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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Betrieb von
optischen Übertragungssystemen,
auf Verfahren zur Steuerung von Sendern, auf Verfahren zur Steuerung
eines optischen Leistungsdämpfungs-Elementes,
auf optische Übertragungssysteme,
auf Sender und auf Dämpfungssysteme.
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Hintergrund der Erfindung
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Der
Leistungspegel eines optischen Signals in einem optischen Übertragungssystem
begrenzt den Abstand zwischen Regeneratoren oder Verstärkern, und
muß sorgfältig kontrolliert
werden, um Fehler in den detektierten Bits zu vermeiden.
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Ein
Signal mit einer zu hohen optischen Leistung ist nichtlinearen Effekten
in der Lichtleitfaser unterworfen, wie zum Beispiel der Eigenphasen-Modulation,
die in schwerwiegender Weise das Signal beeinträchtigen können. Dies ruft Bit-Fehler
oder Rahmenverluste in dem Signal hervor. Diese nichtlinearen Effekte
sind besonders bei Bit-Raten bei und oberhalb von 10 Gb/s schwerwiegend.
Der Einsatz der nichtlinearen Beeinträchtigungen kann ziemlich scharf
sein, weil ein Anstieg des Leistungspegels um lediglich ein oder
zwei dB ein Signal von optimaler Betriebsleistung in einen Ausfallzustand
bringen kann.
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Ein
Signal mit einer zu niedrigen optischen Leistung ist Rauschbeeinträchtigungen
nach der Dämpfung
durch die optische Übertragungsstrecke ausgesetzt.
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Verstärker mit
Erbium dotierten Lichtleitfasern können Amplitudensprünge hervorrufen,
wenn mehrere Wellenlängen
auf einmal verstärkt
werden. Es sei der einfache Fall von zwei Wellenlängen betrachtet.
Wenn eine Wellenlänge
entfernt wird, während
die Pumpleistung konstant bleibt, so steigt die Ausgangsleistung
bei der anderen Wellenlänge
um 3 dB an. Die Geschwindigkeit dieses Sprunges ist durch die Pumpleistung
und durch das Ansprechverhalten der mit Erbium dotierten Lichtleitfaser
bestimmt, und wird in Mikro-Sekunden gemessen.
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Die
Hinzufügung
einer zweiten Wellenlänge ruft
einen ähnlichen
Abfall von 3 dB in der Ausgangsleistung der ersten vorhandenen Wellenlänge hervor.
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In
einem Wellenlängen-Multiplex-System müssen neue
Wellenlängen üblicherweise
zu Systemen hinzugefügt
werden, die in Betrieb sind. Dies kann sich auf Grund einer Aufrüstung ergeben
oder kann durch Ersetzen einer Einheit hervorgerufen werden. Wellenlängen müssen weiterhin
entfernt werden, wenn eine Einheit ersetzt oder das System umkonfiguriert
wird.
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Schnelle Änderungen
der Leistung eines optischen Signals mit einer Wellenlänge können ein
anderes Signal von dessen optimalen Leistungspegel in Richtung auf
eine zu hohe oder zu niedrige Leistung verschieben. Eine Leistungs-Sicherheits-Marge muss bei der
Konstruktion des optischen Systems so festgelegt werden, dass bei
einem Leistungssprung im ungünstigsten
Fall in Kombination mit anderen ungünstigsten Bedingungen die Daten
fehlerfrei bleiben.
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Die
Berücksichtigung
dieser Sicherheits-Marge reduziert die verfügbare Betriebsleistung des
Systems, weil beispielsweise die maximal zulässigen Verstärker-Abstände verringert
werden.
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Verschiedene
optische Elemente und Einschluss von Empfängern sind gegenüber Leistungsänderungen
empfindlich. Selbst wenn sie innerhalb eines passenden statischen
Leistungsbereiches bleiben, können
schnelle Leistungssprünge
immer noch Bit-Fehler hervorgerufen. Wenn beispielsweise der Leistungssprung
schneller als die Ansprechgeschwindigkeit einer automaischen Verstärkungsregelung
in einem Empfänger
ist, so könnte
die Empfänger-Elektronik
momentan überlastet
werden. Diese Verzerrungen können
Fehler hervorgerufen. Während
eines Leistungssprunges ist das elektrische Signal an dem Entscheidungs-Vergleicher größer oder kleiner
als erwartet. Das Auge zwischen Logik-Pegeln bewegt sich, wodurch
der Entscheidungs-Schwellenwert auf die falsche Stelle in dem Auge
gelegt wird, wodurch Bit-Fehler hervorgerufen werden.
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Weiterhin
können
Amplitudensprünge
Phasensprünge
in Takt-Rückgewinnungs-Schaltungen hervorrufen,
die zulässige
Jitter-Bereiche übersteigen
können,
selbst in dem Ausmaß,
dass Bit-Fehler hervorgerufen werden.
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Es
ist wichtig, dass die von den anderen Wellenlängen als denen, die hinzugefügt oder
entfernt werden, übertragenen
Signale fehlerfrei bleiben.
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Es
ist aus der
US 5088095 (AT&T) bekannt, dass
eine Verstärkungsbegrenzung
durch ein Lasern außerhalb
des Bandes in einem optischen Verstärker weiterhin das Ansprechverhalten
auf Leistungssprünge
in diesem Verstärker
verbessern kann. Dies erfordert jedoch wesentlich mehr Pumpleistung
als ein normaler Verstärker,
die nur aufwendig bereitzustellen ist.
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Es
wird weiterhin in der
US 5088095 (AT&T) bestätigt, dass
es bekannt war, den Verstärkerausgang
dadurch zu stabilisieren, dass Leistungsänderungen an einem Verstärker-Eingang
erfasst und entgegengesetzte Kompensations Änderungen in der Pumpleistungs-Steuerschaltung
hervorgerufen werden.
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Die
Kühlung
eines optischen Verstärkers
in Flüssig-Stickstoff
wurde in dem Journal of lightwave technology, Band 13, Nr. 5, Mai
1995, Seiten 782-790 unter dem Titel „Inhomogenously Broadened
Fibre-Amplifier Cascades for Transparent Multiwavelength Lightwave
Networks" von Goldstein
et al, so beschrieben, dass dies eine getrennte Sättigung
der verschiedenen Wellenlängen
und einer Unterdrückung
von Übersprechen
der Leistungssprünge
zwischen Wellenlängen
ermöglicht.
Dies ist jedoch bei für
einen täglichen
Einsatz geeigneten Ausrüstungen in
der Praxis nicht anwendbar.
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Diese
drei Verfahren versuchen, die Wirkung von Sprüngen in einem Kanal auf einen
anderen Kanal in einem optisch verstärkten System durch eine verbesserte
Verstärkungsregelung
zu beseitigen oder zu einem Minimum zumachen, sobald der Leistungssprung
das empfindliche Element erreicht.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-0543314 beschreibt die Anwendung einer Polarisation
in einem empfindlichen akustisch abgestimmten optischen Filter,
das in einem Mehr-Kanal-WDM-System verwendet wird, um Änderungen des
Leistungspegels der WDM-Kanäle
auszugleichen.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-0028669 beschreibt ein Verfahren zum konstant
halten der Licht-Ausgangsleistung, die durch eine Lichtleitfaser
geleitet wird, wobei ein Steuersignal verwendet wird, das aus der
gestreuten Rayleigh-Strahlung
in der Rückwärts-Richtung
gewonnen wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung ist auf die Verbesserung derartiger Verfahren gerichtet.
Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb
eines optischen Übertragungssystems
geschaffen, das die folgenden Schritte umfasst: Senden von zumindest
einem optischen Signal an ein optisches Element, dass gegenüber Änderungen
der optischen Leistung des Signals empfindlich ist; Feststellen, dass
eine Änderung
der optischen Leistung des Signals bevorsteht; und Dämpfen der Änderung
der Leistung des Signaleinganges an das Element, um die Änderung
mit einer langsameren Änderungsgeschwindigkeit
in Abhängigkeit
von der Feststellung erfolgen zu lassen.
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Im
Gegensatz zu den konventionellen Verfahren kann durch die Feststellung,
dass eine Änderung
der optischen Leistung bevorsteht, und durch Dämpfen der Änderung die Betriebsleistung
des Systems verbessert und die Leistungs-Sicherheits-Marge verringert werden,
weil die Leistungsänderungen unterdrückt werden,
bevor sie die empfindlichen Elemente erreichen.
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In
vorteilhafter Weise wird ein Befehl zur Änderung des Leistungspegels
abgefangen. Dies ermöglicht
es, das die Änderung,
für die
der Befehl gegeben wird, graduell erfolgen kann, um die Störung zu
verringern, die durch die Änderung
hervorgerufen werden kann.
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In
vorteilhafter Weise wird die Feststellung einer Änderung durch Messen der optischen
Leistung und durch Extrapolieren von der Messung aus durchgeführt. Dies
ermöglicht
es, dass unvorhergesehene Änderungen
gedämpft
werden, bevor sie Störungen
hervorgerufen können.
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In
vorteilhafter Weise umfasst das optische Signal eine Vielzahl von
Wellenlängen,
und der Dämpfungs-Schritt
beinhaltet das getrennte Dämpfen
von einem oder mehreren Wellenlängen.
Dies ermöglicht
es, dass die Gesamtleistung ohne störende Änderungen aufrechterhalten
wird. Insbesondere optische Verstärker sind gegenüber Änderungen
der Gesamtleistung empfindlich. In vorteilhafter Weise wird eine
Leistungsänderung
in einem Wellenlängen-Band
festgestellt, und der Dämpfungs-Schritt umfasst
den Schritt des Dämpfens
der Änderung
der Gesamtleistung durch Anwenden einer graduell verringerten Kompensations-Änderung auf den Leistungspegel
von zumindest einem anderen der Wellenlängen-Bänder.
Dies bedeutet, dass die kompensierende Änderung, die schnell sein kann,
auf eine Anzahl von Wellenlängen
aufgeteilt wird, oder dass ein Blind-Wellenlängenband ausschließlich für die Zwecke
der Aufrechterhaltung einer stabilen Gesamtleistung verwendet werden
kann.
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In
vorteilhafter Weise beinhaltet der Dämpfungs-Schritt die Steuerung
der Ausgangsleistung einer optischen Quelle des optischen Signals.
Dies bedeutet, dass eine vorhandene Steuer- oder Regelschaltung
bei geringer Modifikation verwendet werden kann.
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In
vorteilhafter Weise umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt
der Steuerung einer Ausgangsleistung der optischen Quelle unter
Verwendung einer Regelschleife mit einer vorgegebenen maximalen Änderungsgeschwindigkeit,
wobei der Dämpfungs-Schritt
mit einer niedrigeren Änderungsgeschwindigkeit
ausgeführt
wird.
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In
vorteilhafter Weise ist das optische Element ein optischer Verstärker, und
das Verfahren umfasst weiterhin den Schritt der Steuerung oder Regelung
des Verstärkers
mit einer vorgegebenen maximalen Änderungsgeschwindigkeit, wobei
der Dämpfungs-Schritt
mit einer niedrigeren Änderungsgeschwindigkeit
ausgeführt
wird.
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In
vorteilhafter Weise ist das optische Element ein optischer Verstärker, und
das Verfahren umfasst weiter den Schritt der Steuerung oder Regelung der
Verstärker-Ausgangsleistung
in Abhängigkeit
von der Leistung in einer Teilmenge der Wellenlängen-Bänder. Dies ermöglicht es,
dass die Leistungs-Sicherheits-Margen weiter verringert werden.
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In
vorteilhafter Weise umfasst das Verfahren den Schritt der Feststellung
einer gewünschten Dämpfungs-Rate
entsprechend der Größe der Änderung,
und einer gewünschten
Zeit bis zum Abschluss der Änderung.
Dies ermöglicht
es, dass die Rate der Dämpfung
so gesteuert werden kann, dass sie an die Umstände angepasst ist.
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In
vorteilhafter Weise umfasst der Dämpfungs-Schritt den Schritt
der Steuerung oder Regelung des Leistungspegels eines stabilisierenden
optischen Signals zur Kompensation der Änderung.
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Das
Verfahren kann Schritte zur Feststellung, wann ein Befehl zur Änderung
einer Ausgangsleistung des Senders empfangen wurde, und zur Änderung
der Ausgangsleistung entsprechend des Befehls mit einer Rate aufweisen,
die langsamer als eine übliche
Ansprechrate des Senders ist. Dies ermöglicht es, dass unerwünscht schnelle Änderungen gedämpft werden
können.
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Das
Verfahren kann Schritte zur Steuerung eines optischen Leistungs-Dämpfungselementes in einem optischen Übertragungssystem,
des Feststellens, wann sich eine Änderung der optischen Leistung
an dem Eingang des Elementes ergibt, und des Dämpfens der Änderung derart aufweisen, dass
zugelassen wird, dass der Ausgang des Elementes einer entsprechende Änderung
ausführt,
jedoch mit einer langsameren Geschwindigkeit. Dies ermöglicht es,
dass schnelle Änderungen
der Leistung, die bereits übertragen
wurden, gedämpft
werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein optisches Übertragungssystem geschaffen,
das Folgendes umfasst: Einrichtungen zum Senden eines optischen
Signals; ein optisches Element, das gegenüber Änderungen der optischen Leistung
des Signals empfindlich ist; Einrichtungen zum Feststellen, dass
eine Änderung
der optischen Leistung des Signals bevorsteht; und Einrichtungen zum
Dämpfen
der Änderung
des Signals, das in das Element eingegeben wird, in dem die Änderung
zugelassen wird, jedoch mit einer langsameren Geschwindigkeit, in
Abhängigkeit
von den Einrichtungen zur Feststellung der Änderung.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Sender für ein optisches Übertragungssystem
geschaffen, der folgendes umfasst: Einrichtungen zur Feststellung,
wann ein Befehl zur Änderung
einer Ausgangsleistung des Senders empfangen wurde; Einrichtungen
zur Umwandlung des Befehl in einen Befehl zur Änderung der Ausgangsleistung
des Senders mit einer Rate, die langsamer ist, als eine übliche Ansprechrate
des Senders.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Dämpfungssystem für ein optisches Übertragungssystem
geschaffen, dass Folgendes umfasst: Einrichtungen zur Feststellung
einer Änderung
der optischen Leistung an dem Eingang eines steuerbaren Elementes;
und Einrichtungen zur Steuerung eines Ausganges des Elementes, um
eine entsprechende Änderung
an dem Ausgang zu ermöglichen,
jedoch mit einer langsameren Rate.
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Es
ist für
einen Fachmann zuerkennen, dass die vorteilhaften Merkmale miteinander
und mit irgendeinem Gesichtspunkt der Erfindung nach Wunsch kombiniert
werden können.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie dieser praktisch ausgeführt werden
kann, werden nunmehr Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
Ausführungsform
der Erfindung in schematischer Form zeigt;
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2 eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung in schematischer Form zeigt;
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3 einen
Sender nach 2 mit weiteren Einzelheiten
in schematischer Form zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Leistungs-Regelverfahrens gemäß der Erfindung
zeigt;
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5 ein
weiteres Beispiel eines Leistungs-Regelverfahrens gemäß der Erfindung
zeigt;
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6 ein
weiteres optisches Übertragungssystem
zeigt, das Merkmale der Erfindung zeigt; und
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7 ein
weiteres Beispiel der Erfindung in schematischer Form zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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2 zeigt
ein optisches Übertragungssystem,
das optische Quellen 1, 2, einen Wellenlängen-Multiplexer 3,
und einen optischen Verstärker 4 einschließt. Normalerweise
würde der
optische Verstärker
an einer Entfernung von zehn oder hunderten von Kilometern entlang
der Übertragungsstrecke
erforderlich sein, um die durch die den optischen Pfad bildende
Lichtleitfaser hervorgerufene Dämpfung
zu beseitigen. Es können
viele Verstärker
entsprechend der von dem Übertragungssystem
abgedeckten Entfernung zwischen der Quelle 1, 2 und
einem (nicht gezeigten) Empfänger
eingefügt
sein. Im Prinzip kann die Erfindung auf Systeme, die ein einziges Wellenlängen-Band
verwenden, oder andere Arten von Multiplexierung angewandt werden,
wie zum Beispiel eine Polarisation-Multiplexierung oder eine Zeit-Multiplexierung.
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1 zeigt
weiterhin eine Leistungs-Sollwert-Steuer- oder Regeleinrichtung 5,
die für
jede der optischen Quellen (normalerweise Laser) vorgesehen ist.
Eine Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung 6 ist gezeigt,
die die Leistungs-Sollwert-Steuereinrichtung
speist. Die Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung ist in Abhängigkeit
von einer eine Leistungspegel-Änderung
feststellenden Einrichtung 7 betreibbar.
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In
der Praxis können
die Funktionen der Sollwert-Steuerung oder -Regelung 5,
der Steuereinrichtung 6 und der Feststellungs-Einrichtung 7 in
einem konventionellen Mikrocontroller ausgeführt werden. Die Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung
kann so betreibbar sein, dass sie graduell den Sollwert für die Ausgangsleistung
von einer der optischen Quellen entsprechend einer externen Anregung ändert.
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Diese
externe Anregung kann die Form eines Befehls zum Abschalten einer
der optischen Quellen aufweisen, beispielsweise zu Wartungs- oder
Umkonfigurations-Zwecken.
In diesem Fall könnte
ein plötzliches
Abschalten eine ausreichende Änderung
in der optischen Gesamtleistung hervorrufen, um den optischen Verstärker zu
stören
und Bit-Fehler hervorzurufen. Entsprechend würde der Mikrocontroller, der
eine oder beide optischen Quellen steuert, graduell den Sollwert
für die
Ausgangsleistung der passenden optischen Quelle verringern.
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Die
Anregung für
eine Änderung
könnte
auch von anderen Quellen kommen, wie zum Beispiel Alarm-Signale,
die anzeigen, dass eine bestimmte Quelle in Gefahr steht, auszufallen.
Die Anregung könnte
auch von Detektoren kommen, die anzeigen, dass Wartungspersonal
beginnt, eine optische Quelle enthaltende Steckkarte für eine Wartung
oder einen Ersatz herauszuziehen.
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In
diesen letzteren Fällen
kann es sinnvoll sein, dass die Änderungsgeschwindigkeit
des Leistungs-Sollwertes relativ schnell ist, beispielsweise ein
oder zwei Sekunden, um sicherzustellen, dass die Ausblendung abgeschlossen
ist, bevor die optische Quelle ausfällt oder abgetrennt wird.
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Andernfalls
könnte
das Ausblenden über
den Verlauf von ungefähr
60 Sekunden gedehnt werden, um es automatischen Verstärkungs-Regelschaltungen
zu ermöglichen,
beispielsweise die Pumpleistung des optischen Verstärkers einzustellen
und damit die Wahrscheinlichkeit von Bit-Fehlern zu einem Minimum
zu machen.
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Ein
graduelles Einblenden des Sollwertes der Ausgangsleistung kann in
einer entsprechenden Weise eingeleitet werden. Beispielsweise dann, wenn
festgestellt wird, dass die optische Quelle erneut angeschlossen
wurde, oder wenn Alarme abgeschaltet wurden, oder wenn ein Befehl
zur Hinzufügung
einer Wellenlänge
gegeben wird.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform.
Sender 21 und 22 schließen Leistungs-Regelfunktionen
ein. Die optische Ausgangsleistung der Sender wird an Dämpfungsglieder 23, 24 weitergeleitet,
bevor sie einer Wellenlängen-Multiplexierungs-Funktion 25 zugeführt werden.
Eine Gesamtleistungs-Regelung 27 wird durch die optische
Anzapfung 26 gespeist. Um die optische Gesamtleistung auf
einem stabilen Pegel zu erhalten, steuert die Gesamtleistungs-Regelung
die Dämpfungsglieder 23, 24 und/oder
die einzelnen Ausgangsleistungs-Steuerungen für die Sender 21, 22.
Die Gesamtleisungs-Regelung und die einzelnen Senderleistungs-Steuerungen
können
unter Verwendung eines konventionellen Mikrocontrollers implementiert werden.
Die Dämpfungsglieder 23, 24 können als Dämpfungselemente
wirken, um irgendeine Änderung
der Ausgangsleistung zu dämpfen.
Entsprechend könnte
vor dem Einschalten eines Senders das Dämpfungsglied so gesteuert werden,
dass es praktisch nichts durchlässt
Nach dem Einschalten des Senders könnte das Dämpfungsglied graduell gesteuert
werden, um eine graduelle Vergrößerung der
Signal-Ausgangsleistung zuzulassen. Entsprechend könnte, wenn
ein Sender abgeschaltet werden soll, vor dem Abschalten das Dämpfungsglied 23 so gesteuert
werden, dass es graduell die Signal-Ausgangsleistung verringert.
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Weiterhin
könnte
eine Kompensation des Senders 21, dessen Leistungspegel
geändert
wird, durch Steuerung des einer anderen Wellenlänge zugeordneten Dämpfungsgliedes
ausgeführt
werden. Wenn beispielsweise der Sender 21 eingeschaltet werden
soll, könnte
das Dämpfungsglied 24 so
gesteuert werden, dass die Ausgangsleistung des von dem anderen
Sender, dem Sender 22 ausgehenden Signals verringert wird.
Dies erläutert,
wie der letzte Gesichtspunkt der Erfindung implementiert werden könnte, ohne
notwendigerweise festzustellen, dass eine Leistungsänderung
bevorsteht, und ohne notwendigerweise die Änderung zu dämpfen. Die
Kompensation wird unter Verwendung eines oder mehrerer der Wellenlängen-Bänder als
ein Stabilisierungssignal ausgeführt.
Es ist eindeutig nicht wichtig, Dämpfungsglieder zur Steuerung
der Leistung des Stabilisierungssignals zu verwenden. Beispielsweise könnte die
Ausgangsleistung des Lasers in der nachfolgend beschriebenen Weise
gesteuert werden.
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Selbstverständlich könnten, obwohl
lediglich zwei Sender in 2 gezeigt sind, und lediglich
zwei optische Quellen in 1 gezeigt sind, mehrere von diesen
vorhanden sein, und es würden ähnliche
Betriebs- Prinzipien gelten.
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3 zeigt
in schematischer Form die wesentlichen Hardware-Elemente, die an
der Steuerung der Ausgangsleistung eines Lasers beteiligt sind.
Ein Laser 31 speist einen externen Modulator 32,
dessen Ausgangssignal über
eine optische Anzapfung 33 zugeführt wird. Ein kleiner Anteil
des optischen Signals wird über
eine optisch-/elektrische Umwandlungsstufe 34 (üblicherweise
eine PIN-Diode) zurückgeleitet. Üblicherweise
folgt eine Verstärkung
vor einem A/D- Wandler 35, der den Mikrocontroller 36 speist.
Dies liefert dem Mikrocontroller Werte, die der Ausgangsleistung
des Lasers entsprechen. Die Leistungswerte können mit einer Rate von einigen
zehn kHz oder Hunderten von kHz aktualisiert werden. Der Mikrocontroller,
der mit einer Taktrate von mehreren MHz oder einigen zehn MHz arbeitet,
kann Steuer-Algorithmen zur Einstellung der Ausgangsleistung des Lasers
durch Steuern seines Vorstromes ausführen. Ein Digital/Analog-Wandler 37 wandelt
den Ausgang des Mikrocontrollers in Analogform zur Verstärkung durch
einen Verstärker 38 um.
Der Mikrocontroller 36 kann weitere Eingänge zum
Empfang von Befehlen von einer anderen Gesamt-Steuerung, die eine
Anzahl von Lasern steuert, die beispielsweise bei unterschiedlichen
Wellenlängen
arbeiten und eine Multiplex-Einrichtung
in einem WDM- (Wellenlängen-Multiplex-)
System speisen. Weiterhin kann der Mikrocontroller Eingänge von
mechanischen Sensoren empfangen, die anzeigen, ob der Sender abgetrennt
oder zerlegt wird, und er kann Eingänge von Alarm-Signalen empfangen,
die auf der gleichen Karte von anderen Hardware-Elementen gemäß 3 erzeugt
werden, oder von anderen Teilen des optischen Übertragungssystems, selbst
denen an entfernt liegenden Stellen.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm, das einige der Steuerschritte zeigt, die von
dem Mikrocontroller nach 3 oder einer entsprechenden
Steuerung für ein
Dämpfungselement,
wie zum Beispiel des Dämpfungsgliedes
nach 2, ausgeführt
werden.
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Der
erste Schritt beinhaltet die Feststellung, ob der Ausgangsleistungspegel
zu ändern
ist. Wie dies erläutert
wurde, kann dies die Überprüfung verschiedener
Eingänge
an dem Mikrocontroller beinhalten. Als nächstes kann die Größe der Gesamtänderung
des Pegels festgestellt werden. Dieser Schritt kann unnötig sein,
wenn der Ausgang einfach dem Eingang folgen soll, jedoch mit einer
unterschiedlichen Änderungsgeschwindigkeit.
Die Größe der gewünschten Änderung
kann dennoch in den nächsten Schritt
nützlich
sein, um die Änderungsgeschwindigkeit
zu bestimmen. Dies kann die Prüfung
von Eingängen
an dem Mikrocontroller beinhalten, um festzustellen, ob es einen
dringenden Alarm gibt, der eine schnellere Änderungsgeschwindigkeit als
eine normale Einschalt- /Ausschalt-Situation
rechtfertigen würde.
Aus der Änderungsgeschwindigkeit
kann die Größe der Änderung
für den
derzeitigen Zyklus bestimmt werden. Die Schleifenverstärkung K
wird so eingestellt, dass die gewünschte Änderungsgeschwindigkeit erzielt
wird.
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Der
nächste
Schritt besteht in einer Änderung
des Leistungspegels, der von dem Sender abgegeben wird, indem als
erstes der Soll-Pegel mit einer gewünschten Rate geändert wird.
Eine Regelschleife versucht dann, diesen neuen Soll-Pegel zu erreichen.
Die Zeitsteuerung dieser Regelschleife könnte so eingestellt werden,
dass sie zumindest zehnmal so schnell läuft, wie die Schleife, die
den Leistungs-Sollpegel
steuert, sodass Phasenänderungen
in einer Schleife die andere Schleife nicht beeinflussen.
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Die
Schleifenrückführung zur Änderung
des Soll-Pegels kann erneut nach einer vorgegebenen Zeit oder nach
einer vorgegebenen Anzahl von Iterationen angestoßen werden,
oder, wie dies in 4 gezeigt ist, durch Feststellen,
dass die Änderung
abgeschlossen wurde.
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5 zeigt
in schematischer Form das spezielle Beispiel, wie der Mikrocontroller
auf einen Abschaltbefehl reagieren kann. Nach der Feststellung eines
derartigen Befehls kann der Sollwert des Senders so gesteuert werden,
dass er graduell ausgeblendet wird oder abklingt, wie dies in 4 gezeigt ist.
Schließlich
kann die optische Quelle in dem Sender abgeschaltet werden.
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6 zeigt
ein optisches Übertragungssystem,
das einen Sender 11, ein Dämpfungsglied 12 und
einen Empfänger 13 einschließt. Das
Dämpfungsglied 12 wird
durch eine Steuereinrichtung 14 gesteuert. Die Steuereinrichtung 14 ist
in Abhängigkeit
von einer Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung 15 betreibbar.
Die Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung ist ihrerseits entsprechend
einem optischen Signalleistungspegel betreibbar, der an dem Eingang des
Dämpfungsgliedes 12 oder
dem Ausgang des Senders 11 festgestellt wird. Das Dämpfungsglied 12 oder ein äquivalentes
Dämpfungselement
kann sich an irgendeiner Stelle in der optischen Verbindungsstrecke
vor einem optischen Element befinden, das gegenüber Leistungsänderungen
empfindlich ist, wie zum Beispiel dem Empfänger 13 oder einem
optischen Verstärker.
Elektrisch steuerbare Dämpfungsglieder
unter Verwendung einer Faraday-Drehung könnten geeignet sein und wurden
in letzterer Zeit von der Firma Fujitsu angekündigt.
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Die
Steuereinrichtung 14 und die Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtung 15 können unter Verwendung
eines üblichen
Mikrocontrollers und zugehöriger
Schaltungen realisiert werden, wie dies weiter oben beschrieben
wurde.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, könnte
das Dämpfungsglied 14 auf
der Grundlage eines abgefangenen Befehls an den Sender zur Änderung
des Leistungspegel gesteuert werden. Es ist vorstellbar, dass die
Einblend-/Ausblend-Steuereinrichtungen
in Abhängigkeit
von der an dem Ausgang des Dämpfungsgliedes
gemessenen Signalleistung zusätzlich zu
oder anstelle der an dem Eingang des Dämpfungsgliedes gemessenen Leistung
betreibbar sein könnten.
Die Ansprechzeit der Steuereinrichtungen 14 und der Einblend-/Ausblend-Einrichtungen 15 ist endlich,
und daher kann das Dämpfungsglied
möglicherweise
nicht in der Lage sein, extrem schnelle Übergänge oder Sprünge des
Leistungspegel vollständig
zu dämpfen.
Dennoch hat es einen nützlichen
Effekt für
einen Bereich von Arten von Leitstungspegel-Sprüngen, die andernfalls leitungsabwärts angeordnete
empfindliche optische Elemente stören könnten.
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7 zeigt
in schematischer Form einige der Merkmale der Erfindung. Eine Dämpfungseinrichtung 73 ist
in dem optischen Pfad vorgesehen, der zu einem optischen Element 71 führt, das
gegenüber Änderungen
der Leistung des optischen Signals empfindlich ist. Die Dämpfungseinrichtung,
die in den Sender als eine Alternative oder in dem optischen Pfad
eingefügt
sein kann, wird durch eine Steuereinrichtung 74 gesteuert.
Die Steuereinrichtung 74 spricht auf Einrichtungen zur
Feststellung einer Änderung
der optischen Leistung, 72 an. Die Änderung kann durch Extrapolieren
aus Messungen der optischen Leistung bestimmt werden, oder sie kann
aus Befehlen zur Änderung
des Leistungspegels ermittelt werden, oder aus der Feststellung
von Alarmen, die Bedingungen anzeigen, die zu einer Änderung
des Leistungspegels führen.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen, bei
denen das optische Element ein optischer Verstärker ist, kann die Pumpleistung
des optischen Verstärkers
in Abhängigkeit
von der Leistung gesteuert werden, die in einer Teilmenge der Wellenlängen-Bänder in
dem optischen Signal gemessen wird. Wenn die Teilmenge so gewählt ist,
dass dies diejenigen Bänder
sind, die am nächsten
zu den oberen und/unteren Leistungs-Schwellenwerten liegen, so kann
die Gesamtleistung mit verringerten Leistungs-Sicherheits-Margen
gesteuert werden. Dies wird mit weiteren Einzelheiten in einer weiteren US-Patentanmeldung
von dem gleichen Erfinder mit dem Titel „Power control for optical
element" (Aktenzeichen „Roberts
14") beschrieben.
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Andere Änderungen
innerhalb des Schutzumfanges der Ansprüche sind für den Fachmann ersichtlich.