 18 er forbundet med en annen pumpende, optisk strålingskilde, særlig en laser eller en laserdiode 20 som er forsynt med sin egen elektriske krets som er identisk med den som er knyttet til laseren 19.

Koplerne 17 og 18 er nøyaktig like, og spesielt er de firpolede, dikroiske kopiere, og fig. 3 viser et eksempel på disse kopiere.

Som vist på fig. 3, er den spesielle kopler 17 som er vist på figuren, dannet av to fiberoptiske partier 21 og 22 som er tett forenet med hverandre ved hjelp av smelting av den relative kledning i de sentrale deler, slik at det gjenstår frie ender som er betegnet med de respektive henvisningstall 23 og 24 (for det fiberoptiske parti 21), 25 og 26 (for det fiberoptiske parti 22).

Spesielt er endene 23 og 24 av kopleren 17 forbundet henholdsvis med den optiske fiber 13 og med det fiberoptiske parti 16 med aktiv kjerne, enden 25 er forbundet med laseren 19, mens enden 26 er forbundet med en fotodiode 27.

Likeledes er kopleren 18 nøyaktig slik som kopleren 17 også forbundet med en fotodiode 28 via enden av den optiske fiberlengde hvis andre ende er forbundet med laseren 20.

De spesielle dikroiske kopiere 17 og 18 som er beskrevet foran bare som eksempel, kan utskiftes med andre typer av dikroiske kopiere som er i og for seg kjent for fagfolk på området, såsom de såkalte mikrooptiske kopiere, de såkalte plane

optiske kopiere og liknende.

Koplerne 17 og 18 er videre optisk forbundet med respektive fotodioder 27 og 28 som er bedre vist på fig. 4 og skal beskrives i det følgende.

Fotodiodene 27 og 28 er forbundet med en mikrobehand-lingskrets 29 (beskrevet i det følgende under henvisning til fig.

7) til hvilken også de kretser som er knyttet til laserne 19 og

20, og som skal beskrives i det følgende under henvisning til fig. 5, er tilkoplet.

Fig. 4 viser skjematisk fotodioden 27 med sin til-hørende forsterker 27' som, når laseren 19 arbeider, utsender et signal Vc, rettet mot mikrobehandlingskretsen 29, hvis intensitet er en funksjon av intensiteten av den pumpende, optiske stråling på utgangen av den dikroiske kopler 17 via sistnevntes ende 26.

i På nøyaktig samme måte som fotodioden 27 er fotodioden 28 forsynt med sin egen forsterker som, når laseren 20 arbeider, utsender et signal V'c som rettes mot mikrobehandlingskretsen 29.

Slik som foran angitt, er hver laser 19, 20 knyttet til en elektrisk krets.

Fig. 5 viser skjematisk den elektriske krets som er knyttet til laseren 19 (og som er identisk med den elektriske krets som er knyttet til laseren 20 og som ikke er vist på noen figur).

Som vist på fig. 5, er den egentlige laser 19' koplet til enden av den dikroiske kopler 17 via en optisk fiber 19'',

og til en fotodiode 30 som er knyttet til en forsterker 31, via en optisk fiber 19'''.

Det signal Va som avgis av forsterkeren 31, hvis verdi er direkte proporsjonal med intensiteten av den optiske stråling i som utsendes av laseren 19', sendes på samme tid til mikrobehandlingskretsen 29 og til en komparator 32. I komparatoren 32 sammenliknes signalet Va med et referansesignal som avgis av en referansesignalsender 33.

Sammenlikningssignalet<V>bla8(bias = forspenning) som avgis av komparatoren 32, sendes på samme tid til mikrobehandlingskretsen 29 og til en styrekrets i en variabel strømgenerator 34 som mater laseren 19'. I forbindelsen mellom den variable

strømgenerator 34 og laseren 19' er det innskutt et relé 35 som kan settes i funksjon av et signal 1^som avgis av mikrobeh-

andiingskretsen 29. Reléet 35 er dessuten koplet til en forsterker 36 for elektriske signaler Vbsom ledes til mikrobehandlingskretsen 29, idet de nevnte signaler avgis av laseren 19' når denne siste ikke arbeider som laser, men arbeider som fotodiode.

Dessuten er en modulator 37 for en forutbestemt lavfrekvens (og fortrinnsvis to modulatorer 37 og 37' for forskjellig lavfrekvens) knyttet til lederen for forbindelse av den variable strømgenerator 34 med reléet 35. Den nevnte lavfrekvensmodulator 37 er forsynt med et relé 38 som settes i funksjon ved hjelp av signalene Ina og Ind som avgis av mikrobehandlingskretsen 29. Slik som tidligere angitt, er den elektriske krets som er knyttet til laseren 20, lik den som er knyttet til laseren 19, og vil derfor ikke bli beskrevet.

Signalene for den elektriske krets som er knyttet til laseren 20, er imidlertid lik de som er angitt tidligere for den elektriske krets for laseren 19, og senere i beskrivelsen vil signalene som angår den elektriske krets for laseren 20, bli betegnet med det samme symbol som det som benyttes for kretsen for laseren 19, men forsynt med merketegn.

Fig. 6 viser en alternativ utførelse av kretsen på fig. 5 som skal benyttes i tilfelle det er fare for at laseren 19 går fullstendig ut av drift og derfor ikke kan benyttes både som kilde for pumpende optisk stråling, og som overvåkende fotodiode.

Den alternative utførelse på fig. 6 er forskjellig fra utførelsen på fig. 5 bare ved at den tilveiebringer en optisk kommutator 19v som kan settes i funksjon ved hjelp av et signal Inc som avgis av mikrobehandlingskretsen 29. Den optiske kommutator 19v er innført i den optiske fiber 19'' og er koplet til forsterkeren 36 via en fotodiode 19IV.

Fig. 7 viser et blokkskjerna av mikrobehandlingskretsen 29.

Som vist på fig. 7, omfatter mikrobehandlingskretsen en multiplekser 39 som mottar signalene<V>bias, Va, Vbsom avgis av laserens elektriske krets, og signalene V'blas, V'a, V'b som avgis av laserens (20) elektriske krets, idet signalene Vckommer fra fotodioden 27 og signalene V'c kommer fra fotodioden 28 (vist på fig. 2).

På nedstrømssiden av multiplekseren 39 finnes en analog/digital-omformer 40 som er koplet til en mikroprosessor (CPU) 41 til hvilken det er knyttet en programkrets (ROM) 42, idet programkretsen 42 som arbeider sammen med mikroprosessoren, setter sistnevnte i stand til å avgi signalene Ina, 1^, Inc og eventuelt Ind som rettes mot laserens 19 elektriske krets, og signalene I'na,<I>'„b/ I'ncog eventuelt I'ndsom rettes mot laserens 20 elektriske krets.

I en ledning ifølge oppfinnelsen finnes det dessuten, i det minste på én av de to stasjoner 10 og 11 (fig. 1), kretser for overvåking av de signaler som overføres av forsterkerne 6, 7, 8 og 9 som er til stede i ledningen, og en krets for sending av styresignalene for forsterkerkomponentene til ledningen. Disse kretser for overvåking og sending av signalene til ledningen vil ikke bli beskrevet da de er i og for seg kjente og ligger innenfor kapasiteten til en fagmann på området.

Virkemåten av ledningen ifølge oppfinnelsen og også av de i ledningen tilstedeværende forsterkere ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives.

Under drift av ledningen sendes høyfrekvente optiske signaler med en bølgelengde klrsom frembringes f.eks. i stasjonen 10 (sendestasjonen), til de optiske fibrer.

De høyfrekvente optiske signaler med bølgelengde Xxsvekkes ved utbredelse inne i kabelens 1 optiske fibrer 13, og de trenger derfor å forsterkes i forsterkeren 6 før de går inn 1 de optiske fibrer 14 i den fiberoptiske kabel 2.

På samme måte som foran beskrevet, må de høyfrekvente optiske signaler med bølgelengde klfsom vandrer langs kabelens 2 optiske fibrer, forsterkes i forsterkeren 7 før de sendes til den fiberoptiske kabel 3. Likeledes trenger de høyfrekvente optiske signaler som vandrer langs de optiske fibrer i kabelen 3, å forsterkes i forsterkeren 8 før de fortsetter inn i de optiske fibrer i kabelen 4. Det samme skjer for de optiske signaler som vandrer i kabelen 4 og som må forsterkes av forsterkeren 9 for å overføres til kabelen 5 slik at de når frem til mottakerstasjonen 11.

Det samme anvendes også på senderstasj onen når denne er stasjonen 11 og den mottakende stasjon er stasjonen 10.

Slik som foran angitt, viser fig. 2 skjematisk de vesentlige komponenter i den foran beskrevne forsterker 6. De andre forsterkere 7, 8 og 9 som er til stede i ledningen, er lik forsterkeren 6.

I forsterkeren 6 arbeider bare den ene av de to lasere, f .eks. den som er betegnet med henvisningstallet 19, for å sende den pumpende energi med bølgelengde k2som er nødvendig for forsterkningen, til det fiberoptiske parti 16 med aktiv kjerne.

Den andre laser eller pumpende optiske strålingskilde som er merket med henvisningstallet 20, er ikke aktiv som sendende optisk kilde, idet den holdes som reserve og således virker som overvåkende fotodiode.

Den pumpende optiske stråling med bølgelengde k2kan moduleres på lav frekvens m6, for eksempel takket være den variable strømgenerator 34 på fig. 5, f.eks. med en programmert modulasjon i generatoren, av fagfolk også kalt "tone". m6 er forskjellig fra lavfrekvensmodulasjonen for den pumpende optiske stråling for de andre forsterkere.

Spesielt i forsterkerne 6, 7, 8 og 9 har lavf rekvensmodulasj onen eller "tonen" for den eneste pumpende optiske stråling henholdsvis verdier m6, m7, m8 og m9 som er forskjellige fra hverandre.

Alle toner m6, m7, m8 og m9 som er forskjellige fra hverandre, overføres i ledningen og overvåkes i den mottakende stasjon som signaler som angir hvilke som er de lasere som arbeider i de forskjellige forsterkere.

Lavfrekvensmodulasjonen av den pumpende optiske stråling k2forstyrrer ikke overføringens optiske signaler X1da disse er modulert på høy frekvens.

Slik som ovenfor angitt, går de overførte, optiske signaler klfsom er modulert på høy frekvens og er dempet som følge av at de har vandret langs den optiske fiber 1, inn i forsterkeren 6. De overførte, optiske signaler k1trenger inn i den optiske fiber 16 med aktiv kjerne gjennom den dikroiske kopler 17. Også den pumpende optiske stråling med bølgelengde A2, som avgis av kilden eller laseren 19, går inn i den optiske fiber 16 med aktiv kjerne. Som følge av det tidligere forklarte fenomen skjer forsterkningen av de optiske signaler med bølge-lengde Ax inne i den optiske fiber 16 med aktiv kjerne, og via den dikroiske kopler 18 innføres de forsterkede signaler i kabelens 2 optiske fiber 14.

Intensiteten av den pumpende optiske energi på inngan-gen til det fiberoptiske parti med aktiv kjerne, uttrykt som elektrisk signal Vc, overvåkes via fotodioden 27 som er knyttet til den dikroiske kopler 17.

Intensiteten av den pumpende optiske energi på utgangen fra det fiberoptiske parti med aktiv kjerne, uttrykt som signal V'b, overvåkes via den elektriske krets som er knyttet til laseren 20 som er ute av drift som laser og arbeider som detekterende fotodiode.

De to elektriske signaler Vcog V'b sendes til mikrobehandlingskretsen 29.

Vanligvis arbeider laseren 19 meget godt, og dette takket være virkningen av den del av den elektriske krets som er innesluttet innenfor den stiplede linje 43.

Et signal Va, som er en funksjon av intensiteten av den pumpende optiske stråling som avgis av laseren 19, overvåkes i realiteten via fotodioden 30 og forsterkeren 31. Ved siden av at signalet Va sendes til mikrobehandlingskretsen 29, sendes det også til komparatoren 32 som, idet den arbeider sammen med senderen 33 for referansesignaler, sørger for å styre den variable strømgenerator 34 som virker på laseren 19 slik at intensiteten av den pumpende optiske stråling alltid forblir modulert på samme måte.

Når imidlertid forløpet av tid uunngåelig forårsaker aldring av laseren 19, tilkjennegir signalene Va og Vbiasdenne informasjon for mikrobehandlingskretsen. I denne situasjon er mikrobehandlingskretsen programmert ved hjelp av lageret 42 til å avgi et signal Ina som, idet det virker på reléet 38, forårsaker at lavfrekvensmodulatoren 37 griper inn. Modulatoren 37 tvinger laseren 19 til å avgi et alarmsignal med en lavfrekvensmodulasjon eller tone m61 som forårsaker overlagring av en lik lavfrekvensmodulasjon av overføringens optiske signaler med bølgelengde klrhvilken kan oppfanges som alarmsignal på den mottakende stasjon 11. Videre er mikrobehandlingskretsen, programmert ved hjelp av lageret 42, ut fra de mottatte signaler Va og VblaBogså i stand til å overvåke drift eller ikke drift av enheten bestående av komparatoren 32 og den referansesignalsen-dende anordning 33. I tilfelle av feil i denne enhet kan mikrobehandlingskretsen eventuelt avgi et signal I'na (ikke vist på figuren) som, idet det virker på reléet 38 og på modulatoren 37, vil tvinge sistnevnte til å avgi et alarmsignal med en modulasjon m62.

I disse tilfeller kan den sendende stasjon 10, ved overlapping av en lavfrekvensmodulasjon m6/10 og m6/10' på de optiske signaler som er modulert på høy frekvens (bølgelengde Ax), sende et styresignal langs ledningen. Dette styresignal m6/10 forårsaker en modulasjon på den resterende, pumpende effekt lia med bølgelengde X2som av forsterkerens 6 mikrobehandlings-krets 29 overvåkes som et styresignal som rettes mot denne og tvinger mikrobehandlingskretsen til å avgi signaler 1^og 1'^til reléet 35 for å kople ut laserkilden 19 og for å kople på laserkilden 20.

På denne måte tilbakestilles den perfekte drift av den optiske kanal for overføring av telekommunikasjonssignaler i det tilfelle hvor laseren 19 ikke lenger er effektiv for å tilføre den nødvendige, pumpende energi, men den er alltid i stand til å arbeide meget godt som overvåkende fotodiode.

I det tilfelle hvor laseren 19, når den er utslitt eller ødelagt som pumpende optisk kilde, ikke en gang er i stand til å arbeide som overvåkende fotodiode i forsterkeren, benyttes den alternative utførelse ifølge fig. 6. I dette tilfelle er mikrobehandlingskretsen 29 programmert til, i tillegg til å avgi styresignalet 1^eller I<1>^, også å avgi styresignalet Inc eller I'ncnår den fra senderstasjonen 10 mottar styresignalet m6/10 eller m6/10'.

Ved hjelp av avgivelsen av signalet Inc eller I'ncsettes den optiske kommutator 19v i funksjon, og den optiske fiber 19<11>settes i forbindelse med den overvåkende fotodiode 19IV som er koplet til forsterkeren 36 fra hvilken de signaler Vb(eller V'b) som rettes mot mikrobehandlingskretsen 29, utsendes.

Det som er angitt for virkemåten av forsterkeren 6, gjelder også for forsterkerne 7, 8 og 9. Kontrollen av effektivitetstilstandene til de forskjellige optiske fibrer som er til stede i ledningen, avledes dessuten følgelig ut fra den spesielle konstruksjon og ut fra den spesielle virkemåte av forsterkerne som er til stede i selve ledningen.

I virkeligheten kan tilstedeværelsen av en feil i ledningens optiske fiber umiddelbart overvåkes, lokaliseres og overføres til endestasjonene 10 og 11, og alt dette skjer på følgende måte: Dersom en optisk fiber i kabelen, for eksempel den optiske fiber 13 i kabelen 1 ødelegges eller avbrytes, kommer de optiske signaler med bølgelengde Xxikke lenger frem til forsterkeren 6. I denne situasjon blir den pumpende optiske energi som avgis av laseren 19, idet den ikke benyttes for forsterkning av signalet Xlr praktisk talt ikke utsatt for dempning inne i den optiske fiber 16 med aktiv kjerne.

Resultatet er at mikrobehandlingskretsen 29, ved sammenlikningen av signalene Va og V'b, gjenkjenner eksistensen av en avvikende situasjon som ikke avhenger av forsterkeren. I dette tilfelle er mikrobehandlingskretsen 29 programmert til å sende, og den utsender et signal Ind som rettes mot reléet 38 som forårsaker inngrep av modulatoren 37', med utsendelsen av et modulert alarmsignal som rettes mot endestasjonen 11.

Da forsterkerne nedstrøms av forsterkeren 6 virker slik som denne sistnevnte, blir beliggenheten av stedet for feilen i ledningen med det optiske fiberbrudd raskt funnet.

Ut fra den tidligere gitte beskrivelse og de etterføl-gende betraktninger er det klart at de tilsiktede formål oppnås ved hjelp av en fiberoptisk telekommunikasjonsledning ifølge oppfinnelsen og forsterkerne ifølge oppfinnelsen.

Virkningen av å tilknytte to lasere til endene av en optisk fiber med aktiv kjerne inne i forsterkeren, en arbeidende laser og en reservelaser hvor den sistnevnte arbeider som overvåkende fotodiode, betyr en reduksjon i faren for driftsavbrytelse av ledningen, på grunn av at når den ene av de to lasere skades, kan den automatisk utskiftes med den andre, slik at man unngår noen driftsavbrytelse i overføringen av signaler.

Tilknytningen til laserne av kretser som arbeider med lavfrekvensmodulasjoner som i seg selv er meget pålitelige og under alle omstendigheter mer pålitelige enn de høyfrekvente, elektroniske kretser i de optoelektroniske overdrag, tillater dessuten en kontinuerlig kontroll fra endestasjonene, og i det spesielle tilfelle med undervannsledninger med landender, av arbeidstilstandene til alle forsterkerne på ledningen.

Muligheten for å sende overføringssignaler og styresignaler til de forskjellige forsterkere fra endestasjonene, ved å over lagre en lavf rekvensmodulasj on på høyf rekvensmodulasj onen, tillater dessuten at ledningen kan opprettholdes i optimale arbeidstilstander uten benyttelse av ytterligere optiske fibrer i kablene som utelukkende benyttes for sending av disse styresignaler.

Det faktum at hver forsterker ifølge oppfinnelsen utsender passende, særskilte signaler som mottas og gjenkjennes av stasjonene 10 og 11 ved ledningens ender, tillater videre, i tilfelle av skade på hvilken som helst optisk fiber i kabelen, nøyaktig lokalisering av skaden, og ved siden av å utgjøre en overvåking av effektiviteten av de optiske fibrer som er til stede i de forskjellige kabler, tillater dette i tilfelle av svikt et raskt inngrep for utførelse av reparasjon.

Selv om den spesielle utførelse av en ledning eller linje ifølge oppfinnelsen er en fiberoptisk undervanns-telekommunikasjonsledning, må dette ikke betraktes som noen begrensning av rammen av oppfinnelsen, da denne også omfatter jordledninger og luftledninger, som for eksempel fiberoptiske jordleder-luftledninger.

Claims (5)

1. Forsterker for fiberoptiske telekommunikasjonsledninger, hvor forsterkeren (6), inne i en tett innhylling (12) som kan forbindes med den ene av endene av hver av en første og en andre fiberoptisk kabel (1, 2), omfatter i det minste et parti (16) av en optisk fiber med aktiv kjerne hvis ender er optisk forbundet med en optisk fiber (13) i den første kabel (1) og med en optisk fiber (14) i den andre kabel (2), idet en første kilde (19) for pumpende optisk stråling er forbundet med den ene av de

to ender av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne, KARAKTERISERT VED at den omfatter en andre kilde (20) for pumpende optisk stråling som er forbundet med den andre ende av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne, en mikrobehand-lingskrets (29) som er forbundet med de to ender av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne og som overvåker variasjonene i intensitet av de pumpende optiske strålinger inne i det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne, og sender signaler som er en funksjon av de nevnte variasjoner til en styrekrets i minst én lavf rekvensmodulator (37) som er forbundet med den ene av de pumpende optiske kilder for å modulere den pumpende optiske stråling, og en arbeidende kommutator (35) for utkopling av den første og for innkopling av den andre pumpende optiske strålingskilde (19, 20).

2. Forsterker ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at ved hver ende av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne er forbindelsen av sistnevnte med en optisk fiber (13, 14) i kabelen (1, 2), med den pumpende optiske strålingskilde (19, 20) og med den krets som er tilkoplet til de to ender av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne, utført ved hjelp av en dikroisk kopler (17, 18).

3. Fiberoptisk telekommunikasjonsledning omfattende i det minste en første og en andre fiberoptisk kabel (1, 2) som er anordnet i serie og forbundet med hverandre ved hjelp av en forsterker (6) ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at minst én av dens ender kan tilkoples til en ytterligere lavfrekvensmodulator for modulasjon av den optiske stråling for overføring av signalene.

4. Fiberoptisk telekommunikasjonsledning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at inne i forsterkeren (6) ved hver ende av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne er forbindelsen av sistnevnte med en optisk fiber (13) i kabelen (1), med den pumpende optiske strålingskilde (19) og med den krets som er tilkoplet ved de to ender av det fiberoptiske parti (16) med aktiv kjerne, utført ved hjelp av en dikroisk kopler (17).

5. Fiberoptisk telekommunikasj onsledning ifølge krav 3, omfattende et antall fiberoptiske kabler (1, 2, 3, 4, 5) som er anordnet i serie og parvis forbundet med hverandre ved hjelp av forsterkere (6, 7, 8, 9) for overførte signaler, KARAKTERISERT VED at lavfrekvensmodulatorene (37, 37' ) i de enkelte forsterkere (6, 7, 8, 9) forårsaker lavfrekvensmodulasjoner av den pumpende energi som er forskjellige fra hverandre og forskjellige fra den lavfrekvensmodulasjon som utføres ved enden av ledningen for det overførte signal.