DE60023033T2 - Kanalbasierte optische verstärkung im sättigungszustand - Google Patents

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DE60023033T2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293Signal power control
    • H04B10/2931Signal power control using AGC

Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die Erfindung liegt in dem Bereich der optischen Telekommunikation und betrifft insbesondere ein optisches Kommunikationssystem, bei welchem individuelle Kanalausgangsleistungsniveaus unabhängig von einer Kanalwellenlänge und einem Eingangsleistungsniveau abgeglichen werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei optischen Wellenlängenmultiplex(WDM)-Verbindungen ist es schwierig, sicherzustellen, dass Signale, welche bei jedem Fotodetektor eines Kanals ankommen, ein Leistungsniveau aufweisen, welches innerhalb des dynamischen Bereichs eines Empfängers liegt. Sogar für einfache Punkt-zu-Punkt-Verbindungen werden Glättungsfilter bei den erbiumdotierten Faserverstärkern (EDFA's) eingesetzt, Formen einer Dämpfung vs. Wellenlänge von MUX/DEMUX-Komponenten müssen angepasst werden und das System muss sorgfältig überwacht werden, um sicherzustellen, dass sich große Unterschiede zwischen den Kanälen bei einem verbundenen Verbindungselement und Spleißverluste nicht anhäufen.
  • Typischerweise werden alle WDM-Kanäle in einem einzigen Verstärker verstärkt, wobei der einzige Verstärker bezüglich einer flachen Verstärkung optimiert ist. Es gibt jedoch aufgrund von Unterschieden bei bei verschiedenen Frequenzen aufgesammelten Kanalverlusten unterschiedliche Leistungsniveaus. Variable optische Dämpfer (VOAs) werden bei den entsprechenden Kanälen eingesetzt, um die Verluste zu kompensieren. Die VOAs erfordern eine häufige Einstellung, um erforderliche Leistungsniveaus beizubehalten und, wenn das Leistungsniveau bei einem gegebenen Kanal unter ein minimales Niveau fällt, ist in dieser Leitung ein Transponder erforderlich, um das Leistungsniveau auf das erforderliche Niveau anzuheben.
  • Daher gibt es ein Bedürfnis, um das Leistungsniveau pro Kanal automatisch Wiedereinstellen zu können, so dass der Fotodetektor bei dem optischen Empfänger ein Signal mit einem angemessenen Verhältnis zwischen dem optischen Signal und Rauschen (OSNR) und einer angemessenen Amplitude empfängt, um eine erwünschte Bitfehlerrate (BER) zu erzielen, wobei aber ein Leistungsniveau nicht so hoch ist, dass der optische Empfänger oder die folgende Elektronik in den Sättigungsbereich kommt.
  • In dem Dokument US 5,392,154 wird ein Lichtwellenkommunikationssystem mit mehreren Wellenlängen mit einer Kaskade von Verstärkermodulen für mehrere Wellenlängen offenbart. Jedes dieser Module weist eine Mehrzahl von parallelen Faserverstärkern auf, welche in einer Verstärkungssättigung betrieben werden und zwischen einem optischen Demultiplexer und Multiplexer verbunden sind. Eine einzige optische Pumpe, welche mittels eines Splitters mit der Mehrzahl der parallelen Faserverstärker gekoppelt ist, pumpt vorzugsweise für die Mehrzahl der parallelen Faserverstärker. Jedoch sind andere Pumpenkonfigurationen nicht ausgeschlossen.
  • Das Dokument EP 0 585 005 A1 offenbart eine optische Verstärkeranordnung, wobei M Pumpen mit N optischen Pumpenverstärkern gekoppelt sind, wobei ein Anteil der Pumpleistung jeder der M optischen Pumpen jedem der N optischen Verstärker zugeführt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein optisches Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines optischen Kommunikationssystems gemäß Anspruch 15 bereit. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen des Systems beziehungsweise des Verfahrens.
  • Es ist ein Aspekt der Erfindung, die Leistungsniveaus bei einem optischen Kommunikationssystem pro Kanal einzustellen.
  • Es ist ein anderer Aspekt der Erfindung, die Leistungsniveaus bei einem optischen Kommunikationssystem pro Kanal einzustellen, indem jeder Kanal einen optischen Verstärker beinhaltet, welcher in einem Sättigungsbereich arbeitet.
  • Es ist noch ein anderer Aspekt der Erfindung, die Leistungsniveaus bei einem optischen Kommunikationssystem pro Kanal einzustellen, indem jeder Kanal einen optischen Verstärker beinhaltet, wobei jeder dieser Verstärker eine vorbestimmte Pumpleistung empfängt, damit jeder dieser Verstärker in dem Sättigungsbereich arbeitet.
  • Es ist noch ein anderer Aspekt der Erfindung, optische Leitungsanschlüsse (OLTs) End-zu-End mit ihren entsprechenden Durchgangschnittstellenkanälen zu verbinden, wobei jeder Kanal einen optischen Verstärker aufweist und wobei jeder dieser Verstärker eine vorbestimmte Pumpleistung empfängt, damit jeder dieser Verstärker in dem Sättigungsbereich arbeitet.
  • Es ist noch ein weiterer anderer Aspekt der Erfindung, die Leistungsniveaus bei jedem Ausgangskanal von einem Demultiplexer bei einem optischen WDM-Kommunikationssystem pro Kanal einzustellen, wobei jeder dieser Ausgangskanäle einen optischen Verstärker aufweist, wobei jeder dieser Verstärker eine vorbestimmte Pumpleistung empfängt, damit jeder dieser Verstärker in dem Sättigungsbereich arbeitet und wobei die Pumpleistung entweder pro Kanal von einer vorbestimmten Leistung einer Pumpe für jeden Verstärker oder einer einzigen gemeinsam benutzten Pumpe, welche die vorbestimmte Leistung jedem Kanalverstärker zuführt, bereitgestellt wird.
  • Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, die Leistungsniveaus bei jedem Eingangskanal zu einem Multiplexer in einem optischen WDM-Kommunikationssystem pro Kanal einzustellen, wobei jeder dieser Eingangskanäle einen optischen Verstärker aufweist, wobei jeder dieser Verstärker eine vorbestimmte Pumpleistung empfängt, damit jeder dieser Verstärker in dem Sättigungsbereich arbeitet, und wobei die Pumpleistung entweder pro Kanal von einer vorbestimmten Leistung einer Pumpe für jeden Verstärker oder einer einzigen gemeinsam benutzten Pumpe, welche dieselbe vorbestimmte Leistung jedem Kanalverstärker zuführt, bereitgestellt wird.
  • Es ist noch ein anderer weiterer Aspekt der Erfindung, die Anzahl von optischen Hops bei einem optischen Ringnetz zu maximieren, indem das Ausgangsleistungsniveau bei den entsprechenden Kanälen abgeglichen wird, indem die entsprechenden Kanalverstärker bei einem vorbestimmten Leistungsniveau betrieben werden, indem die Verstärker in dem Sättigungsbereich arbeiten.
  • Es ist noch ein anderer Aspekte der Erfindung, ein Lasing bei einem optischen Ringnetz zu verhindern, indem ein Verstärker bei jedem Kanal auf einem vorbestimmten Leistungsniveau betrieben wird, welches nicht überschritten werden kann, so dass kein Kanal einem anderen Kanal die Leistung dadurch rauben kann, dass die eine Wellenlänge des Kanals die Schleife durchläuft, ohne abgezweigt zu werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines optischen Kommunikationssystems nach dem Stand der Technik;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen optischen Kommunikationssystems;
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen optischen WDM-Kommunikationssystems;
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Verstärkers, welcher erfindungsgemäß einen optischen Kanal ausbildet;
  • 5 ist ein typischer Graph einer Leistungseingabe gegenüber einer Leistungsausgabe für den in 4 dargestellten optischen Verstärker 90;
  • 6, welche eine Anordnung darstellt, welche keine erfindungsgemäße Ausführungsform ist, ist ein Blockdiagramm einer Mehrzahl von optischen Kanälen, deren optische Verstärker eine Pumpleistung von einer gemeinsam benutzten optischen Pumpe empfangen;
  • 7 ist ein Blockdiagramm, um darzustellen, wie eine Mehrzahl von optischen Pumpen mit den optischen Verstärkern einer Mehrzahl von optischen Kanälen gekoppelt wird; und
  • 8 ist ein Blockdiagramm einer Mehrzahl von optischen Knoten, welche in einer Ringkonfiguration verbunden sind.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines optischen Kommunikationssystems 10 nach dem Stand der Technik, wobei ein optisches Betriebsignal, welches mehrere Kanäle verschiedener Wellenlängen umfasst, auf eine einzige Faser 12 an einen optischen Verstärker 14 mit einer flachen Verstärkung gelegt wird, welcher das Eingangssignal verstärkt. Das verstärkte optische Betriebsignal wird dann durch einen Demultiplexer 16 in seine Komponentenwellenlängen λ1–λm demultiplexed und wird einem optischen Cross-Connect (OXC) oder einem optischen Addrop-Multiplexer (OADM) 18 und dann einem Multiplexer 20 zugeführt, welcher die Wellenlängen λ1–λm multiplexed, um ein optisches Betriebsignal auszubilden, welches die mehreren Wellenlängen umfasst und welches dann durch einen optischen Verstärker 22 verstärkt wird, welcher zu dem optischen Verstärker 14 identisch ist, und welcher dann das verstärkte Be triebsignal auf eine Ausgangsfaser 24 ausgibt. Es wird in der Zeichnung nicht dargestellt, dass Wellenlängen hinzugefügt/abgezweigt werden, dies ist jedoch für den Fachmann klar.
  • Obwohl die optischen Verstärker 14 und 22 eine flache Verstärkung aufweisen, sind die Amplituden der individuellen Wellenlängen im Allgemeinen oft unterschiedlich und erfordern eine Anpassung beim Versuch, die Verstärkung der entsprechenden Kanäle abzugleichen. Dieser Abgleich wird typischerweise bewerkstelligt, indem VOAs verwendet werden, welche bei den entsprechenden Kanälen eingefügt sind. Zusätzlich führen der OXC oder der OADM 18 Verluste der Größenordnung von 1–5 db ein, welche sich in dem Ausgangsleistungsniveau der entsprechenden Kanäle widerspiegeln. Wenn das Ausgangsleistungsniveau bei einem gegebenen Kanal unterhalb eines Schwellenniveaus liegt, ist ein teurer Transponder erforderlich, um das Leistungsniveau über die Schwelle anzuheben.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen optischen Kommunikationssystems, bei welchem die Ausgangsleistung jedes Kanals unabhängig von der Kanalwellenlänge und dem Eingangsleistungsniveau abgeglichen wird. Dies wird bewerkstelligt, indem ein optischer Verstärker bei jedem Kanal hinzugefügt wird, welcher derart gesteuert wird, dass er bei einem vorbestimmten Leistungsniveau arbeitet, indem jeder optische Verstärker in einem Sättigungsbereich arbeitet. Der optische Verstärker wird als ein "Amplet" bezeichnet, was im Vergleich zu dem Verstärker und den Pumpen, welche eingesetzt werden, um Betriebssignale mit mehreren Wellenlängen zu verstärken, ein preiswerter optischer Verstärker ist, welcher preiswerte Laserpumpen einsetzt.
  • In 2 weist ein optisches Kommunikationssystem 30 ein optisches Betriebssignal auf, welches mehrere Kanäle von unterschiedlichen Wellenlängen umfasst, auf eine einzige Faser 32 gegeben wird und durch einen Demultiplexer 34 in seine Kompo nentenwellenlängen λ1–λn demultiplexed wird, welche dann optischen Verstärkern 36a36n beziehungsweise einem OXC 30 zugeführt werden. Obwohl 3 nur eine Eingangs- und eine Ausgangsfaser darstellt, wobei jede n Wellenlängen trägt, können im Allgemeinen mehr als eine solche Eingangsfaser und eine solche Ausgangsfaser beziehungsweise zugeordnete Demultiplexer und Multiplexer vorhanden sein. Das Ausgangsleistungsniveau jedes optischen Verstärkers 36a36n liegt auf einem vorbestimmten Leistungsniveau, welches, da diese Verstärker auch in dem Sättigungsbereich arbeiten, unabhängig von der Kanalwellenlänge und dem Eingangsleistungsniveau sind. Dies wird mit mehr Details mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Die entsprechend verstärkten Kanalwellenlängen werden dann dem Kern 38 des OXC 37 zugeführt und dann werden die entsprechenden Wellenlängen von dem Kern 38 zu den optischen Verstärkern 40a40n im OXC 37 zugeführt. Das Ausgangsleistungsniveau jedes optischen Verstärkers 40a40n liegt jeweils auf einem vorbestimmten Leistungsniveau, da diese Verstärker auch in dem Sättigungsbereich betrieben werden. Die entsprechend verstärkten Kanalwellenlängen von dem OXC 37 werden dann durch einen Multiplexer 42 in ein Mehrkanalbetriebsignal multiplexed, welches auf eine einzige Faser 44 ausgegeben wird.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines optischen WDM-Kommunikationssystems, bei welchem OLTs 50 und 52 End-zu-End verbunden sind, um einen OADM auszubilden. Es ist klar, dass es einen anderen OADM (nicht dargestellt) für einen optischen Signalstrom in der entgegengesetzten Richtung gibt. Ein Demultiplexer 54 und ein Multiplexer 56 sind über die Kanäle einschließlich von optischen Verstärkern 58, 60 und 62 End-zu-End verbunden. Ein Mehrkanalbetriebsignal wird auf eine einzige Faser 64 gegeben und durch den Demultiplexer 54 in seine Komponentenwellenlängen λ1–λn demultiplexed. Die Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 werden durch die Verstärker 58, 60 bzw. 62 verstärkt und auf den Multiplexer 56 gegeben. Eine Wellenlänge λ4 wird durch einen optischen Verstärker 66 ver stärkt und dann bei einer Client-Einrichtung 68 abgezweigt. Eine Wellenlänge λn wird bei einer Client-Einrichtung 70 ohne Verstärkung abgezweigt. Eine Client-Einrichtung 72 stellt dem Demultiplexer 56 über einen Verstärker 74 eine Wellenlänge λ4 zur Verfügung, und eine Client-Einrichtung 76 stellt dem Demultiplexer 56 ein unverstärktes Signal λm zur Verfügung. Der Multiplexer 56 gibt dann ein Mehrkanalbetriebsignal auf eine einzige Ausgangsfaser 78 aus. Die Client-Einrichtung kann entweder ein Computer, ein SONET-Anschluss, eine Telefonvermittlungsstelle, eine zentrale Vermittlungsstelle für Telefone, ein digitaler Cross-Connect, eine Endeinrichtung, wie z.B. ein Anschluss, oder ähnliches sein. Jeder der optischen Verstärker 58, 60, 62, 66 und 74 wird in dem Sättigungsbereich betrieben, so dass ihre entsprechenden Ausgangsleistungsniveaus bei einem vorbestimmten Leistungsniveau liegen. Es ist klar, dass die Kanäle zu den Client-Einrichtungen 70 und 76 auch optische Verstärker aufweisen können.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines einzigen optischen Kanals gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine individuelle Wellenlänge λx wird auf eine einzige Faser 82 gegeben und passiert zu einem Koppelelement 86, welches λx mit der Lichtausgabe λp von einer Laserpumpe 88 kombiniert, einen Isolator 84. Die Laserpumpe 88 weist eine Pumpleistung auf, welche ausreicht, damit ein EDFA 90 derart in dem Sättigungsbereich arbeitet, dass sein Ausgangsleistungsniveau auf einem vorbestimmten Niveau liegt. Die verstärkte optische Wellenlänge λx passiert dann zu einer einzigen Ausgangsfaser 94 einen Isolator 92.
  • 5 ist ein typischer Graph einer Leistungseingabe (Pi) gegenüber einer Leistungsausgabe (Po) für den optischen Verstärker 90 der 4. Man erkennt, dass für ein Eingangsleistungsniveau von –30 db das Ausgangsleistungsniveau auf dem steilen Teil der Kurve bei –15 db liegt und dass für ein Eingangsleistungsniveau von –20 db das Ausgangsleistungsniveau bei -5 db liegt. Somit erkennt man, dass für eine Differenz von 10 db beim Eingangsleistungsniveau eine Differenz von 10 db beim Ausgangsleistungsniveau auftritt, wobei die Differenz beim Leistungsniveau nach dem Stand der Technik nachfolgend durch einen VOA oder den Einsatz eines Transponders kompensiert worden wäre.
  • Im Gegensatz dazu erkennt man, dass, wenn auf oder in der Nähe des flachen Abschnitts der Kurve gearbeitet wird, die Ausgangsleistung für verschiedene Eingangsleistungsniveaus im Wesentlichen dieselbe ist, da auf dem Sättigungsteil der Kurve gearbeitet wird. Zum Beispiel liegt das Ausgangsleistungsniveau für ein Eingangsleistungsniveau von –10 db bei –4 db. Daher erkennt man, dass für eine Differenz von 10 db zwischen Eingangsleistungsniveaus von –20 db und –10 db nur eine Differenz von 1 db zwischen den Ausgangsleistungsniveaus von –5 db beziehungsweise –4 db vorliegt. Dementsprechend erkennt man, dass, wenn Verstärker bei verschiedenen Kanälen in dem Sättigungsbereich arbeiten, ihre entsprechenden Ausgangsleistungsniveaus bei einem vorbestimmten Niveau liegen, welches für jeden Verstärker im Wesentlichen dasselbe Niveau ist.
  • Dies ist deutlicher mit Bezug auf 6 zu erkennen, in welcher vier optische Kanäle für vier unterschiedliche Wellenlängen dargestellt sind und welche keine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt. Jeder dieser Kanäle ist mit dem in 4 dargestellten Kanal 80 identisch, wobei eine gemeinsam genutzte Laserpumpe 96 dieselbe Pumpleistung bei λp jedem der Isolatoren 86a86d bereitstellt, damit jeder der optischen Verstärker 90a90d derart in dem Sättigungsbereich arbeitet, dass ihre entsprechenden Ausgangsleistungsniveaus im Wesentlichen auf demselben vorbestimmten Leistungsniveau unabhängig von der Kanalwellenlänge und dem Eingangsleistungsniveau liegen. Es ist klar, dass die gemeinsam genutzte Pumpe 96 dieselbe Pumpleistung jedem der Koppelelemente 86a86d über einen optischen Splitter (nicht dargestellt) zur Verfügung stellt.
  • 7 ist ein Blockdiagramm einer anderen Pumpenkonfiguration, wobei eine Mehrzahl von optischen Pumpen mit einer Mehrzahl von Kanalverstärkern über ein Koppelelement gekoppelt ist. Kanäle 100a100n umfassen optische Verstärker 102a102n. Eine Pumpleistung für die Verstärker 102a102n wird selektiv durch Laserpumpen 104a104m über ein M × N-Koppelelement 106 beziehungsweise Leitungen 108a108n bereitgestellt. Die Anzahl der Kanäle ist gleich N und die Anzahl der Pumpen ist gleich M, wobei M und N Integer sind und M nicht gleich N ist.
  • Wenn es zum Beispiel 32 Kanäle gibt und jeder Kanal eine Leistung von 20 MW erfordert, kann ein 4 × 32-Koppelelement eingesetzt werden, wobei jede der 4 Pumpen eine Leistung von 160 MW bereitstellt. Somit teilt jede Pumpe eine Leistung zwischen 8 der 32 Kanäle auf.
  • Bei der in 7 dargestellten Konfiguration kann eine oder mehrere der Pumpen 104a104m eine Reservepumpe sein, um für den Fall, dass eine der Pumpen unbrauchbar wird, eingesetzt zu werden.
  • Es ist klar, dass eine einzige Pumpe pro Kanal vorhanden sein kann, wobei die Pumpleistung für die entsprechenden Verstärker dieselbe oder unterschiedlich sein kann. Wenn die Pumpleistungen unterschiedlich sind, ist klar, dass die entsprechenden Verstärker unterschiedliche Sättigungsbereiche aufweisen.
  • Es ist auch klar, dass es mehrere Reservepumpen geben kann, welche erfindungsgemäß eingesetzt werden. Wenn es zum Beispiel 32 Kanäle gibt, kann es 16 Pumpen geben, wobei sich 2 Kanäle eine Pumpe teilen; oder es kann 8 Pumpen geben, wobei sich 4 Kanäle eine Pumpe teilen; oder es kann 4 Pumpen geben, wobei sich 8 Kanäle eine Pumpe teilen, und so weiter.
  • Die 8 ist ein Blockdiagramm einer Mehrzahl von optischen Knoten 200a200l, welche in einer Ringkonfiguration verbunden sind. Die entsprechenden optischen Knoten können OLTs, OADMs oder ähnliches umfassen. Eine Übertragung eines optischen Signals von einem Knoten zu dem nächsten wird als ein Hop bezeichnet. Wenn die optischen Knoten OLTs sind, welche nach dem Stand der Technik End-zu-End verbunden sind, können fünf Hops ohne eine Einführung eines Transponders in dem Lichtpfad ausgebildet sein. Daher wäre, wenn ein optisches Signal von einem Knoten 200a zu einem Knoten 200m übertragen wird, ein Transponder bei den Knoten 200f und 200k erforderlich.
  • Im Gegensatz dazu haben gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund des Abgleichs des Ausgangsleistungsniveaus bei den entsprechenden Kanälen in dem optischen Ring, da die entsprechenden Kanalverstärkern in dem Sättigungsbereich arbeiten, neuere Modellierungsergebnisse gezeigt, dass bis zu dreiundzwanzig Hops ohne Einführung eines Transponders in dem Lichtpfad ausgeführt werden können.
  • Ein weiterer Vorteil, welcher sich von einem solchen optischen Ring, der Verstärker verwendet, welche bei jedem Kanal bei einem vorbestimmten Ausgangsleistungsniveau arbeiten, ableitet, ist die Vermeidung von Lasing. Da das Ausgangsleistungsniveau der Verstärker in den entsprechenden Kanälen nicht über ein vorbestimmtes Niveau ansteigen kann, kann eine gegebene Kanalwellenlänge, welche den Ring durchläuft, ohne abgezweigt zu werden, keine Leistung von einem anderen Kanal rauben, da die entsprechenden Ausgangsleistungsniveaus der Verstärker bei dem vorbestimmten Niveau gehalten werden.
  • Dementsprechend sind die Systemkosten reduziert, da weniger teuere Transponder erforderlich sind. Die Kosten der optischen Verstärker sind geringer, da eine geringere Verstärkung erforderlich ist, VOAs nicht erforderlich sind, eine automatische Verstärkungssteuerung nicht erforderlich ist und ein Abgleich nicht erforderlich ist. Die Kosten auf der System ebene sind auch geringer, da eine einfachere Software erforderlich ist, da keine VOA-Steuerung erforderlich ist. Darüber hinaus verursacht eine unbeabsichtigte Ringverbindung in einem gegebenen Kanal kein Oszillieren („Ringing"), da die Verstärker in dem Kanal in dem Sättigungsbereich arbeiten.
  • Zusammenfassend weist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeder Kanal bei einem optischen Kommunikationssystem einen optischen Verstärker auf, welcher derart in dem Sättigungsbereich arbeitet, dass jeder Verstärker im Wesentlichen dasselbe Ausgangsleistungsniveau unabhängig von der Kanalwellenlänge und dem Eingangsleistungsniveau aufweist.
  • Obwohl hier bestimmte erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben und erläutert worden sind, ist es für den Fachmann verständlich, dass eine Anzahl von Modifikationen und Ersatz an den bevorzugten beispielhaften Verfahren und Vorrichtungen, welche hier offenbart und beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims (18)

  1. Optisches Kommunikationssystem, umfassend: N optische Kanäle (100a, 100b, 100c, 100N), wobei N eine natürliche Zahl größer als 1 ist; Eingabemittel (34; 54) zur Eingabe eines einzelnen optischen Signals einer Wellenlänge auf jeden der N optischen Kanäle (100a, 100b, 100c, 100d); N optische Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N), wobei jeder der N optischen Kanäle (100a, 100b, 100c, 100N) einen der N optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) aufweist; mehrere optische Pumpen (104a104M); und einen Koppler (106), welcher angeordnet ist, um selektiv einen Ausgang von jeder der Pumpen (104a104M) mit mindestens einem der N optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) derart zu koppeln, dass jeder der N optischen Verstärker mit dem Ausgang einer einzigen der optischen Pumpen (104a104M) verbunden ist, um zu bewirken, dass jeder der optischen Verstärker bei einem vorbestimmten Ausgangsleistungsniveau in einem Sättigungsbereich arbeitet.
  2. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die N optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) in Teilmengen angeordnet sind, und der Koppler (106) den Ausgang von jeder der optischen Pumpen (104a104M) mit jedem optischen Verstärker einer entsprechenden Teilmenge koppelt.
  3. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei jeder optische Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) innerhalb der entsprechenden Teilmenge mindestens einen Abschnitt des Ausgangs empfängt, welcher durch den Koppler (106) mit der entsprechenden Teilmenge gekoppelt ist.
  4. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Steuermittel, um jeden der N optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) bei dem vorbestimmten Ausgangsleistungsniveau zu betreiben, wobei die Steuermittel die Pumpen (104a104M) und den Koppler umfassen.
  5. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Pumpen (104a104M) M ist, wobei M eine natürliche Zahl größer als 1 und N > M ist, wobei jede der M Pumpen ein optisches Signal bei einem vorbestimmten Pumpleistungsniveau zuführt, und wobei der Koppler (106) ein M × N-Koppler ist, um selektiv M' der M Pumpen mit den N optischen Verstärkern zu koppeln, wobei M' gleich oder kleiner als M ist.
  6. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der Pumpen eine Reservepumpe ist, wobei der Koppler (106) derart ausgestaltet ist, dass er selektiv einen Ausgang der Reservepumpe mit mindestens einem der N optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) koppelt.
  7. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Kommunikationssystem ein optisches Wellenlängenmultiplex-Kommunikationssystem ist, wobei die Eingabemittel einen Eingang (64), um N optische Signale mit einer Wellenlänge auf einen einzelnen optischen Übertragungskanal einzugeben, und einen Demultiplexer (34; 54) umfassen, um die N optischen Signale mit einer Wellenlänge auf die N optischen Kanäle zu demultiplexen.
  8. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 7, weiter umfassend: einen Multiplexer (42; 52), um die N optischen Signale einer Wellenlänge auf den N optischen Kanäle auf einen einzigen optischen Übertragungsausgangskanal (78) zu multiplexen.
  9. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Kommunikationssystem ein optisches Wellenlängenmultiplex-Kommunikationssystem ist, umfassend: einen ersten (50) und einen zweiten (52) optischen Knoten, welche End-zu-End durch die N optischen Kanäle verbundenen sind, wobei die N optischen Verstärker (5862), die Pumpen und der Koppler in dem ersten (50) und/oder dem zweiten (52) optischen Knoten vorhanden sind.
  10. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei der erste (50) und der zweite (52) optische Knoten jeweils optische Leitungsanschlüsse sind.
  11. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei der erste (50) und der zweite (52) optische Knoten jeweils Add/Drop-Multiplexer sind.
  12. Optisches Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1–8, umfassend: einen optischen Cross-Connect (OXC), welcher die N optischen Kanäle als optische Eingangskanäle aufweist, wobei der optische Cross-Connect (OXC) weiter eine Mehrzahl von optischen Ausgangskanälen aufweist, welche jeweils einen weiteren optischen Verstärker (40a40N) aufweisen, wobei der Koppler (106) derart entworfen ist, dass er selektiv einen Ausgang von jeder der Pumpen mit mindestens einem optischen Verstärker (36a36N) oder mindestens einem weiteren optischen Verstärker (40a40N) koppelt.
  13. Optisches Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1–8, weiter umfassend: mindestens einen optischen Knoten, welcher einen Eingangsanschluss, an welchem ein optisches Signal angelegt wird, und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei die N optischen Kanäle den Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss optisch koppeln.
  14. Optisches Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vorbestimmte Leistungsniveau ein Lasing bei dem optischen Kommunikationssystem verhindert.
  15. Verfahren zum Betrieb eines optischen Kommunikationssystems, welches N optische Kanäle (100a100N) aufweist, wobei N eine natürliche Zahl größer als 1 ist, wobei jeder der optischen Kanäle einen optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) aufweist, umfassend: einen Eingabeschritt, wobei ein einzelnes optisches Signal mit einer Wellenlänge an jedem der N optischen Kanäle (100a100N) eingegeben wird; und einen Kopplungsschritt, wobei ein Ausgang jeder von mehreren optischen Pumpen (104a104M) mit mindestens einem der optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) durch einen Koppler (106) selektiv gekoppelt wird, so dass jeder der N optischen Verstärker mit dem Ausgang einer einzelnen der optischen Pumpen (104a104M) verbunden ist, um zu bewirken, dass jeder der optischen Verstärker bei einem vorbestimmten Ausgangsleistungsniveau in einem Sättigungsbereich arbeitet.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die optischen Verstärker (36a36N; 58, 60, 62; 102a102N) in Teilmengen angeordnet sind und der Kopplungsschritt selektiv den Ausgang jeder der optischen Pumpen (104a104M) mit jedem optischen Verstärker einer entsprechenden der Teilmengen koppelt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Eingabeschritt umfasst: Eingeben von N optischen Signalen einer Wellenlänge auf einen einzelnen optischen Übertragungspfad; und Demultiplexen der eingegebenen N optischen Signale einer Wellenlänge auf die N optischen Kanäle.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15–17, wobei das Verfahren in einem optischen Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1–14 ausgeführt wird.
DE60023033T 1999-12-15 2000-12-15 Kanalbasierte optische verstärkung im sättigungszustand Expired - Lifetime DE60023033T2 (de)

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US09/461,052 US6735394B1 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Per-channel optical amplification using saturation mode
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