DE69920451T2 - Verfahren und vorrichtung zur abzweigung von optischen kanälen in einem optischen übertragungssystem - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur abzweigung von optischen kanälen in einem optischen übertragungssystem Download PDF

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Description

  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem zur Verfügung zu stellen, insbesondere in einem optischen Wellenlängen-Multiplex-Transmissionssystem (wavelength division multiplexing (WDM)).
  • Bekanntlich werden in der neusten Telekommunikationstechnologie zur Datenfernübertragung, optische Fasern verwendet, um Informationen als optische Signale zu senden.
  • Optische Telekommunikationssysteme, die eine WDM-Übertragung verwenden, sind bekannt. Bei solchen Systemen werden Übertragungssignale, die mehrere optische Kanäle enthalten, mittels Wellenlängen-Multiplex über dieselbe Übertragungsleitung gesendet. Die übertragenen Kanäle können digital oder analog sein. Sie sind voneinander unterscheidbar, da jeder dieser Kanäle einer bestimmten Wellenlänge zugeordnet ist.
  • Die Erfinder haben festgestellt, daß bekannte WDM-Kommunikationssysteme hinsichtlich der Anzahl der Kanäle, d.h. hinsichtlich der unabhängigen Wellenlängen, die zur Übertragung in einem für die Signalübertragung und Signalverstärkung zur Verfügung stehenden Wellenlängenband genutzt werden können, begrenzt sind.
  • Beispielsweise werden Signale bei einer Übertragungsstation miteinander verknüpft, zu Empfängern in dazwischenliegenden Knoten der Übertragungsleitung abgezweigt, in dazwischenliegende Knoten eingespeist oder zu unterschiedlichen Empfängern der Empfangsstation gesendet. Um hierfür Signale verschiedener Wellenlängen verknüpfen und trennen zu können, müssen sich die Wellenlängen benachbarter Kanäle voneinander um mehr als einen vorgegebenen Mindestwert unterscheiden. Dieser Mindestwert hängt von den Kenngrößen der in dem System eingesetzten Komponenten ab, beispielsweise der spektralen Charakteristik von wellenlängenselektiven Komponenten (z.B. Bandbreite, Dämpfung des Bandzentrums, Gütefaktor) und der Wellenlängenstabiliät (thermisch und zeitlich) der selektiven Komponenten und der optischen Signalquellen.
  • Die Erfinder haben insbesondere festgestellt, daß die spektrale Selektivität der derzeit verfügbaren wellenlängenselektiven Komponenten die Möglichkeit, Signale in Mehrkanalübertragungssystemen zu addieren oder abzuzweigen, stark einschränken kann, insbesondere wenn Signale mit nahe beieinanderliegenden Wellenlängen auftreten, die beispielsweise weniger als 2 nm voneinander beabstandet sind.
  • Bei manchen Additions- und Abzweigungssystemen werden Faser-Bragg-Gitter (normalreflektierende oder Blaze-Bragg-Gitter) eingesetzt, um selektiv einen oder mehrere Kanäle zu übertragen und die anderen zu reflektieren. Reflektierte Kanäle können eliminiert werden, indem Blaze-Bragg-Gitter eingesetzt werden oder indem sie auf einen anderen optischen Pfad umgeleitet werden, beispielsweise mittels eines optischen Zirkulators.
  • Mehrere Dokumente, wie beispielsweise die Patentschriften US 5,283,686 , US 5,608,825 , US 5,555,118 , US 5,748,349 und EP 0730172 offenbaren Additions/Abzweigungsgeräte, in denen eine Kanaltrennung durch Einsatz von Bragg-Gittern in Kombination mit optischen Zirkulatoren vorgenommen wird. Ein ähnlicher Ansatz wurde zudem von Giles und Mizrahi in "Low-Loss ADD/DROP Multiplexer for WDM Lightwave Networks", IOOC Technical Digest, (The Chinese University Press, Hong Kong) 1995, Seite 65-67, untersucht. Üblicherweise werden Bragg-Gitter mit dem ersten Ausgangsanschluß eines Zirkulators in Reihe geschaltet, um entweder jene Kanäle, die abgezweigt werden müssen, oder die anderen Kanäle zu reflektieren. Die von den Gittern reflektierten Kanäle treten wieder in den Zirkulator ein und werden durch den nächsten Ausgangsanschluß auf einem anderen Pfad geleitet. Zirkulatoren und Bragg-Gitter können auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, um eine Gruppe von Eingangskanälen in verschiedene Untergruppen aufzuspalten oder um jeden einzelnen Kanal unterschiedlich umzuleiten (wie in US 5,608,825 ).
  • Insbesondere offenbart US 5,748,349 einen Additions-Abzweigungsmultiplexer, der auf einem Gitter basiert und mit dem in einem einzigen optischen Gerät mehrere optische Kanäle auf eine Weise eingespeist und/oder abgezweigt werden können, bei der eine Übertragung eines optischen Kanals durch eine Dämpfungsregion eines Bragg-Gitters für eine Strahlungsmode verhindert wird. In einem Ausführungsbeispiel umfaßt der Additions-Abzweigungsmultiplexer einen optischen Zirkulator mit drei Anschlüssen, einen Optokoppler und einen Übertragungspfad, der sowohl mit dem Zirkulator als auch mit dem Optokoppler kommuniziert. Ein Gittersatz mit einem oder mehreren Bragg-Gittern ist in dem Übertragungspfad angeordnet, um reflektierte Signale zu dem Zirkulator und in einen "Abzweigungspfad" abzuzweigen. Die durchgelassenen optischen Signale gelangen zu dem ersten Eingangsanschluß des Kopplers und werden mit den "Additionssignalen" verknüpft, die von dem zweiten Eingangsanschluß des Kopplers übertragen wurden. Der Koppler kombiniert diese optischen Signale optisch und sendet das kombinierte optische Signal aus. Die optischen Signale, die von dem Additions-Abzweigungsmultiplexer eingespeist wurden, werden von dem Gittersatz, der dazu dient optische Kanäle abzuzweigen, nicht reflektiert. Auf diese Weise werden Probleme einer Übertragung durch die Strahlungsmodendämpfungsregion des Gitters vermieden. Das US Patent 5,748,349 offenbart ferner, daß in einem Additions-Abzweigungsmultiplexer auf Gitterbasis, in dem die Additionsoperationen mittels eines zweiten Zirkulators durchgeführt werden, der in Reihe an den Gittersatz angeschlossen ist (wie in 1 gezeigt) ein oder mehrere optische Kanäle möglicherweise durch den Strahlungsmodendämpfungsbereich des mindestens einen Gitters geleitet werden, wobei sie eine unerwünschte Dämpfung erfahren (wie in 2 gezeigt).
  • Das europäische Patent 0730173 offenbart ein alternatives Verfahren zum Abzweigen und Addieren von Kanälen, bei dem Bragg-Gitter in Kombination mit multidielektrischen Bandpaßfiltern eingesetzt werden, um die Abzweigungskanäle aus der gesamten Gruppe von Kanälen herauszufiltern und anschließend neue Kanäle zu der verbleibenden Gruppe von Kanälen hinzuzufügen. Im einzelnen empfängt dabei ein erster multidielektrischer Bandpaßfilter eine Gruppe optischer Kanäle, überträgt selektiv mindestens einen davon- z.B. die Abzweigungskanäle – und reflektiert die übrigen. Ein erstes Bragg-Gitter empfängt die von dem ersten multidielektrischen Bandpaßfilter reflektierten Signale und leitet diese weiter, wobei Restsignale der Abzweigungskanäle reflektiert werden. Die von dem ersten Bragg-Gitter weitergeleiteten Kanäle werden von einem zweiten multidielektrischen Bandpaßfilter empfangen, wobei Kanäle mit derselben Wellenlänge wie die abgezweigten Kanäle hinzugefügt werden. Ein zweites Bragg-Gitter empfängt die Abzweigungskanäle, die von dem ersten multidielektrischen Bandpaßfilter übertragen wurden, und leitet diese weiter, wobei Restsignale der Kanäle, die nicht vollständig von dem ersten multidielektrischen Bandpaßfilter reflektiert wurden, reflektiert werden.
  • Ein weiteres Verfahren, mit dem sich eine separate Signalfürung für die Abzweigungskanäle erreichen läßt, wird in dem US-Patent 5,555,118 vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren werden Bragg-Gitter in Kombination mit einem ersten direktionalen Koppler verwendet. Die Gitter sind mit einem der Ausgänge des ersten Kopplers in Reihe geschaltet, um bis auf die abzuzweigenden Kanäle alle Kanäle zurückzureflektieren. Die reflektierten Kanäle treten wieder in den ersten Koppler ein und werden anschließend in eine optische Ausgangsfaser eingespeist. Ein zweiter direktionaler Koppler wird hinzugefügt, um das Einspeisen neuer Kanäle zu ermöglichen. Bragg-Gitter sind an einen Ausgang des zweiten direktionalen Kopplers angeschlossen, um ausschließlich die Additionskanäle zurückzureflektieren, die wieder in den zweiten Koppler eintreten und aus einem anderen Ausgang austreten. Eine weitere optische Faser koppelt die beiden direktionalen Koppler, um den Additionskanal von dem zweiten zu dem ersten Koppler zu übertragen, mit dem die Additionskanäle zu den anderen Kanälen hinzugefügt werden.
  • In dem EP-Patent 0713110 wird ein optischer Wellenleiterfilter mit einer einzigen Mode vorgeschlagen, der zwei in Reihe geschaltete optische Wellenleiter als Blaze-Gitter umfaßt, die optisch eine Kaskade mit einem optischen Wellenleiter in Form eines normal reflektierenden Bragg-Gitters bilden, wobei die Periodizitäten der drei Bragg-Gitter so sind, daß die Blaze-Gitter jeweils für spektral getrennte Wellenlängenbänder λ1 und λ2 spektralselektiv Moden koppeln, während das normal reflektierende Gitter spektralselektiv ein Wellenlängenband λ3 reflektiert, das zumindest das spektrale Wellenlängenband zwischen dem Wellenlängenband λ1 und dem Wellenlängenband λ2 enthält. Diese Serienschaltung ist optisch an einen Anschluß eines optischen Mehrkanalgeräts angeschlossen, das aus einem optischen Zirkulator oder einem optischen 3-dB-Koppler mit vier Anschlüssen besteht.
  • Das US-Patent 5,457,760 offenbart sowohl den Einsatz von Optokopplern als auch von Bragg-Gittern für einen Demultiplexer, bei dem N verschiedene Kanäle von einem einzigen Wellenleiter empfangen und jeder von ihnen unterschiedlich weitergeführt wird. In der Praxis wird ein einziger Eingangswellenleiter optisch an einen 1xN-Verteiler angeschlossen, der N optische Kanäle an N Ausgangswellenleiter überträgt. Jeder Ausgangswellenleiter umfaßt (N-1) Bragg-Gitter, die jeweils nur für einen einzigen dieser Kanäle durchlässig sind. Ein spiegelndes Gerät mit einem Nx1-Koppler kann verwendet werden, um N Kanäle zu multiplexen.
  • Die internationale Patentanmeldung WO 96/24871 betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum selektiven Schalten von Wellenlängenkanälen auf und von einer optischen Faser. Die Anordnung umfaßt zumindest zwei Faserkoppler und ein oder mehrere dazwischen angeordnete Fasergitter. Der erste Faserkoppler ist dafür ausgelegt, eine Komponente des Signals herauszunehmen und eine andere Komponente des Signals einem Fasergitter zuzuleiten. Das Verhältnis der Stärke der beiden Signalkomponenten kann beliebig variiert werden. Das Fasergitter ist dafür ausgelegt, als Bandreflexfilter zu dienen. Es verhindert, daß sich ausgewählte Wellenlängen in der Faser weiter ausbreiten und reflektiert diese in der Faser zurück. Andere Wellenlängen können sich in der Anordnung weiter ausbreiten. Der zweite Faserkoppler ist auf der anderen Seite des Faser gitters neben der optischen Faser angeordnet und dafür ausgelegt, die entfernten Wellenlängen oder beliebige andere Wellenlängen, die nicht bereits in der Faser präsent sind, in den ersten Koppler einzuspeisen. Die Erfinder haben festgestellt, daß kein spezieller Wert für das Leistungsverhältnis des ersten Faserkopplers angegeben wird. Des weiteren wird auch keine Anregung gegeben, wie ein adäquates Leistungsverhätnis für den ersten Faserkoppler zu wählen ist.
  • In dem Artikel "Wavelength reuse scheme in a WDM unidirectional ring network using a proper fibre grating add/drop multiplexer", von M. J. Chawki, V. Tholey, E. Delevaque, S. Boj and E. Gay, Electronics Letters, 16. März 1995, Band 31, Nr. 6, wird ein experimentelles optisches WDM Ringnetzwerk vorgeschlagen, das einen Zentralknoten und N Sekundärknoten (SN) umfaßt, wobei ein echter Additions-Abzweigungsmultiplexer (ADM) auf Basis eines Fasergitterfilters eingesetzt wird. Die in jedem SN angeordneten ADM bestehen aus einem 2:1 Koppler, einem Fasergitterfilter, einem zweiten 2:1 Koppler und einem EDFA. Empfänger und Sender des Knotens sind jeweils an einem der Eingangsanschlüsse des ersten bzw. des zweiten Kopplers angeschlossen. Die Erfinder haben festgestellt, daß in jedem SN Abzweigungssignale von dem Fasergitterfilter reflektiert werden.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, daß (bei ausgeglichenem Leistungsteilungs/Kopplungsverhältnis) die Kanäle, die durch die Vorrichtung unmodifiziert übertragen werden (d.h. Kanäle, die an dem Abzweigungs- oder Additionsvorgang nicht beteiligt sind), eine exzessive Leistungsdämpfung erfahren, was in sehr langen optischen Übertragungsleitungen mit vielen dazwischenliegenden Stationen unter Umständen nicht toleriert werden kann. Tatsächlich wird im einfachsten Fall, in dem die nicht abgezweigten Kanäle zwei 3-dB-Geräte oder zweimal dasselbe 3-dB-Gerät durchlaufen, eine Dämpfung von insgesamt 6 dB eingeführt, was unerwünscht hoch ist, insbesondere im Vergleich mit Verlusten, die durch Zirkulatoren verursacht werden. Zudem entstehen weitere Verluste beim Abzweigen von Kanälen, beispielsweise wenn Bragg-Gitter verwendet werden. Diese Verluste kommen zu den Verlusten hinzu, die durch die im vorhergehenden erwähnten 3-dB-Geräte erzeugt werden.
  • Die Erfinder haben ferner festgestellt, daß ein OADM-Gerät bei Einsatz von optischen Verteilern und Kopplern des 3-dB-Typs ein Rauschen erzeugt, das selbst wenn es für eine einzige Station einer Übertragungsleitung nicht exzessiv ist, in einem System mit einer langen Übertragungleitung und vielen Zwischenstationen Schwierigkeiten bereiten kann.
  • Die Erfinder haben bemerkt, daß OADM-Geräte, bei denen von Bragg-Gittern reflektierte Kanäle in dem System weiter verwendet werden (z.B. in den Abzweigungspfad eingespeist oder auf der Übertragungsleitung weiter übertragen werden), einen Nachteil haben, da ein Bragg-Gitter eine Reflexionscharakteristik hat, bei der seitlich von dem Reflexionsmaximum Seitenbänder auftreten. Bei der derzeitigen Kanaldichte können diese Seitenbänder in das Spektralband angrenzender Kanäle hinein reichen und Interferenzen zwischen angrenzenden Kanälen erzeugen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung entwickelt, um in einem optischen Datenfernübertragungssystem effizient Kanäle hinzuzufügen und/oder abzuzweigen, so daß die im vorhergehenden erwähnten Verfahren in einigen Aspekten verbessert und einige der beschriebenen Nachteile überwunden werden.
  • Insbesondere wurde herausgefunden, daß eine Vorrichtung zum Abzweigen von Kanälen aus einer Übertragungsleitung (ODM), das relativ geringe Dämpfung und wenig Rauschen in den nicht abgezweigten Kanälen erzeugt, durch Einsatz eines Verteilers geschaffen werden kann, der Leistung in einem unausgeglichenen Verhältnis aufteilt (d.h. einen Verteiler, der sich von den üblicherweise verwendeten 3-dB-Geräten unterscheidet.
  • Des weiteren wurde herausgefunden, daß eine ODM-Vorrichtung dieses Typs vorteilhafterweise Bragg-Gitter umfassen kann, die zwischen dem Koppler und der Übertragungsleitung angeordnet sind, um den Abzweigungskanal aus dem Pfad zu eliminieren, der den Eingang und den Ausgang der Vorrichtung verbindet. Eine Übertragungsmode der Bragg-Gitter wird für die nicht abgezweigten Kanäle und eine Reflexionsmode für die abgezweigten Kanäle so verwendet, daß die nicht abgezweigten Kanäle keinen Problemen durch Seitenbänder ausgesetzt sind, während die reflektierten Abzweigungskanäle, die Problemen durch Seitenbänder ausgesetzt sind, unterdrückt werden.
  • Auch kann eine derartige ODM-Vorrichtung mit einem Optokoppler integriert werden, der zwischen den Gittern und der Übertragungsleitung angeordnet ist, um das Einspeisen von Additionskanälen von einem Additionspfad in die Übertragungsleitung zu ermöglichen. Die resultierende Vorrichtung ist eine OADM-Vorrichtung, mit der sowohl Abzweigungs- als auch Additionsoperationen durchgeführt werden können.
  • Des weiteren haben die Erfinder herausgefunden, daß zwei oder mehr derartige OADM-Vorrichtungen mittels eines optischen Eingangs- und eines Ausgangsschalters selektiv an die Übertragungsleitung angeschlossen werden können, wenn die Anzahl der abzuzweigenden und zu addierenden Kanäle groß ist.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem, zu dem eine optische Übertragungsleitung zum Übertragen eines optischen Mehrkanalsignals gehört. Das Verfahren umfaßt das Empfangen eines Eingangssignals von der optischen Übertragungsleitung, das mindestens einen Teil der Kanäle des optischen Mehrkanalsignals enthält, wobei das Eingangssignal mindestens einen Abzweigungskanal enthält, der von der optischen Übertragungsleitung abgezweigt werden soll; Aufteilen des Eingangssignals in einen ersten Anteil der optischen Leistung, der ein Durchgangssignal definiert, und mindestens einen zweiten Anteil der optischen Leistung, der ein Abzweigungssignal definiert, das den Abzweigungskanal enthält, wobei der erste Anteil der optischen Leistung größer als der zweite Anteil der optischen Leistung ist; Unterdrücken des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal; Einspeisen eines Ausgangssignals in die optische Übertragungsleitung, das mindestens einen Anteil der Leistung des Durchgangssignals enthält.
  • Vorzugsweise beträgt der erste Anteil der optischen Leistung zwischen 60% und 90% der optischen Gesamtleistung des Eingangssignals.
  • Vorzugsweise schließt der Unterdrückungsschritt einen Schritt ein, in dem der mindestens eine Abzweigungskanal aus dem Durchgangssignal retro-reflektiert wird. Der Unterdrückungsschritt kann zusätzlich einen Schritt umfassen, in dem der mindestens eine retro-reflektierte Abzweigungskanal gesperrt wird.
  • Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt umfassen, in dem bei unausgeglichenem Kopplungsverhältnis das Durchgangssignal mit einem Additionssignal verknüpft wird, das in die optische Übertragungsleitung eingespeist werden soll, um das Ausgangssignal zu erhalten, wobei das Durchgangssignal einen Anteil von mehr als 50% der Leistung des Ausgangssignals ausmacht. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Leistung des Durchgangssignals an dem Ausgangssignal zwischen 60% und 90%.
  • Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt umfassen, in dem das Abzweigungssignal demultiplext wird, um den mindestens einen Abzweigungskanal aus dem Abzweigungssignal zu extrahieren. Es kann ferner einen Schritt umfassen, in dem Additionskanäle multiplext werden, um das Additionssignal zu erhalten, und/oder einen Schritt umfassen, in dem das Additionssignal verstärkt wird, bevor es mit dem Durchgangssignal verknüpft wird.
  • Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt umfassen, in dem mindestens ein von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedener Kanal in dem Abzweigungssignal unterdrückt wird, bevor das Abzweigungssignal demultiplext wird. Insbesondere kann der Schritt, in welchem in dem Abzweigungssignal mindestens ein von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedener Kanal unterdrückt wird, einen Schritt umfassen, in dem diese Kanäle, die von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschieden sind, retro-reflektiert werden. Der Schritt, in welchem in dem Abzweigungssignal der mindestens eine von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedene Kanal unterdrückt wird, kann zusätzlich ein Schritt umfassen, bei dem die retro-reflektierten Kanäle, die von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschieden sind, gesperrt werden.
  • Zusätzlich kann das Verfahren einen Schritt umfassen, bei welchem das Eingangssignal selektiv auf mindestens zwei optische Additions-/Abzweigungspfade gegeben wird, in denen jeweils die Schritte des Empfangens des Eingangssignals, des Aufteilens des Eingangssignals, des Unterdrückens des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal und des Einspeisens eines Ausgangssignals, das mindestens einen Teil des Durchgangssignals enthält, in die optische Übertragungsleitung für ein Teilfrequenzband des Eingangssignals durchgeführt werden.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem, zu dem eine optische Übertragungsleitung zum Übertragen eines optischen Mehrkanalsignals gehört. Die Vorrichtung umfaßt: einen Eingang, der optisch an die optische Übertragungsleitung angeschlossen ist, um von der optischen Übertragungsleitung ein Eingangssignal zu empfangen, das mindestens einen Abzweigungskanal enthält, der von der optischen Übertragungsleitung abgezweigt werden soll; einen Ausgang, der optisch an die optische Übertragungsleitung angeschlossen ist, um in die optische Übertragungsleitung ein Ausgangssignal einzuspeisen, das mindestens einen Teil der Kanäle des optischen Mehrkanalsignals enthält; einen optischen Verteiler, der einen optisch an den Eingang angeschlossenen Eingangsanschluß und mindestens einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß hat und der optische Leistung in einem unausgeglichenen Verhältnis aufteilt, zum Einspeisen eines ersten Anteils der optischen Leistung des Eingangssignals, der ein Durchgangssignal definiert, in den ersten Ausgangsanschluß und eines zweiten Anteils der optischen Leistung des Eingangssignals, der mindestens ein Abzweigungssignal definiert, in den mindestens einen zweiten Ausgangsanschluß einzuspeisen, wobei der erste Anteil der optischen Leistung größer als der zweite Anteil der optischen Leistung ist; einen optischen Übertragungspfad, über den der erste Ausgangsanschluß des optischen Verteilers optisch an den Ausgang angeschlossen ist; mindestens einen optischen Abzweigungspfad, der optisch an den mindestens einen zweiten Ausgangsanschluß des optischen Verteilers angeschlossen ist; Kanalunterdrückungsmittel, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordnet sind, zum Unterdrücken des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der erste Anteil der Leistung zwischen 60% und 90% der optischen Gesamtleistung des Eingangssignals.
  • Die Kanalunterdrückungsmittel 678, 679 können wellenlängenselektive Retro-Reflexionsmittel 678 umfassen, die in dem optischen Übertragungspfad 675 zwischen dem optischen Verteiler 673 und dem Ausgang 672 angeordnet sind und mindestens ein Reflexionsmaximum bei einer Wellenlänge haben, die der Wellenlänge des mindestens einen Abzweigungskanals entspricht. Die wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmittel 678 können Bragg-Gitter, insbesondere rückstrahlende Bragg-Gitter oder Blaze-Bragg-Gitter einschließen.
  • Die Kanalunterdrückungsmittel 678, 679 können zusätzlich unidirektionale Übertragungsmittel 679 einschließen, die zwischen dem Eingang 671 und den wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmitteln 678 angeordnet und so orientiert sind, daß nur Transmissionen von dem Eingang 671 zu den wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmitteln 678 möglich sind. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die unidirektionalen Übertragungsmittel 679 einen optischen Isolator.
  • Die Vorrichtung kann zusätzlich umfassen:
    • – einen Additionspfad 677, der ein Additionssignal befördert, das in die optische Übertragungsleitung eingespeist werden soll;
    • – einen Optokoppler 674, der einen optisch an den optischen Übertragungspfad 675 angeschlossenen ersten Eingangsanschluß zum Empfangen des Durchgangssignals, einen optisch an den Additionspfad 677 angeschlossenen zweiten Eingangsanschluß zum Empfangen des Additionssignals und einen optisch an den Ausgang 672 angeschlossenen Ausgangsanschluß zum Einspeisen des Ausgangssignals in den Ausgang 672 hat, wobei der Optokoppler das Ausgangssignal in den Ausgang mit einem unausgeglichenen Kopplungsverhältnis der optischen Leistungen einspeist und das Durchgangssignal einen Anteil von mehr als 50% der Leistung des Ausgangssignals ausmacht. Vorteilhaft ist, wenn der Anteil der Leistung des Durchgangssignals an dem Ausgangssignal zwischen 60% und 90% beträgt.
  • Die Vorrichtung kann zusätzlich mindestens einen Demultiplexer 680, 682 einschließen, der einen optisch an den mindestens einen optischen Abzweigungspfad 676 angeschlossenen Eingangsanschluß zum Empfang des Abzweigungssignals und mindestens einen Ausgangsanschluß für den mindestens ein Abzweigungskanal hat.
  • Die Vorrichtung kann zusätzlich mindestens einen Multiplexer 681 einschließen, der mindestens einen Eingangsanschluß zum Empfangen des mindestens einen Additionskanals und einen Ausgangsanschluß hat, der optisch an den Additionspfad 677 angeschlossen ist, um das Additionssignal, das den mindestens einen Additionskanal enthält, in den Additionspfad 677 einzuspeisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung zusätzlich einen in dem Additionspfad 677 angeordneten optischen Verstärker 684 zum Verstärken des Additionssignals einschließt.
  • Die Vorrichtung kann zusätzlich weitere wellenlängenselektive Retro-Reflexionsmittel 683 umfassen, die in dem Abzweigungskanal 676 angeordnet sind und mindestens ein Reflexionsmaximum bei einer Wellenlänge haben, die der Wellenlänge mindestens eines von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedenen Kanals entspricht. Diese weiteren wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmittel 683 umfassen vorzugsweise Bragg-Gitter, wie beispielsweise rückstrahlende Bragg-Gitter oder Blaze-Bragg-Gitter.
  • Der optische Verteiler 673 kann ein abgesicherter, getaperter optischer Verteiler sein. Er kann auch ein mikro-optischer Verteiler sein.
  • Der Optokoppler 674 kann ein abgesicherter, getaperter Optokoppler sein. Er kann auch ein Mikro-Optokoppler sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Baugruppe zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem, zu dem eine optische Übertragungsleitung zum Übertragen eines optischen Mehrkanalsignals gehört. Die Baugruppe umfaßt mindestens zwei Vorrichtungen zum Abzweigen optischer Kanäle gemäß der vorhergehenden Beschreibung in einem optischen Übertragungssystem, wobei jede der Vorrichtungen Kanäle in ein Teilfrequenzband des optischen Mehrkanalsignals abzweigt; einen ersten optischen Schalter, der einen optisch an die optische Über tragungsleitung angeschlossenen Eingangsanschluß und mindestens zwei Ausgangsanschlüsse hat, die jeweils optisch an den Eingang einer der beiden Vorrichtungen angeschlossen sind, wobei die Ausgangsanschlüsse selektiv optisch mit dem Eingangsanschluß gekoppelt sind; einen zweiten optischen Schalter, der mindestens zwei jeweils optisch mit dem Ausgang einer der Vorrichtungen gekoppelte Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß hat, der optisch an die optische Übertragungsleitung angeschlossen ist, wobei die Eingangsanschlüsse selektiv optisch mit dem Ausgangsanschluß gekoppelt sind.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem umfassend: eine faser-optische Übertragungsleitung; ein erstes Endgerät, das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung angeschlossen ist, zum Einspeisen optischer Signal in die faser-optische Übertragungsleitung; ein zweites Endgerät, das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung angeschlossen ist, zum Empfangen optischer Signale von der faser-optischen Übertragungsleitung; mindestens eine Zwischenstation, die in der faser-optischen Übertragungsleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Endgerät angeordnet ist, wobei das Übertragungssystem mindestens eine Vorrichtung oder eine Baugruppe zum Abzweigen und/oder Addieren optischer Kanäle gemäß einer der vorhergehenden Ausgestaltungen umfaßt.
  • Sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind lediglich beispielhaft und erläuternd zu verstehen und schränken die beanspruchte Erfindung nicht ein. In der folgenden Beschreibung und den genannten Anwendungen der Erfindung werden weitere Vorteile und Ziele der Erfindung erläutert und aufgezeigt.
  • Die beigefügten Zeichnungen, auf die im folgenden Bezug genommen wird, stellen einen Teil der Beschreibung dar. Sie veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und erläutern zusammen mit dem Text Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen optischen Übertragungssystems;
  • 2 zeigt eine graphische Darstellung einer Verstärkungscharakteristik für den spektralen Emissionsbereich einer erbiumdotierten Faser, wobei ein unteres und ein oberes Band eingezeichnet sind;
  • 3 zeigt ein detaillierteres Diagramm der Multiplex-Baugruppe des optischen Übertragungssystems von 1;
  • 4 zeigt ein detaillierteres Diagramm der Sender-Verstärker-Baugruppe des optischen Übertragungssystems von 1;
  • 5 zeigt eine graphische Darstellung einer Filtercharakteristik eines Nachentzerrungsfilters für den Übertragungsleistungsverstärker der vorliegenden Erfindung;
  • 6 zeigt ein detaillierteres Diagramm einer Zwischenstation des optischen Übertragungssystems von 1;
  • 7 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen OADM-Vorrichtung zum Addieren/Abzweigen von Signalen;
  • 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen OADM-Vorrichtung zum Addieren/Abzweigen von Signalen;
  • 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ORDM-Vorrichtung zum Addieren/Abzweigen von Signalen;
  • 10a–10i zeigen Wellenlängenspektren, die bei Übertragungsexperimenten an verschiedenen Stellen einer erfindungsgemäßen OADM-Vorrichtung gemessen wurden;
  • 11 zeigt ein detaillierteres Diagramm der Empfänger-Vorverstärker-Baugruppe des optischen Übertragungssystems von 1; und
  • 12a und 12b zeigen detailliertere Diagramme der Demultiplex-Baugruppe des optischen Übertragungssystems von 1.
  • Wie in 1 gezeigt, umfaßt ein optisches Übertragungssystem 1 ein erstes Endgerät 100, ein zweites Endgerät 200, eine faser-optische Übertragungsleitung 300, welche die beiden Endgeräte 100, 200 verbindet, und mindestens eine Zwischenstation 400, die in der faser-optischen Übertragungsleitung 300 zwischen den Endgeräten 100 und 200 angeordnet ist.
  • Der Einfachheit halber ist das im folgenden beschriebene optische Übertragungssystem 1 unidirektional. Signale laufen also von einem Endgerät zu dem anderen (im vorliegenden Fall von dem ersten Endgerät zu dem zweiten Endgerät). Dennoch sind die folgenden Ausführungen für bidirektionale Systeme, in denen Signale in beiden Richtungen laufen, ebenso gültig.
  • Das erste Endgerät 100 umfaßt vorzugsweise eine Multiplex-Baugruppe (MUX) 110, eine Sender-Verstärker-Baugruppe (transmitter power amplifier TPA) 120 und mehrere Eingangskanäle 160. Das zweite Endgerät umfaßt vorzugs weise eine Empfänger-Vorverstärker-Baugruppe (receiver pre-amplifier RPA) 140, eine Demultiplex-Baugruppe (DMUX) 150 und mehrere Ausgangskanäle 170.
  • Die Eingangskanäle 160 können beispielsweise 8, 16, 32 oder 64 Kanäle umfassen, die jeweils eine unterschiedliche Übertragungswellenlänge haben. Entsprechend den Bedürfnissen und Anforderungen eines speziellen optischen Übertragungssystems kann auch eine andere Gesamtzahl von Eingangskanälen 160 vorhanden sein. Jeder Eingangskanal 16Q wird von der Multiplex-Baugruppe 110 empfangen. Wie in 1 gezeigt, werden die Eingangskanäle 160 von der Multiplex-Baugruppe 110 multiplext oder gruppiert, vorzugsweise in zwei Teilbänder, die als unteres Band LB und oberes Band HB bezeichnet werden. Alternativ könnten die Eingangskanäle 160 von der Multiplex-Baugruppe 110 auch zu einem einzigen breiten Gesamtband SWB oder zu mehr als zwei Teilbändern gruppiert werden.
  • Die beiden Teilbänder LB und HB werden dann als getrennte Teilbänder oder als kombiniertes Gesamtband nacheinander von der TPA-Baugruppe 120, mindestens einer Zwischenstation 400 und dem zweiten Endgerät 200 empfangen. Abschnitte der faser-optischen Übertragungsleitung 300 verbinden die mindestens eine Zwischenstation 400 mit der TPA-Baugruppe 120, der RPA-Baugruppe 140 und möglicherweise weiteren Zwischenstationen 400 (nicht gezeigt). Die TPA-Baugruppe 120 empfängt die getrennten Teilbänder LB und HB von der Multiplex-Baugruppe 110, verstärkt und optimiert diese und verbindet sie anschließend zu einem einzigen breiten Gesamtband SWB zur Übertragung über einen ersten Abschnitt der faser-optischen Übertragungsleitung 300. Die Zwischenstation 400 empfängt das breite Gesamtband SWB und teilt es wieder in die beiden Teilbänder LB und HB auf, wobei gegebenenfalls in jedem Teilband LB, HB Signale abgezweigt und addiert werden. Die beiden Teilbänder LB und HB werden verstärkt, optimiert und anschließend wieder zu einem breiten Gesamtband zusammengefügt. Für die Additions- und Abzweigungsoperationen ist die Zwischenstation 400 mit optischen Additions-/Abzweigungsmultiplexern (ORDM) ausgerüstet, die im folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden und einen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • Ein zweiter Abschnitt der faser-optischen Übertragungsleitung 300 verbindet den Ausgang der Zwischenstation 400 entweder mit einer anderen Zwischenstation 400 (nicht gezeigt) oder der RPA-Baugruppe 140 des zweiten Endgeräts 200. Auch die RPA-Baugruppe 140 verstärkt und optimiert das breite Gasamtband SWB und kann das breite Gesamtband vor der Ausgabe in die beiden Teilbänder LB und HB aufspalten.
  • Die Demultiplex-Baugruppe 150 empfängt dann die beiden Teilbänder LB, HB von der RPA-Baugruppe 140 und spaltet die beiden Teilbänder LB, HB in die einzelnen Wellenlängen der Ausgangskanäle 170 auf. Die Anzahl der Eingangskanäle 160 und der Ausgangskanäle 170 kann verschieden sein, da Kanäle von der Zwischenstation (oder Zwischenstationen) 400 abgezweigt und/oder addiert werden.
  • Die beiden Teilbänder LB, HB liegen in dem spektralen Emissionsbereich der optischen Faserverstärker, die in den Endgeräten 100, 200 und der Zwischenstation 400 eingesetzt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Faserverstärkern in diesen Abschnitten des WDM-Systems 1 um erbiumdotierte Faserverstärker. Folglich liegen die beiden Teilbänder LB, HB zwischen 1528 nm und 1562 nm. Ein drittes Band, in dem eine große Anzahl von Kanälen untergebracht werden kann, kann zwischen 1562 nm und 1620 nm zur Verfügung gestellt werden.
  • 2 zeigt eine Darstellung des spektralen Emissionsbereichs von 1528 nm bis 1562 nm eines erbiumdotierten Faserverstärkers, wobei qualitativ die unterschiedliche Verstärkung für Kanäle von Signalen gezeigt wird, welche die erbiumdotierte Faserverbindung durchlaufen. Wie in 2 gezeigt, wird das Spektrum in MUX 110 in zwei Bereiche unterteilt, die einem unteren Band LB und einem oberen Band HB entsprechen. Bevorzugt umfaßt das untere Band LB den Bereich zwischen 1529 nm und 1535 nm. Das obere Band HB umfaßt bevorzugt den Bereich zwischen 1541 nm und 1561 nm. Die Verstärkungscharakteristik ist in dem oberen Band HB ziemlich flach, weist aber in dem unteren Band LB ein deutliches Maximum auf. Um den spektralen Emissionsbereich der erbiumdotierten Faser in dem unteren Band LB nutzen zu können, werden in dem optischen Übertragungssystem 1 Entzerrmittel eingesetzt, um die Verstärkungscharakteristik in diesem Bereich abzuflachen, was nachfolgend erläutert wird. Indem der gesamte spektrale Emissionsbereich von 1528 nm bis 1562 nm in zwei Teilbänder unterteilt wird, die einem unteren Band LB und einem oberen Band HB entsprechen, kann so für das optische Übertragungssystem 1 effizient der größte Teil des spektralen Emissionsbereichs der erbiumdotierten Faser genutzt und folglich ein dichtes WDM erreicht werden.
  • Im folgenden werden die verschiedenen Module des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Übertragungssystems näher beschrieben.
  • 3 zeigt in einem detaillierteren Diagramm der Multiplex-Baugruppe 110 des ersten Endgeräts 100 eine Ab schluß-Baugruppe der optischen Übertragungsleitung (optical line terminal OLTE) 410, eine Wellenlängenkonverter-Baugruppe (wavelength converter section WCS) 420 und zwei Wellenlängen-Multiplexer (wavelength multiplexer WM) 430 und 440. Bei der Abschluß-Baugruppe OLTE 410 kann es sich um Standardausrüstung zum Linienabschluß handeln, wie sie in SONET-, ATM-, IP- oder SDH-Systemen gebräuchlich ist. Die OLTE-Baugruppe 410 umfaßt nicht gezeigte Sende-/Empfangsstationen (TX/RX). Die Anzahl der Sende-/Empfangsstationen entspricht der Anzahl der Kanäle des WDM-Systems 100. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gehören zu der OLTE-Baugruppe 410 zweiunddreißig TX/RX-Stationen. Für den Fachmann ist selbstverständlich, daß die OLTE-Baugruppe 410 mehrere kleinere OLTE-Baugruppen enthalten kann, beispielsweise zwei, die Informationsfrequenzen in die WCS-Baugruppe 420 einspeisen. Entsprechend umfaßt die WCS-Baugruppe 420 zweiunddreißig Wellenlängenkonvertermodule WCM1 bis WCM32.
  • Innerhalb der Multiplex-Baugruppe 110 überträgt die OLTE-Baugruppe 410 mehrere Signale bei einer generischen Wellenlänge. Wie 3 für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, gibt die OLTE-Baugruppe 410 eine Gruppe von acht Signalen und eine Gruppe von vierundzwanzig Signalen aus. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann die Anzahl der Signale jedoch entsprechend den Bedürfnissen und Anforderungen spezieller optischer Übertragungssysteme variieren.
  • Die Module WCM1 bis WCM8 empfangen jeweils eines der acht Signale der Signalgruppe, die von der OLTE-Baugruppe 410 ausgesandt wurde. Die Module WCM9 bis WCM32 empfangen jeweils eines der vierundzwanzig Signale der von der OLTE-Baugruppe 410 ausgegebenen Signalgruppe. Jedes Modul ist dafür ausgelegt, ein Signal einer generischen Wellenlänge in ein Signal einer ausgewählten Wellenlänge umzuwandeln und wieder auszusenden. Die Module können ein Signal empfangen und in einem Standardformat, beispielsweise OC-48 oder STM-16, wieder aussenden. Bevorzugt werden die Module WCM1 bis WCM32 aber hinsichtlich der jeweils verwendeten Datenformate transparent betrieben.
  • Jedes Wellenlängenkonvertermodul WCM1 bis WCM32 umfaßt vorzugsweise ein Modul mit einer Fotodiode (nicht gezeigt), um ein optisches Signal von der OLTE-Baugruppe 410 zu empfangen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einen Laser oder andere Lichtquellen (nicht gezeigt) zum Erzeugen einer festen Trägerwellenlänge und einen elektrooptischen Modulator (nicht gezeigt), z.B. einen Mach-Zehnder-Modulator, um die konstante Trägerwellenlänge mit einem elektrischen Signal extern zu modulieren.
  • Alternativ kann jedes Wellenlängenkonvertermodul WCM1 bis WCM32 mit einer Fotodiode (nicht gezeigt) und einer Laserdiode (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, die direkt mit dem elektrischen Signal moduliert wird, um die empfangene Wellenlänge der Trägerwellenlänge der Laserdiode aufzuprägen. Als weitere Alternative kann jedes Wellenlängenkonvertermodul WCM1 bis WCM32 ein Modul mit einem hochsensitiven Empfänger (z.B. gemäß den SDH oder SONET Standards) umfassen, um ein optisches Signal, z.B. über einen Wellenlängen-Demultiplexer, von einem Ende einer faseroptischen Übertragungsleitung zu empfangen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Zu dem jeweiligen Modul gehört ferner eine direkt modulierte oder eine extern modulierte Laserquelle. Durch diese Alternative wird eine Regeneration von Signalen aus dem Ausgang einer faseroptischen Übertragungsleitung und deren Übertragung in einem erfindungsgemäßen optischen Kommunikationssystem möglich, wodurch sich die Gesamtlänge des Übertragungsweges vergrößern läßt.
  • Die jeweils für ein Modul WCM der Wellenlängenkonverter-Baugruppe WCS 420 gewählte Wellenlänge wird vorzugsweise nach einem Standardgitter bestimmt, so daß jedes Signal eine andere Wellenlänge hat. Ein Beispiel eines solchen Standardgitters zeigt Tabelle 1, die nicht einschränkend zu verstehen ist. Jedes Modul WCM1 bis WCM32 muß in dem Fachmann bekannter Weise abgestimmt und auf vorgegebene Toleranzen eingestellt werden. Selbstverständlich hängt der Frequenzabstand der Kanäle von der gewählten Systemimplementierung ab und kann beispielsweise 100 GHz zwischen benachbarten Kanälen betragen. Alternativ können die Frequenzabstände auch unterschiedlich sein, um Vier-Wellen-Mischphänomene abzumildern.
  • Die in Tabelle 1 gezeigte Kanalzuordnung ist sowohl für ein 2.5 Gb/s-System als auch für 10 Gb/s-System ausgelegt. In jedem dieser beiden Systeme wird eine Bandtrennung vorgenommen, jedoch für unterschiedliche Wellenlängen, die davon abhängen, ob das System z.B. 8, 16 oder 32 Kanäle verwendet. Obwohl 3 zeigt, daß die Signale durch die Kombination der OLTE-Baugruppe 410 mit den Wellenlängenkonvertermodulen WCM1 bis WCM32 erzeugt und zur Verfügung gestellt werden, sind die Signale hinsichtlich ihres Ursprungs nicht begrenzt und können auch direkt von einer anderen Quelle erzeugt und zur Verfügung gestellt werden.
  • Tabelle 1: Kanalzuordnung
    Figure 00250001
  • Figure 00260001
  • Tabelle 1 zeigt die nominalen Wellenlängen der Kanäle, die von dem jeweiligen WCM-Modul der Wellenlängenkonverter-Baugruppe WCS 420 für ein WDM-System 1 ausgegeben werden, das bis zu zweiunddreißig Kanäle nutzt. Für eine Übertragungsrate von 2,5 Gb/s zeigt die dritte Spalte für jeden der zweiunddreißig von den Modulen WCM1 bis WCM32 erzeugten Kanäle dessen Zuordnung zu dem unteren Band LB bzw. dem oberen Band HB. Das untere Band LB enthält die ersten acht Kanäle, das obere Band HB die folgenden vierundzwanzig Kanäle. In entsprechender Weise zeigt die vierte Spalte die Kanalzuordnung für ein System mit sechzehn Kanälen, wobei vier Kanäle dem unteren Band LB und zwölf Kanäle dem oberen Band HB zugeordnet sind. Wie man an der Zuordnung der sechzehn Kanäle und an den übrigen bevorzugten Kanalzuordnungen in Tabelle 1 sehen kann, ist der Abstand zwischen benachbarten Kanälen bei Systemimplementationen, die weniger als zweiunddreißig Kanäle verwenden, über die insgesamt gleiche Bandbreite größer. Wie bereits erwähnt, stellen die Kanalzuordnungen der Tabelle 1 eine bevorzugte Wahl für die Kanäle in einem WDM-System 1 dar und können sowohl hinsichtlich der einzelnen Kanalwellenlängen als auch hinsichtlich des Wellenlängenbandes der Kanäle entsprechend den Systemanforderungen geändert werden. Werden beispielsweise Faserverstärker verwendet, die mit einem anderen Selten-Erd-Element als Erbium dotiert sind oder zusätzlich zu Erbium mit einem weiteren Dotierstoff kodotiert sind, kann sich das Band von 1528 nm-1562 nm verschieben, ausdehnen oder schrumpfen. Ebenso ist es möglich, daß von dem bei einer Anwendung verwendeten Faserverstärker eine andere Zuordnung der Kanäle zwischen dem oberen und dem unteren Band LB, HB besser unterstützt wird, als die beispielhaft in Tabelle 1 gezeigte Zuordnung. Ferner kann das WDM-System 1 geändert oder erweitert werden, um beispielsweise vierundsechzig Kanäle im Abstand von 50 GHz bei 2,5 Gb/s oder sechzehn Kanäle im Abstand von 100 GHz bei 10 Gb/s aufzunehmen.
  • Bei dem bevorzugten Kanalsystem mit zweiunddreißig Kanälen wird jedes von den Wellenlängenkonvertermodulen WCM1 bis WCM8 ausgegebene Signal mit der gewählten Wellenlänge von dem Wellenlängen-Multiplexer WM 430 empfangen und jedes von den Modulen WCM9 bis WCM32 ausgegebene Signal mit der ausgewählte Wellenlänge von dem Wellenlängen-Multiplexer WM 440 empfangen. Die Wellenlängen-Multiplexer WM 430 und WM 440 fassen die empfangenen Signale des unteren Bandes LB bzw. des oberen Bandes HB in zwei Wellenlängen-Multiplex-Signalen zusammen. Wie 3 zeigt, handelt es sich bei dem WM 430 um einen Wellenlängen-Multiplexer mit acht Kanälen, beispielsweise einen gewöhnlichen 1x8 planaren optischen Verteiler, und bei WM 440 um einen Wellenlängen-Multiplexer mit vierundzwanzig Kanälen, beispielsweise einen gewöhnlichen 1x32 planaren optischen Verteiler mit acht ungenützten Anschlüssen. Jeder Wellenlängen-Multiplexer kann einen zweiten Anschluß aufweisen (d.h. 2x8 Verteiler und 2x32 Verteiler), um das optische Übertragungssystem 1 mit einem optischen Überwachungskanal (nicht gezeigt) auszustatten. Ebenso können die Wellenlängen-Multiplexer WM 430 und 440 als Reserve für Systemwachstum mehr Eingänge haben, als von dem System genutzt werden (d.h. 1x16 Verteiler und 1x64 Verteiler). Ein Wellenlängen-Multiplexer kann von einem Fachmann beispielsweise durch Einsatz passiver Siliziumoxid auf Silizium (SiO2-Si) oder Siliziumoxid auf Siliziumoxid (SiO2-SiO2) Technologie geschaffen werden. Andere Technologien können für Wellenlängen-Multiplexer ebenfalls eingesetzt werden, insbesondere zur Reduzierung von Einspeiseverlusten. Beispiele hierfür sind AWG (Arrayed Waveguide Gratings – geordnete Wellenleitergitter), Fasergitter und Interferenzfilter.
  • Die von der Multiplex-Baugruppe 110 in dem unteren Band LB und in dem oberen Band HB ausgegebenen Signale werden von der TPA-Baugruppe 120 empfangen. Selbstverständlich kann man der TPA-Baugruppe 120 die Signale des unteren Bandes und des oberen Bandes auch aus einer anderen Quelle als dem in 3 dargestellten Aufbau aus Abschluß-Baugruppe OLTE 410, Wellenlängenkonverter-Baugruppe WCS 420, WM 430, WM 440 zuleiten. Beispielsweise können die Signale des unteren und des oberen Bandes von einem Anwender erzeugt und direkt der TPA-Baugruppe 120 zugeleitet werden, ohne daß dadurch von der im folgenden detailliert beschriebenen Erfindung abgewichen würde.
  • Wie 4 zeigt, umfaßt die TPA-Baugruppe 120 vier Verstärker (AMP) 510, 520, 530 und 540 sowie Filter 550 und 560. Die Verstärker 510 und 520 sind in Reihe geschaltet und verstärken das untere Band LB. Entsprechend sind der Verstärker 530 und der Verstärker 540 in Reihe geschaltet und verstärken das obere Band HB. Die Ausgabe der Verstärker 520 und 540 wird von dem Filter 560 empfangen, durch den das untere Band LB und das obere HB zu dem breiten Gesamtband SWB zusammengefaßt werden.
  • Bei den Verstärkern 510, 520, 530 und 540 handelt es sich bevorzugt um erbiumdotierte Faserverstärker, obwohl auch andere mit seltenen Erden dotierte Faserverstärker eingesetzt werden können. Jeder der Verstärker 510, 520, 530 und 540 kann ein einstufiger Verstärker oder ein mehrstufiger Verstärker sein, je nach Anforderungen spezieller Anwendungen und Systemkriterien. Jeder Verstärker wird, beispielsweise mittels einer Laserdiode, gepumpt, um eine optische Verstärkung des zu verstärkenden Signals zu erreichen. Die Merkmale jedes Verstärkers, einschließlich seiner Länge und Pumpwellenlänge, werden so gewählt, daß die Leistung des Verstärkers in dem entsprechenden Teilband, für das er eingesetzt wird, optimal ist. Beispielsweise werden die bevorzugten erbiumdotierten Faserverstärker 510 und 530 zur Verstärkung des unteren Bands LB bzw. des oberen Bands HB in einem linearen oder gesättigten Bereich mittels einer Laserdiode (nicht gezeigt) gepumpt, die bei 980 nm arbeitet. Geeignete Laserdioden sind von der Anmelderin erhältlich. Die Laserdioden können an den optischen Pfad der Verstärker 510 und 530 mittels handelsüblicher 980/1550 WDM-Koppler (nicht gezeigt) angeschlossen werden, beispielsweise Model SWDM0915SPR von E-TEK DYNAMICS, INC., 1885 Lundy Ave., San Jose, CA (USA). Im Vergleich zu anderen möglichen Pumpwellenlängen tritt bei der 980 nm Laserdiode ein verhältnismäßig geringes Rauschen auf.
  • Der Ausgang der Verstärker 510 bzw. 530 ist an die Verstärker 520 bzw. 540 angeschlossen. Die Verstärker 520 und 540 werden bevorzugt als Vorverstärker in einem saturierten Zustand betrieben. Der Verstärker 520 verstärkt das untere Band LB mittels einer weiteren 980 nm Pumpe (nicht gezeigt), die an den optischen Pfad des unteren Bandes LB mittels eines der im vorhergehenden erwähnten WDM-Koppler (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Mit der 980 nm Pumpe wird für Signale in dem Bereich des unteren Bandes, der sich von 1529 nm bis 1535 nm erstreckt, ein besseres Verstärkungsverhalten und geringeres Rauschen erreicht. Der Verstärker 540 verstärkt das obere Band HB vorzugsweise mittels einer Pumpquelle in Form einer Laserdiode, die bei 1480 nm arbeitet. Solche Laserdioden sind auf dem Markt erhältlich, beispielsweise das Model FOL1402PAX-1 von JDS FITEL, INC., 570 Heston Drive, Nepean, Ontario (CA). Mit der 1480 nm Pumpe wird bei gesättigter Umwandlung ein besseres Effizienzverhalten erzielt, wie es in dem oberen Band für die größere Anzahl der Kanäle in dem Bereich von 1542 nm bis 1561 nm benötigt wird. Alternativ können auch 980 nm Pumplaser großer Leistung oder multiplexte Pumpquellen bei 980 nm verwendet werden.
  • Wie in 4 gezeigt, kann die TPA-Baugruppe 120 Filter 550 in der Verstärkerkette des oberen Bandes enthalten, die dazu beitragen, die Signalstärken und Signal-Rausch-Verhältnisse an dem Systemausgang über das obere Band HB zu entzerren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Filter 550 zwischen den beiden Filterstufen angeordnet, die von AMP 530 und AMP 540 gebildet werden, und umfaßt einen Nachentzerrungsfilter, der Wellenlängenbereiche großer Verstärkung in dem oberen Band dämpft. Falls ein Nachentzerrungsfilter verwendet wird, können dabei Bragg-Gittern großer Periodizität, strahlteilende Fourierfilter etc. eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Nachentzerrungsfilter einen operativen Wellenlängenbereich von 1541 nm bis 1561 nm mit Übertragungsmaxima bei 1541 nm bis 1542 nm und 1559 nm bis 1560 nm haben, zwischen denen die Transmission geringer und relativ konstant ist. 5 veranschaulicht die Filterkurve oder relative Leistungsdämpfung eines bevorzugten Nachentzerrungsfilters 550. Die Kurve in 5 zeigt, daß der Nachentzerrungsfilter 550 zwei Bereiche maximaler Transmission bei etwa 1542 nm und 1560 nm sowie einen Bereich mit relativ konstanter oder flacher Dämpfung zwischen etwa 1547 nm und 1556 nm hat. Für erbiumdotierte Faserverstärker genügt es, wenn der Nachentzerrungsfilter 550 eine Dämpfung von etwa 3 dB bis 4 dB bei Wellenlängen zwischen den Maxima als Beitrag zum Vergleichmäßigen der Verstär kungsleistung im Bereich des oberen Bandes liefert. Die Dämpfungscharakteristik des Nachentzerrungsfilters 550 kann von der in 5 gezeigten Dämpfungscharakteristik in der Praxis entsprechend den Anforderungen an die Vergleichmäßigung der Verstärkung bei einem konkreten Systems abweichen und beispielsweise von den in den Faserverstärkern verwendeten Dotierungsstoffen oder der Wellenlänge der Pumpquelle für diese Verstärker abhängen. Falls gewünscht, kann der Nachentzerrungsfilter 550 in dem Pfad des oberen Bandes auch an anderer Stelle als zwischen AMP 530 und AMP 540 angeordnet werden.
  • Nach Durchlaufen der Verstärker der Sender-Verstärker-Baugruppe TPA 120 gelangen die von den Verstärkern 520 und 540 verstärkten Signale des unteren Bandes und des oberen Bandes zu dem Filter 560. Bei dem Filter 560 kann es sieh beispielsweise um einen Interferenztiefpaß mit drei Anschlüssen handeln, der das untere Band LB und das obere Band HB zu dem breiten Gesamtband SWB zusammenfaßt und über einen gemeinsamen Anschluß ausgibt. Der Filter 560 wirkt auf diese Weise als Bandverbindungsfilter. Über den gemeinsamen Anschluß können ferner ein optisches Überwachungsgerät (nicht gezeigt) und eine Wartungsleitung angeschlossen werden, die bei einer anderen Wellenlänge als die Kommunikationskanäle, z.B. bei 1480 nm, arbeiten und über einen WDM 1480/1550 Interferenzfilter (nicht gezeigt), eingespeist werden. Mit dem optischen Überwachungsgerät werden optische Signale erfaßt, um sicherzustellen, daß das optische Übertragungssystem 1 nicht unterbrochen ist. Das Einspeisen einer Wartungsleitung ermöglicht Zugriff auf ein Wartungsmodul, mit dem über einen optischen Überwachungskanal eine Fernübertragung von Warnsignalen, Überwachungs-, Kontroll- und Leistungsdaten des Systems sowie Tests und Rückmeldungen von Routineläufen möglich ist. Die Wartungsleitung kann ferner als Stimmfrequenzdienstleitung genutzt werden.
  • Die von dem Filter 560 der TPA-Baugruppe 120 auf dem breiten Gesamtband ausgegebenen Signale durchlaufen einen Abschnitt von beispielsweise 100 km Länge einer Übertragungsfaser (nicht gezeigt) der faser-optischen Übertragungsleitung 300. Dabei werden die Signale des breiten Gesamtbands SWB gedämpft. Anschließend werden Signale von der Zwischenstation 400 empfangen und in dem breiten Gesamtband SWB verstärkt. Wie in 6 gezeigt, umfaßt die Zwischenstation 400 mehrere Verstärker (AMP) 610, 615, 640 und 650, zwei Filter 620 und 660, einen Entzerrungsfilter (EQ) 630 und zwei OADM-Stufen 670, 690. Von dem Verstärker 610 wird das breite Gesamtband SWB empfangen und verstärkt. Der Filter 620 ist an den Ausgang des Verstärkers 610 angeschlossen ist und teilt das breite Gesamtband SWB in einen unteren Bandbestandteil LB und einen oberen Bandbestandteil HB auf. Das untere Band LB wird durch den Entzerrungsfilter 630 entzerrt, von der ersten OADM-Stufe 670 empfangen, bei der vorbestimmte Signale abgezweigt und/oder addiert werden, und von dem Verstärker 640 weiter verstärkt. Währenddessen wird das obere Band HB, das bereits den Nachentzerrungsfilter 550 in der TPA-Baugruppe 120 durchlaufen hat, zuerst von den Verstärkern 615 verstärkt, anschließend von der zweiten OADM-Stufe 690 empfangen, bei der vorbestimmte Signale abgezweigt und/oder addiert werden, und von dem Verstärker 650 weiter verstärkt. Nach der Verstärkung werden das untere Band LB und das obere Band HB durch den Filter 660 wieder zu dem breiten Gesamtband SWB zusammengefaßt.
  • Der Verstärker 610, von dem das breite Gesamtband SWB empfangen wird, besteht bevorzugt aus einem einzigen optischen Faserverstärker, der in einem linearen Bereich betrieben wird. Dies bedeutet, daß der Verstärker 610 in einem Zustand betrieben wird, in dem die Ausgangsleistung von der Eingangsleistung abhängt. Je nach Ausführung kann der Verstärker 610 alternativ auch ein mehrstufiger Verstärker sein. Indem der Verstärker 610 in einem linearen Bereich betrieben wird, wird dazu beigetragen, eine relative Unabhängigkeit zwischen der Leistung der Kanäle des oberen Bandes und der Kanäle des unteren Bandes zu gewährleisten. Dies bedeutet, daß sich bei Betrieb des Verstärkers 610 in einem linearen Bereich die Ausgangsleistung (und das Signal-Rausch-Verhältnis) der einzelnen Kanäle in einem der beiden Teilbänder LB, HB nicht signifikant ändert, wenn Kanäle in dem jeweils anderen Teilband HB, LB im Betrieb des WDM-Systems 1 addiert oder abgezweigt werden. Um in einem dichten WDM-System hinsichtlich der Übertragung einiger oder aller Kanäle eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Störung zu erzielen, sollte das System 1 mit einer ersten Verstärkerstufe in einem ungesättigten Zustand, wie beispielsweise Verstärker 610, in einer Zwischenstation 400 betrieben werden, bevor ein Teil der Kanäle für eine getrennte Entzerrung und Verstärkung extrahiert wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verstärker 610 um einen erbiumdotierten Faserverstärker, der mit einer bei 980 nm betriebenen Laserdiode (nicht gezeigt) in kopropagierender Richtung gepumpt wird, um einen Rauschwert von vorzugsweise weniger als 5,5 dB sowohl für das untere Band LB als auch für das obere Band HB zu erzielen.
  • Der Filter 620 kann beispielsweise drei Anschlüsse haben, wobei über einen Abzweigungsanschluß das untere Band LB in den Entzerrungsfilter 630 und über einen Reflexionsanschluß das obere Band HB in den Verstärker 615 eingespeist wird. Bei dieser Konfiguration ist der Filter 620 vorzugsweise ein Interferenzfilter, der das untere Band LB mit einer hohen Isolierung des oberen Wellenlängenbereichs des Spektrums dem Entzerrungsfilter 630 zuführt oder abzweigt und das obere Band HB mit geringer Isolierung des unteren Wellenlängenbereichs des Spektrums zu dem Verstärker 615 reflektiert. Insbesondere hat der Filter 620 in dem Abzweigungspfad vorzugsweise eine Mindestisolierung von 25 dB für 1528 nm bis 1536,5 nm und in dem Reflexionspfad eine Mindestisolierung von 10 dB für 1540,5 nm bis 1565 nm. Ferner hat der bevorzugte Filter eine maximale Einfügungsdämpfung in dem Reflexionspfad von 0,7 dB für 1528 mit bis 1536,5 nm und in dem Abzweigungspfad von 1,5 dB für 1540,5 nm bis 1565 nm. Weitere Kennzahlen des Filters 620 hängen selbstverständlich von den einzelnen Kanalwellenlängen und Verstärkern ab, die für das WDM-System 1 gewählt werden.
  • Der Verstärker 615 ist vorzugsweise ein einzelner erbiumdotierter Faserverstärker, der in Sättigung betrieben wird, so daß seine Ausgangsleistung im wesentlichen von seiner Eingangsleistung unabhängig ist. Auf diese Weise dient der Verstärker 615 dazu, die Kanäle des oberen Bandes HB im Vergleich zu den Kanälen des unteren Bandes LB mit zusätzlicher Leistung zu verstärken. Da bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Anzahl der Kanäle in dem oberen Band HB größer ist als in dem unteren Band LB, nämlich 24 im Vergleich zu 8, werden die Kanäle des oberen Bandes beim Durchlaufen der Verstärker für das breite Gesamtband, wie beispielsweise des Verstärkers 610, typischerweise weniger verstärkt. Folglich trägt der Verstärker 615 dazu bei, die Leistung der Kanäle des oberen Bandes HB an die Leistung der Kanäle des unteren Bandes LB anzugleichen. Selbstverständlich kann bei einer anderen Verteilung der Kanäle auf das obere und das untere Band HB, LB der Verstärker 615 überflüssig sein oder alterna tiv auf der Seite des unteren Bandes der Zwischenstation 400 benötigt werden.
  • Hinsichtlich des oberen Bandes der Kanäle können die Verstärker 610 und 615 zusammen als ein zweistufiger Verstärker betrachtet werden, bei dem die erste Stufe in einem linearen Zustand und die zweite Stufe in Sättigung betrieben wird. Eine relative Stabilisierung der Ausgangsleistung zwischen den Kanälen des unteren Bandes LB ist normalerweise nicht erforderlich, wenn die Anzahl der Kanäle des unteren Bandes LB wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auf acht begrenzt ist. Dies kann sich für Systeme mit einer größeren Anzahl von Kanälen in dem unteren Band LB ändern. Um zu einer Stabilisierung der Ausgangsleistung zwischen Kanälen des oberen Bandes beizutragen, werden die Verstärker 610 und 615 vorzugsweise mit derselben Laserdiodenpumpquelle gepumpt. Auf diese Weise wird, wie in der EP 695049 beschrieben, die von dem Verstärker 610 ungenutzte Pumpleistung dem Verstärker 615 zur Verfügung gestellt. Insbesondere umfaßt die Zwischenstation 400 einen WDM-Koppler (nicht gezeigt), der zwischen dem Verstärker 610 und dem Filter 620 angeordnet ist und am Ausgang des Verstärkers 610 restliches 980 nm Pumplicht extrahiert. Dieser WDM-Koppler kann beispielsweise das Model Nr. SWDMCPR3PS110 von E-TEK DYNAMICS, INC., 1885 Lundy Ave., San Jose, CA (USA) sein. Der Ausgang dieses WDM-Kopplers ist an einem zweiten WDM-Koppler (nicht gezeigt) desselben Typs angeschlossen und in den optischen Pfad hinter dem Verstärker 615 angeordnet. Die beiden Koppler sind mittels einer optischen Faser 625 verbunden, die das restliche 980 nm Pumpsignal mit relativ geringem Verlust überträgt. Der zweite WDM-Koppler leitet die restliche 980 nm Pumpleistung in kontrapropagierender Richtung in den Verstärker 615 ein.
  • Von dem Verstärker 615 werden Signale des oberen Bandes zu der OADM-Stufe 690 geleitet, die später im Detail unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wird, und anschließend dem Verstärker 650 zugeführt.
  • Im Fall des bevorzugten erbiumdotierten Faserverstärkers wird der Verstärker 650 mit einer Pumpwellenlänge von beispielsweise 1480 nm von einer Laserdiodenquelle (nicht gezeigt) gepumpt, die eine Pumpleistung hat, die größer ist als die des Lasers (nicht gezeigt), der die Verstärker 610 und 615 antreibt. Im Vergleich zu anderen Pumpwellenlängen für erbiumdotierte Fasern wird durch die Wellenlänge von 1480 nm eine gute Konversionseffizienz bei großer Ausgangsleistung ermöglicht. Alternativ kann auch eine 980 nm Pumpquelle großer Leistung oder eine Gruppe von multiplexten 980 nm Pumpquellen verwendet werden, um den Verstärker 650 anzutreiben. Der Verstärker 650 arbeitet bevorzugt in Sättigung, um die zusätzliche Verstärkungsleistung für die Signale in dem oberen Band HB zu liefern, und kann, falls gewünscht, mehrere Verstärkerstufen umfassen.
  • Nach Durchlaufen des Verstärkers 610 und des Filters 620 gelangt das untere Band LB zu dem Entzerrungsfilter 630. Wie vorstehend beschrieben, hat die Verstärkungscharakteristik in dem spektralen Emissionsbereich der erbiumdotierten Faser eine Spitze oder ein Maximum in dem Bereich des unteren Bandes, verläuft jedoch in dem Bereich des oberen Bandes recht flach. Wenn das untere Band LB oder das breite Gesamtband SWB (in dem das untere Band LB enthalten ist) von einem erbiumdotierten Faserverstärker verstärkt werden, werden folglich die Kanäle in dem Bereich des unteren Bandes ungleich verstärkt. Wenn Entzerrmittel eingesetzt werden, um das Problem der ungleichen Verstärkung zu beheben, wird die Entzerrung – wie bereits im vorhergehenden erläutert – über das gesamte Spektrum der Kanäle angewandt, was ebenfalls zu einer ungleichen Verstärkung führt. Durch das Aufteilen des Spektrums der Kanäle in ein unteres Band LB und ein oberes Band HB kann jedoch eine Entzerrung in dem reduzierten Arbeitsbereich des unteren Bandes LB zu einem geeigneten Abflachen der Verstärkungscharakteristik für die Kanäle des unteren Bandes führen.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Entzerrungsfilter 630 zwei Anschlüsse und basiert auf der Technologie von gechirpten Bragg-Gittern großer Periode, mit der eine ausgewählte Dämpfung bei verschiedenen Wellenlängen erreicht wird. Beispielsweise kann der Entzerrungsfilter 630 für das untere Band LB einen operativen Wellenlängenbereich von 1529 nm bis 1536 nm haben, wobei der Tiefpunkt des Tales bei einer Wellenlänge zwischen 1530,3 nm und 1530,7 nm liegt. Der Entzerrungsfilter 630 muß nicht einzeln verwendet werden, sondern kann in einer Kaskade mit anderen Filtern (nicht gezeigt) kombiniert werden, um eine optimale Filterkurve und folglich eine optimale Verstärkungsentzerrung für die jeweils in dem WDM-System 1 eingesetzten Verstärker zu erreichen. Der Entzerrungsfilter 630 kann von einem Fachmann hergestellt oder von einem der zahlreichen auf diesem Gebiet tätigen Hersteller bezogen werden. Den speziellen Aufbau des Entzerrungsfilters 630 festzulegen, liegt im Rahmen der Fähigkeiten des durchschnittlichen Fachmanns und kann beispielsweise ein spezielles Bragg-Gitter, wie ein Gitter großer Periode, einen Interferenzfilter oder optische Filter des Mach-Zehnder-Typs umfassen.
  • Von dem Entzerrungsfilter 630 werden die Signale des unteren Bandes zu der OADM-Stufe 670 geleitet, die später im Detail im Zusammenhang mit 7 beschrieben wird, und anschließend dem Verstärker 640 zugeführt.
  • Im Fall des bevorzugten erbiumdotierten Faserverstärkers hat der Verstärker 640 eine Pumpwellenlänge von 980 nm, die von einer Laserdiodenquelle (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt und über einen WDM-Koppler (nicht gezeigt) an den optischen Pfad gekoppelt ist, um den Verstärker 640 in kontrapropagierender Richtung zu pumpen. Da die Kanäle des unteren Bandes LB sowohl den Verstärker 610 als auch den Verstärker 640 durchlaufen, können ungleiche Verstärkungen der beiden Filter durch den Entzerrungsfilter 630 kompensiert werden. Folglich sollte die Dämpfung des Entzerrungsfilter 630 in dezibel entsprechend der Gesamtverstärkung und den Leistungsanforderungen der Übertragungsleitung für das untere Band LB gewählt werden. Der Verstärker 640 wird vorzugsweise in Sättigung betrieben, um die Signale des unteren Bandes LB mit zusätzlicher Leistung zu verstärken, und kann mehrere Verstärkerstufen umfassen.
  • Nach Durchlaufen der Verstärker 640 bzw. 650 werden das verstärkte untere Band LB und das verstärkte obere Band HB mittels des Filters 660 zu dem breiten Gesamtband SWB zusammengefaßt. Wie der Filter 620 kann der Filter 660 ebenfalls ein Tiefpaß-Interferenzfilter mit drei Anschlüssen sein. Zusätzlich ist es bevorzugt, den Filter 620 als einen Reflektor für das untere Band LB und einen Transmitter für das obere Band HB (d.h. als Hochpaß) einzusetzen und den Filter 660 umgekehrt (d.h. als Tiefpaß) zu verwenden, um sowohl Nebensprechen zwischen den Bändern auf ein vernachlässigbares Maß zu reduzieren als auch Einspeiseverluste für die Ausgabe des oberen Bandes HB zu minimieren. Wie die TPA-Baugruppe 120 kann die Zwischenstation 400 ebenfalls ein optisches Überwachungsge rät umfassen und eine Wartungsleitung eingespeist oder abgezweigt werden (nicht gezeigt), beispielsweise durch einen WDM 1480/1550 Interferenzfilter (nicht gezeigt). Eines oder mehrere dieser Elemente können an jedem beliebigen Verbindungspunkt der Zwischenstation 400 angeschlossen sein.
  • Die OADM-Stufen 670, 690 dienen dazu, in dem unteren Band LB bzw. dem oberen Band HB "DROP-Kanäle" abzuzweigen und/oder "ADD-Kanäle" einzufügen. Wegen der im vorhergehenden beschriebenen asymmetrischen Bandaufteilung, bei welcher der größte Teil der Pumpleistungseffizienz dem oberen Band HB zugeteilt ist, kann das untere Band LB leicht für die Funktion des Addierens/Abzweigens von bis zu acht Kanälen genutzt werden.
  • 7 zeigt ein OADM-Modul 695, das dafür ausgelegt ist, Additions- und Abzweigungsoperationen für bis zu vier Kanäle auszuführen. Dies ist keine begrenzende Zahl. Module mit mehr oder weniger als vier Additions-/Abzweigungskanälen können bei Bedarf von einem Fachmann hergestellt werden. Jede OADM-Stufe 670, 690 kann ein oder mehrere OADM-Module 695 umfassen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das im folgenden erläutert wird, umfaßt die OADM-Stufe 670 zwei hintereinander geschaltete OADM-Module zum Addieren/Abzweigen von bis zu acht Kanälen. Demgegenüber umfaßt die OADM-Stufe 690 nur ein einziges OADM-Modul zum Addieren/Abzweigen von bis zu vier Kanälen. Falls notwendig können auch in dem Pfad des oberen Bandes zwei oder mehr OADM-Module hintereinander geschaltet werden.
  • Wie in 7 gezeigt, umfaßt das OADM-Modul 695 einen Eingang 671, einen Ausgang 672, einen Leistungsteiler 673, einen Leistungskoppler 674, einen Übertragungspfad 675, einen Abzweigungspfad 676 und einen Additionspfad 677.
  • Bei der OADM-Stufe 670 ist der Eingang 671 optisch an den Ausgang des Filters 630 oder den Ausgang 672 eines vorhergehenden OADM-Moduls angeschlossen, um ein die Kanäle des unteren Bandes enthaltendes Eingangssignal zu empfangen. Bei der OADM-Stufe 690 ist der Eingang 671 optisch an den Ausgang des Verstärkers 615 oder den Ausgang 672 eines vorhergehenden OADM-Moduls angeschlossen, um ein die Kanäle des oberen Bandes umfassendes Eingangssignal zu empfangen. Das Eingangssignal umfaßt eine Gruppe von Kanälen, die in dem OADM-Modul 695 abgezweigt werden sollen (Abzweigungskanäle) und eine restliche Gruppe von Kanälen, die das OADM-Modul 695 ohne Änderung durchlaufen sollen.
  • Bei dem Leistungsteiler 673 handelt es sich um einen 1x2-Verteiler des getaperten optischen Schmelz-Fasertyps. Der Leistungsteiler 673 hat einen ersten Eingangsanschluß, der optisch an den Eingang 671 angeschlossen ist, um das im vorhergehenden erwähnte Eingangssignal zu empfangen, einen zweiten Einganganschluß (nicht gezeigt), der unbenutzt ist, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß. Bei dem Leistungskoppler 674 handelt es sich um einen 2x1-Koppler des getaperten, optischen Schmelz-Fasertyps. Der Leistungskoppler 674 hat einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluß sowie einen ersten Ausgangsanschluß, der optisch an den Ausgang 672 angeschlossen ist, um ein Ausgangssignal in den Ausgang 672 einzuspeisen, das die Gruppe der addierten Kanäle (Kanäle des unteren Bandes für die OADM-Stufe 670 und Kanäle des oberen Bandes für die OADM-Stufe 690) enthält, und einen zweiten Ausgangsanschluß (nicht gezeigt), der ungenutzt ist.
  • Über den Übertragungspfad 675 wird der erste Ausgangsanschluß des Leistungsteilers 673 optisch an den ersten Eingangsanschluß des Leistungskopplers 674 angeschlossen, während über den Abzweigungspfad 676 der zweite Rusgangsanschluß des Leistungsteilers 673 optisch an einen Demultiplexer 680 und über den Additionspfad 677 optisch ein Multiplexer 681 an den zweiten Eingang des Leistungskopplers 674 angeschlossen ist.
  • Dem Multiplexer 681 kann ein optischer Verstärker 684 nachgeschaltet sein, um die Leistung der hinzugefügten Signale zu erhöhen.
  • Der Leistungsteiler 673 teilt die optische Leistung in einem unausgeglichenen Verhältnis auf und speist einen Hauptanteil des Eingangssignals in den Leitungspfad 675 und einen zweiten Anteil der Leistung des Eingangssignals in den Abzweigungspfad 676. Vorzugsweise wird die Leistung in einem Verhältnis aufgeteilt, das zwischen 60:40 (60% der Leistung des Eingangssignals auf den Leitungspfad und 40% auf den Abzweigungspfad) und 90:10 (90% der Leistung des Eingangssignals auf den Leitungspfad und 10% auf den Abzweigungspfad) liegt. Bei dem nicht beschränkenden Beispiel der 7 ist das Aufteilungsverhältnis 60:40. Der zweite Anteil der Leistung definiert ein Abzweigungssignal, bei dem abgesehen von den Abzweigungskanälen alle Kanäle unterdrückt werden müssen. Demgegenüber definiert der Hauptanteil der Leistung ein Durchgangssignal, bei dem lediglich die Abzweigungskanäle unterdrückt werden müssen, so daß die übrigen Kanäle unverändert zu dem Ausgang 672 übertragen werden können.
  • Der Leistungskoppler 674 erhält das Durchgangssignal an dem ersten Eingangsanschluß und ein Additionssignal an dem zweiten Eingangsanschluß. Der Leistungskoppler 674 hat ein unausgeglichenes Kopplungsverhältnis und speist in den ersten Ausgangsanschluß einen Leistungsanteil von dem Durchgangssignal von mehr als 50% ein. Vorzugsweise liegt das Kopplungsverhältnis zwischen 60:40 (60% der optischen Leistung aus dem Leitungspfad und 40% aus dem Additionspfad) und 90:10 (90% der optischen Leistung aus dem Leitungspfad und 10% aus dem Additionspfad). Bei dem nicht einschränkenden Beispiel gemäß 7 beträgt das Kopplungsverhältnis 90:10.
  • Das Aufteilungsverhältnis und das Kopplungsverhältnis werden in geeigneter Weise innerhalb der angegebenen Bereiche so gewählt, daß zwischen der Dämpfung der nicht abgezweigten Kanäle bei dem OADM-Ausgang 672, der Dämpfung der abgezweigten Kanäle bei dem Demultiplexer 680 und der Dämpfung der hinzugefügten Kanäle bei dem OADM-Ausgang 672 ein bestmöglicher Kompromiß erzielt wird. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, ein 90:10 Kopplungsverhältnis in dem Koppler 674 zu haben, um eine sehr geringe Dämpfung der nicht abgezweigten Kanäle zu erhalten, wenn die Verstärkung der Additionskanäle durch den Verstärker 684 ausreichend ist, um den 90%igen Leistungsverlust in dem Koppler 674 auszugleichen.
  • Hinsichtlich der Verluste entspricht ein Aufteilungsverhältnis von 60:40 einer Dämpfung von 2,5 dB für das in dem Leitungspfad übertragene Signal, während ein Verhältnis von 90:10 einer Dämpfung von etwa 0,5 dB entspricht. Entsprechende Dämpfungen werden von dem Koppler 674 für Signalübertragungen von dem Leitungspfad 675 zu dem Ausgang 672 und für Signalübertragungen von dem Additionspfad 677 zu dem Ausgang 672 bewirkt. Für die nicht abgezweigten Kanäle müssen Verteilerstufenverluste und Kopplungsstufenverluste addiert werden, so daß nicht ab gezweigte Kanäle bei einem Aufteilungsverhältnis von 60:40 und einem Kopplungsverhältnis von 90:10 eine Dämpfung von 2,5 dB + 0,5 dB = 3 dB erfahren.
  • Eine geringe Dämpfung zwischen dem Eingang und dem Ausgang eines OADM-Moduls ist auch hinsichtlich der Verteilung von Störsignalen vorteilhaft, was im folgenden gezeigt wird.
  • Bei den Zwischenstationen 400 trägt jeder der Verstärker 610, 615, 640 und 650 zu einem Anwachsen des Rauschpegels bei. Ein Maß für das Rauschen kann durch die Rauschzahl (noise figure NF) ausgedrückt werden. Die Rauschzahl eines Verstärkers ist ein Maß dafür, wieviel Rauschen der Verstärker erzeugt. Die Rauschzahl ist dabei definiert als das Verhältnis zwischen der Rauschleistung an dem Ausgang des Verstärkers im tatsächlichen Betrieb und der Rauschleistung an dem Ausgang des Verstärkers in dem Idealfall, bei dem der Verstärker kein Rauschen erzeugt. Es kann gezeigt werden, daß NF = 10 log (S/N)I/(S/N)o, wobei (S/N)I das Signal-Rausch-Verhältnis am Eingang des Verstärkers und (S/N)o das Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang des Verstärkers ist.
  • Bei den Zwischenstationen 400 ist jede OADM-Stufe 670, 690 zwischen zwei Verstärkern angeordnet. Insbesondere ist die OADM-Stufe 670 in dem Zweig für das untere Band LB zwischen dem Verstärker 610 und dem Verstärker 640 angeordnet, während in dem Zweig für das obere Band HB die OADM-Stufe 690 zwischen dem Verstärker 615 (der mit dem Verstärker 610 in Reihe geschaltet ist) und dem Verstärker 650 angeordnet ist. Für den allgemeinen Fall von zwei hintereinander geschalteten Verstärkern A und B mit Rauschzahlen NFA bzw. NFB, die über eine Leitung mit einer Leistungsdämpfung (Verlust) L verbunden sind, kann man zeigen, daß für die gesamte Rauschzahl NFA+B am Ausgang des zweiten Verstärkers (B) gilt: NFA+B = NFA + NFB/(GA–L) (1)wobei GA die Leistungsverstärkung des Verstärkers A ist. In dem vorliegenden Fall entspricht die Dämpfung L ungefähr der Dämpfung der OADM-Stufe, die zwischen den beiden Verstärken angeordnet ist. Anhand von Gleichung (1) ist ersichtlich, daß eine Abnahme der Dämpfung L mit einer Abnahme der Gesamtrauschzahl NFA+B einhergeht.
  • Ein Zahlenbeispiel kann dazu beitragen, die Vorteile eines niedrigen Dämpfungswertes L besser zu verstehen. Betrachten wir als Beispiel einen Verstärker 615 mit einer Rauschzahl NFA von 6 dB, einen Verstärker 650 mit einer Rauschzahl NFB von 8 dB und eine OADM-Stufe 690 mit einer Dämpfung, die einer Leitungsdämpfung L von 7 dB entspricht (z.B. ein OADM mit einem 3 dB Verteiler, einem 3 dB Koppler und einem zusätzlichen Verlust von 1 dB). Wenn ein Verstärker 615 mit einer Verstärkungsleistung GA von 13 dB verwendet wird, ergibt sich ein NFA+B-Wert von 7,5 dB. Wenn man diesen Wert mit der Rauschzahl des Verstärkers 615 alleine vergleicht, zeigt sich, daß eine Verschlechterung von 1,5 dB im Vergleich zu dem Fall eines einzigen Verstärkers stattgefunden hat. Falls die Dämpfung L nicht durch Änderungen der OADM-Stufen geändert werden kann (wie dies bei Verwendung von OADM-Modulen mit 3 dB Kopplern und Verteilern der Fall ist), kann ein Verstärker 615 mit größerer Verstärkungsleistung eingesetzt werden, um das Rauschen zu reduzieren. Wenn beispielsweise ein leistungsfähigerer Verstärker 615 mit einer Verstärkungsleistung von 20 dB verwendet wird, erhält man eine Rauschzahl NFA+B von 6,3 dB, also 0,3 dB mehr als die Rauschzahl des Verstärkers 615 für sich al lein. Dieser Rauschzuwachs kann in einem System mit einer langen Übertragungsleitung und vielen Zwischenstationen zu Schwierigkeiten führen, selbst wenn er für eine einzelne Zwischenstation nicht übermäßig groß ist. Tatsächlich muß der Rauschzuwachs jeder einzelnen Zwischenstation mit der Anzahl der Zwischenstationen 400 des Systems multipliziert werden, so daß der Zuwachs insgesamt unakzeptabel hoch werden kann. Insbesondere zeigen die vorhergehenden Beispiele, daß ein OADM-Modul mit einem Verlust von 7 dB zu einen Verlust führt, der hinsichtlich des Rauschens für ein System mit Verstärkern mit einer Verstärkungsleistung von weniger als 20 dB kritisch werden kann. Die hinsichtlich des Rauschens durch Verringern der Dämpfung L erreichte Verbesserung ist insbesondere von Bedeutung, wenn Verstärker mit geringer Verstärkung verwendet werden, die gemäß den obigen Ausführungen dazu neigen, eine relativ hohe Gesamtrauschzahl zu bewirken.
  • Um die Bedeutung dieser Verbesserung besser verstehen zu können, betrachten wir nochmals das vorhergehende Beispiel eines Verstärkers 615 mit einer Verstärkung von 13 dB. Wenn die Dämpfung der OADM-Stufe reduziert wird (durch Wahl eines OADM-Moduls mit anderen Aufteilungs- und/oder Kopplungsverhältnissen), so daß sich eine Dämpfung L' ergibt, die geringer als L ist, reduziert sich die Rauschzahl. Wenn eine Dämpfung L' von 5 dB vorliegt, wird eine Rauschzahl NFA+B von 7 dB erzielt, während sich bei einer Leitungsdämpfung L' von 4 dB eine Rauschzahl NFA+B von 6,7 dB ergibt. Hinsichtlich NFA+B lassen sich bessere Ergebnisse erzielen, wenn ein Verstärker 615 mit größerer Verstärkung verwendet wird. Das System 1 kann hinsichtlich seiner Rauschcharakteristik optimiert werden, indem ein OADM-Modul gewählt wird, dessen Aufteilungs- und Kopplungscharakteristiken besser zu den Systemanforderungen passen.
  • Für jeden Abzweigungskanal, der in dem Leitungspfad 675 unterdrückt werden soll, wird ein Bragg-Gitter 678 in den Leitungspfad 675 eingebracht, dessen Bragg-Wellenlänge der des Abzweigungskanals entspricht. Jedes Gitter 678 reflektiert Licht bei der Wellenlänge, die seiner Bragg-Wellenlänge entspricht, d.h. es reflektiert das entsprechende Signal des Kanals. Folglich kann sich der Abzweigungskanal nicht in der Übertragungsleitung ausbreiten und wird zu dem Eingang zurückreflektiert. Die von den Bragg-Gittern 678 zurückreflektierten Abzweigungskanäle werden von dem Eingangsisolator 679, der vorzugsweise zwischen dem Eingang 671 und dem Leistungsteiler 673 angeordnet ist, empfangen und unterdrückt.
  • Wegen der Reflexionscharakteristik von Bragg-Gittern kann jeder reflektierte Kanal von Seitenbändern geringer Intensität umgeben sein, welche die Systemleistung nicht verschlechtern und zusammen mit den reflektierten Kanälen von dem Isolator 679 unterdrückt werden. Demgegenüber treten in dem Band der durchgelassenen Kanäle keine Seitenbänder auf.
  • Anstelle normal reflektierender Bragg-Gitter 678 können alternativ Blaze-Bragg-Gitter verwendet werden. Während sich die Gitterelemente bei normal reflektierenden Bragg-Gittern in parallelen Ebenen senkrecht zu der Achse des Wellenleiters erstrecken, erstrecken sich die Gitterelemente bei Blaze-Bragg-Gittern in parallelen Ebenen, die schräg gegenüber der Achse des Wellenleiters geneigt sind, so daß deren Sperrbereiche durch Modenkonversion entstehen, indem in dem Wellenleiter ausbreitendes Licht aus der geführten Mode in eine nicht geführte – und folglich strahlende – Mode oder Modengruppe übergeht. Wenn Blaze-Bragg-Gitter verwendet werden, wird folglich kein Isolator benötigt, um reflektierte Kanäle zu eliminieren.
  • Der Demultiplexer 680 hat einen Eingangsanschluß, der zum Empfangen des Abzweigungssignals optisch an den Abzweigungspfad 676 angeschlossen ist, und demultiplext die Abzweigungskanäle auf eine Anzahl von Ausgangsanschlüssen, die mit externen Benutzern verbunden sind. Alternativ demultiplext der Demultiplexer 680 das Abzweigungssignal auf zwei oder mehr Pfade, die jeweils mit externen Demultiplex-Stufen verbunden sind. Der Demultiplexer 680 kann beispielsweise als eine Linienverkettung von Interferenzfiltern oder als ein AWG (Arrayed-Waveguide Grating, geordnete Wellenleitegitter) Demultiplexer ausgebildet sein. Beispiele bekannter Demultiplexer umfassen darüber hinaus beispielsweise die in EP 763907 offenbarte Vorrichtung (ein optischer Verteiler mit mehreren Ausgängen, wobei jeder Ausgang einem jeweils einen Kanal reflektierenden wellenlängenselektiven Reflektor und einem Verteiler, der den reflektierten Kanal an den Ausgang ankoppelt, zugeordnet ist) oder die in der bereits zitierten US 5,457,760 offenbarte Vorrichtung (ein optischer Verteiler mit N Ausgängen, gefolgt von N Ausgangswellenleitern, wobei jeder Wellenleiter eine Gruppe von (N-1) Bragg-Gittern umfaßt, so daß das Wellenlängenband des in der Gruppe fehlenden Bragg-Gitters durchgelassen wird) oder die in der US 5,475,780 offenbarte Vorrichtung (ein Verteiler mit mehreren Ausgangswellenleitern, in denen jeweils wellenlängenselektive Mittel angeordnet sind, so daß selektiv ein Durchgangsband durchgelassen wird, wobei die wellenlängenselektiven Mittel Filter umfassen, um Strahlung in zwei Sperrbereichen jeweils oberhalb und unterhalb des Durchgangsbandes zumindest teilweise abzuhalten).
  • Wird eine Linienverkettung von Interferenzfiltern verwendet und ist der Frequenzabstand zwischen angrenzenden Kanälen so, daß das Auflösungsvermögen der Interferenzfilter zum Unterscheiden der Kanäle nicht ausreicht, kann eine Hybridstruktur mit Bragg-Gittern und Interferenzfiltern verwendet werden, wie in 8 gezeigt. Dort ist ein OADM-Modul 695' dargestellt, das sich von dem OADM-Modul 695 in der Struktur des Abzweigungspfads unterscheidet. Die übrigen Teile des Moduls sind mit denen des OADM-Moduls 695 identisch und mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem OADM-Modul 695' umfaßt der Multiplexer vier hintereinander geschaltete Interferenzfilter 682, mit denen jeweils ein Abzweigungskanal in einen dazugehörenden Ausgangsanschluß eingespeist und die verbleibenden Abzweigungskanäle dem nächsten Filter zugeleitet werden. Die Bragg-Gitter 683 (vier bei dem gezeigten Beispiel) sind in dem Abzweigungspfad hintereinander geschaltet, um das Abzweigungssignal zu empfangen und die benachbarten Kanäle des jeweiligen Abzweigungskanals selektiv zurückzureflektieren, die dann von dem Isolator 679 unterdrückt werden. Folglich empfangen die Interferenzfilter 682 Kanäle mit doppeltem Abstand und können diese fehlerfrei trennen.
  • Anstelle der normal reflektierenden Bragg-Gitter 683 können alternativ wie in dem Fall der Bragg-Gitter 678 Blaze-Bragg-Gitter verwendet werden.
  • Als nicht beschränkendes Beispiel wird der Fall betrachtet, in dem das OADM-Modul 695' acht Kanäle empfängt, die durch ihre Wellenlängen λ1, ..., λ8 gekennzeichnet sind. Bei diesem Beispiel werden die Abzweigungskanäle durch die geradzahligen Kanäle λ2, λ4, λ6 und λ8 definiert. Sowohl das Durchgangssignal als auch das Abzweigungssignal enthält dann die acht Kanäle λ1, ..., λ8. Von den Bragg- Gittern 678, die in dem Übertragungspfad 675 angeordnet sind, werden die geradzahligen Kanäle λ2, λ4, λ6 und λ8 zurückreflektiert. Von den Bragg-Gittern 683, die in dem Abzweigungspfad 676 angeordnet sind, werden die ungeradzahligen Kanäle λ1, λ3, λ5 und λ7 zurückreflektiert. Alle reflektierten Kanäle werden von dem Isolator 679 empfangen und von diesem ausgelöscht.
  • Der erste Interferenzfilter 682 empfängt die Abzweigungskanäle λ2, λ4, λ6 und λ8, extrahiert Kanal λ2 und leitet die Kanäle λ4, λ6 und λ8 dem zweiten Interferenzfilter zu. Der zweite Interferenzfilter 682 extrahiert den Kanal λ4 und leitet die Kanäle λ6 und λ8 dem dritten Interferenzfilter 682 zu. Der dritte Interferenzfilter 682 extrahiert dann den Kanal λ6 und leitet den Kanal λ8 dem letzten Interferenzfilter 682 zu, von dem schließlich λ8 extrahiert wird.
  • Gemäß den 7 und 8 hat der Multiplexer 681 mehrere Eingänge, die optisch mit derselben Anzahl von externen Nutzern verbunden sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Multiplexer 681 um einen optischen Leistungskoppler, wie einen Schmelzfaserkoppler oder einen planaren Optokoppler, handeln. Alternativ kann der Multiplexer 681 eine Vorrichtung eines der im vorhergehenden in bezug auf den Demultiplexer 680 beschrieben Typen sein. Zwischen dem Multiplexer 681 und dem Optokoppler 674 ist ein Additions-/Abzweigungsverstärker (Add/Drop Amplifier ADA) 684 angeordnet, um die Additionskanäle zu verstärken und hinsichtlich der Kanäle der Hauptleitung zu entzerren. Bei dem ADA 684 handelt es sich um einen einstufigen Verstärker, der bei 980 nm gepumpt wird.
  • Bei diesem Beispiel wirken der Multiplexer 681, der Verstärker ADA 684 und der Koppler 674 bei einer Addition zu dem Durchgangssignal, aus dem zuvor die Abzweigungskanäle entfernt wurden, zusammen. Die Additionskanäle haben dabei dieselbe Wellenlänge wie die Abzweigungskanäle λ2, λ4, λ6 und λ8. Mit einem OADM-Modul kann eine Anzahl von Kanälen addiert werden, die von der Anzahl der Abzweigungskanäle abweicht, sofern in dem Durchgangssignal nicht bereits ein Signal mit derselben Wellenlänge wie der Additionskanal enthalten ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 9 gezeigt ist, können die OADM-Stufen 670, 690 von 6 eine OADM-Baugruppe 698 umfassen, die N OADM-Module (mit N ≥ 2) des im vorliegenden anhand von 7 und 8 beschriebenen Typs enthält. Jedes dieser Module hat einen Eingang 671, der optisch an den entsprechenden Ausgangsanschluß eines optischen 1xN Eingangsschalters 685 angeschlossen ist, und einen Ausgang 672, der optisch an einen entsprechenden Eingangsanschluß eines optischen Nx1 Ausgangsschalters 686 angeschlossen ist. Bei der OADM-Stufe 670 sind der Schalter 685 und der Schalter 686 optisch an den Filter 630 bzw. an den Verstärker 640 angeschlossen, während bei der OADM-Stufe 690 der Schalter 685 und der Schalter 686 optisch an den Verstärker 615 bzw. an den Verstärker 650 angeschlossen sind.
  • Auf diese Weise können sowohl das untere Band LB als auch das obere Band HB in Teilbänder aufgeteilt werden, wobei jedes Teilband Kanäle enthält, die mittels eines entsprechenden OADM-Moduls, das durch die Schalter 685, 686 ausgewählt werden kann, abgezweigt und/oder hinzugefügt werden können. Die OADM-Stufe 670 kann dabei beispielsweise eine OADM-Baugruppe umfassen, die einen 1x2 Eingangsschalter und einen 2x1 Ausgangsschalter sowie ein erstes OADM-Modul zum Addieren/Abzweigen der Kanäle λ1, λ3, λ5, λ7 und ein zweites OADM-Modul zum Addieren/Abzweigen der Kanäle λ2, λ4, λ6, λ8 enthält. In ähnlicher Weise kann die OADM-Stufe 690 eine OADM-Baugruppe umfassen, die mehrere OADM-Module enthält. Werden OADM-Module mit vier Kanälen verwendet, sind dies maximal acht, werden OADM-Module mit weniger als vier Kanälen verwendet, sind es sogar noch mehr.
  • Genauer gesagt wird über den Schalter 685 ein Eingangssignal empfangen und in Abhängigkeit davon, welche Kanäle abgezweigt/addiert werden sollen, einer der N Ausgänge ausgewählt. In ähnlicher Weise wird mit dem Ausgangsschalter 686 der Eingangsanschluß ausgewählt, der dem ausgewählten Ausgangsanschluß des Eingangsschalters 685 zugeordnet ist, so daß das richtige OADM-Modul optisch an die Übertragungsleitung angeschlossen ist. Für diese Anwendung geeignete optische Schalter sind auf dem Markt handelsüblich erhältlich, beispielsweise mechanische faser-optische Schalter (mechanical fibre optic switches MFSW) oder programmierbare 1xN faer-optische Schaltermodule (PFSM) von E-TEK DYNAMICS, INC., 1885 Lundy Ave., San Jose, Kalifornien (USA).
  • Zu besseren Veranschaulichung der OADM-Leistung sind einige Spektraldiagramme beigefügt, die sowohl das Verhalten der Kanäle des unteren Bandes als auch des oberen Bandes zeigen.
  • Die 10a und 10b zeigen das Ausgangsspektrum des Multiplexers 681 eines OADM-Moduls, das für das untere Band (z.B. ein OADM-Modul der OADM-Stufe 670) bzw. für das obere Band (z.B. ein OADM-Modul der OADM-Stufe 690) eingesetzt wird. In beiden Fällen werden vier Kanäle hinzugefügt, die durch vier Spitzen dargestellt sind. Die 10c zeigt die vier hinzugefügten Kanäle der 10b nach Durchlaufen des Verstärkers ADA 684 für den Fall des oberen Bands.
  • Die 10d und 10e zeigen das Ausgangsspektrum eines OADM-Moduls, das für das untere Band bzw. für das obere Band verwendet wird, wenn mit dem OADM-Modul kein Kanal hinzugefügt wurde. Dabei sind in 10d nur vier der acht Kanäle des unteren Bandes zu sehen (jene des Durchgangssignals). Anstelle der fehlenden Kanäle finden sich vier Löcher. In ähnlicher Weise sind in 10e bis auf vier der vierundzwanzig Kanäle alle Kanäle vorhanden. Anstelle der fehlenden Kanäle finden sich vier Löcher (siehe linke Seite des Spektrums des oberen Bandes).
  • Die 10f und 10g zeigen das Ausgangsspektrum eines OADM-Moduls, das für das untere Band bzw. für das obere Band verwendet wird, für den Fall, daß dem Durchgangssignal in dem OADM-Modul vier Kanäle hinzugefügt wurden. In beiden Figuren sind jeweils alle Kanäle des betreffenden Bandes (LB und HB) zu sehen.
  • Die 10h und 10i zeigen das Ausgangsspektrum eines OADM-Moduls, das für das untere Band bzw. für das obere Band verwendet wird, nach Durchlaufen der Verstärker 640 bzw. 650.
  • Die Zwischenstation 400 kann zusätzlich zu den Verstärkern 610, 615, 640 und 650, den Filtern 620, 660 und 630 sowie den OADM-Stufen 670 und 690 auch ein Dispersionskompensationsmodul (DCM) (nicht gezeigt) zum Kompensieren chromatischer Dispersion enthalten, die während der Übertragung der Signale auf der Datenfernübertragungsleitung auftreten kann.
  • Das DCM (nicht gezeigt) kann ebenfalls auf unterschiedliche Weise aufgebaut sein. Beispielsweise kann das DCM einen optischen Zirkulator mit einem ersten Anschluß zum Empfangen von Kanälen entweder des oberen oder des unteren Bandes haben. Ein gechirptes Bragg-Gitter kann an einem zweiten Anschluß des Zirkulators angebracht sein. Die Kanäle treten aus dem zweiten Anschluß aus und werden von dem gechirpten Bragg-Gitter so reflektiert, daß eine chromatische Dispersion kompensiert wird. Die dispersionskompensierten Signale treten dann aus dem nächsten Anschluß des Zirkulators aus und werden in dem WDM-System weitergeleitet. Zur Kompensation der chromatischen Dispersion können außer gechirpten Bragg-Gittern auch andere Geräte verwendet werden, beispielsweise ein Abschnitt einer dispersionskompensierenden Faser. Aufbau und Verwendung der DCM-Baugruppe schränken die vorliegende Erfindung nicht ein. Die DCM-Baugruppe kann in dem WDM-System 1 entsprechend den allgemeinen Anforderungen des Systemaufbaus verwendet oder weggelassen werden.
  • Das Signal des kombinierten breiten Gesamtbandes SWB durchläuft hinter der Zwischenstation 400 einen Abschnitt einer optischen Datenfernübertragungsfaser der faseroptischen Übertragungsleitung 300. Ist der Abschnitt so lang, daß eine Dämpfung der optischen Signale verursacht wird, beispielsweise 100 km oder mehr, können eine oder mehrere Zwischenstationen 400 zur Verstärkung eingesetzt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden fünf Abschnitte einer Fernübertragungsfaser verwendet, die über vier Zwischenstationen 400 verbunden sind.
  • An den letzten Abschnitt der Übertragungsfaser schließt die RPA-Baugruppe 140 an, die das breite Gesamtband SWB von der letzten Zwischenstation 400 empfängt und die Signale des breiten Gesamtbands SWB für Empfang und Er fassung am Ende der Kommunikationsleitung aufbereitet. Wie in 11 gezeigt, kann die RPA-Baugruppe 140 Verstärker (AMP) 810, 840 und 850, Filter 820 und Entzerrungsfilter 830 enthalten. Bei Bedarf kann sie zusätzlich zwei Routermodule 860 und 870 enthalten. Der Verstärker 810 ist ein mit Seltenerdmetall dotierter Faserverstärker. Der Verstärker 810 ist vorzugsweise mit Erbium dotiert und wird für das breite Gesamtband SWB beispielsweise mittels einer 980 nm Pumpquelle oder einer anderen Wellenlänge betrieben, um für den Verstärker eine niedrige Rauschzahl zu erreichen und dazu beizutragen, das Signal-Rausch-Verhältnis für die einzelnen Kanäle des breiten Gesamtbandes zu verbessern. Das breite Gesamtband SWB wird schließlich durch den Filter 820 in das untere Band LB und das obere Band HB zerlegt. Das untere Band LB durchläuft zusätzlich den Entzerrungsfilter 830.
  • Ebenso wie bei der TPA-Baugruppe 120 und der Zwischenstation 400 wird der Verstärker 840 für das untere Band LB beispielsweise mit einer 980 nm Pumpquelle und der Verstärker 850 für das obere Band HB beispielsweise mit einer 1480 nm Pumpquelle betrieben. Selbstverständlich können zur Versorgung des Verstärkers des oberen Bandes auch multiplexte 980 nm Pumpquellen oder eine 980 nm Hochleistungspumpquelle verwendet werden. Folglich haben die Verstärker 810, 840 und 850, der Filter 820 und der Entzerrungsfilter 830 jeweils dieselben Funktionen wie die Verstärker 610, 640 und 650, der Filter 620 und der Entzerrungsfilter 630 der Zwischenstation 400 und können entsprechend den allgemeinen Systemanforderungen dieselben oder entsprechende Teile umfassen.
  • Abhängig von dem Kanaltrennungsvermögen der Demultiplex-Baugruppe 150 können der RPA-Baugruppe 140 weitere Bauteile hinzugefügt werden. Ist das Kanaltrennungsvermögen der Demultiplex-Baugruppe 150 für relativ geringe Kanalabstände, z.B. ein 100 GHz Gitter, ausgelegt, so wird die optionale Kanaltrennungseinheit 880 in der Regel nicht benötigt. Falls jedoch das Kanaltrennungsvermögen der Demultiplex-Baugruppe 150 für relativ große Kanalabstände (z.B. ein 200 GHz Gitter) ausgelegt ist, während die Kanäle in dem WDM-System 1 dicht gepackt sind (z.B. 100 GHz), kann die RPA-Baugruppe 140 die optionale, in 11 gezeigte Einheit 880 enthalten. Insbesondere kann die RPA-Baugruppe Kanaltrennungsmittel wie die Routermodule 860 und 870 umfassen.
  • Die Routermodule 860 und 870 trennen das untere Band LB und das obere Band HB in zwei Teilbänder, wobei jedes Teilband die Hälfte der Kanäle des Bandes mit einem Kanalabstand von beispielsweise 200 GHz enthält. Enthält beispielsweise das untere Band LB acht Kanäle 1 bis 8 jeweils in einem Abstand von 100 GHz, so teilt das Routermodul 860 das untere Band LB in ein erstes Teilband LSB1 mit den Kanälen λ1, λ3, λ5 und λ7 sowie ein zweites Teilband LSB2 mit den Kanälen λ2, λ4, λ6 und λ8 auf. Obwohl die acht Wellenlängen des unteren Bandes LB jeweils einen Abstand von 100 GHz haben, trennt das Routermodul 860 die ungeradzahligen und die geradzahligen Kanäle, so daß die Kanäle in jedem unteren Teilband den doppelten Abstand, also 200 GHz, haben. Das Routermodul 870 teilt in ähnlicher Weise das obere Band HB in ein erstes oberes Teilband HSB1 und ein zweites oberes Teilband HSB2 auf.
  • Die Routermodule 860, 870 können beispielsweise einen WDM-Koppler (nicht dargestellt) enthalten, an den über einen ersten Anschluß eine erste Serie von Bragg-Gittern und über einen zweiten Anschluß eine zweite Serie von Bragg-Gittern angeschlossen ist. Die an den ersten Anschluß angeschlossenen Bragg-Gitter reflektieren bei Wel lenlängen, die zu jedem zweiten Kanal gehören (z.B. den geradzahligen Kanälen), während die an den zweiten Anschluß angeschlossenen Bragg-Gitter bei Wellenlängen reflektieren, die den übrigen Kanälen entsprechen (z.B. den ungeradzahligen Kanälen). Diese Anordnung der Gitter dient auch dazu, den einzigen Eingangspfad in zwei Ausgangspfade mit dem doppelten Kanalabstand aufzuteilen.
  • Nach Durchlaufen der RPA-Baugruppe 140 werden das untere Band LB und das obere Band HB oder deren entsprechende Teilbänder von der Demultiplex-Baugruppe 150 empfangen. Wie in den 12a und 12b dargestellt, hängt der Aufbau der Demultiplex-Baugruppe 150 von dem Trennungsvermögen ihrer Demultiplexer ab.
  • 12a veranschaulicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem für das WDM-System 100 ein relativ geringer Kanalabstand von beispielsweise 100 GHz verwendet wird. Die Demultiplex-Baugruppe 150 verwendet in diesem Fall einen ersten Wellenlängen-Demultiplexer (WD) 910 für das untere Band LB und einen zweiten Wellenlängen-Demultiplexer (WD) 920 für das obere Band HB. Die Demultiplex-Baugruppe 150 der 12a ist an mehrere Empfangsstationen Rx1 bis Rx32 zum Empfang der einzelnen von den WDs 910 und 920 demultiplexten Kanälen angeschlossen. Die einzelnen Kanäle entsprechen den Ausgangskanälen 170, wie in 2 gezeigt.
  • Der WD 910 der 12a empfängt das untere Band LB, das beispielsweise acht Kanäle umfaßt. Das untere Band LB, dessen Kanäle in Abständen von 100 GHz gemäß Tabelle 1 angeordnet sind, wird von dem WD 910 in seine einzelnen Kanäle zerlegt. Der WD 910 ist beispielsweise ein 100 Ghz Demultiplexer vom 1x8 Typ eines geordneten Wellenleitergitters (AWG). In ähnlicher Weise empfängt der WD 920, beispielsweise ein 1x24 Typ AWG 100 GHz Demultiplexer, das obere Band, das beispielsweise vierundzwanzig Kanäle im Abstand von 100 GHz enthält, und zerlegt das obere Band HB in seine einzelnen Kanäle. AWG-Einheiten können von verschiedenen Herstellern bezogen werden, beispielsweise Hitachi und PIRI. Die Ausgangskanäle 170 sind aus den einzelnen Kanälen zusammengesetzt, die von den WDs 910 und 920 ausgegeben werden. Jeder Kanal der Ausgangskanäle 170 wird von einer entsprechenden Empfangseinheit Rx empfangen. Die Empfangseinheiten Rx1 bis Rx32 stellen beliebige Anschlüsse, Verbindungselemente, Detektions- oder Verarbeitungsmittel dar, die zum Empfang eines Signals eines bestimmten Kanals angeschlossen werden können.
  • 12b veranschaulicht eine Ausführung eines WDM-Systems 100, bei dem die Kanäle in einem Abstand von 100 GHz angeordnet sind. Diese Ausführung kann zusammen mit den Router-Modulen 860 und 870 verwendet werden, die das untere Band LB und das obere Band HB jeweils in zwei Teilbänder so aufteilen, daß jedes Teilband die Hälfte der Kanäle des entsprechenden Bandes mit einem Kanalabstand von 200 GHz enthält. Die Demultiplex-Baugruppe 150 der 12b umfaßt insbesondere vier WDs 930, 940, 950 und 960, obwohl die Demultiplex-Baugruppe 150 unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und kommerzieller Faktoren für jedes Teilband jeweils ein WD umfassen kann. Auch in diesem Fall sind die Wellenlängen-Demultiplexer vorzugsweise Geräte mit geordneten Wellenleitergittern, wobei jedoch auch alternative Vorrichtungen zum Erzielen derselben oder einer ähnlichen Wellenlängentrennung in Betracht kommen. Beispielsweise kann man Interferenzfilter, Fabry-Perot-Filter oder Faser-Bragg-Gitter in der üblichen Weise verwenden, um die Kanäle in dem unteren Band LB, dem oberen Band HB, den unteren Teilbändern LSB1 und LSB2 sowie den oberen Teilbändern HSB1 und HSB2 zu demultiplexen. Die Demultiplex-Baugruppe 150 umfaßt ferner Empfangseinheiten Rx1 bis Rx32 ähnlich 12a zum Empfang der Ausgangskanäle 170.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Demultiplex-Baugruppe 150 der 12b sowohl die Technologie der Interferenzfilter als auch die Technologie der AWG-Filter vereint. Bei dieser Ausführungsform wird das erste untere Teilband LSB1 bzw. das zweite untere Teilband LSB2 von den WDs 930 und 940, die vorzugsweise Vierkanal-Demultiplexer mit Interferenzfiltern sind, empfangen und demultiplext. Dabei demultiplext der WD 930 die Kanäle λ1, λ3, λ5 und λ7, während der WD 940 die Kanäle λ2, λ4, λ6 und λ8 demultiplext. In ähnlicher Weise empfangen und demultiplexen die WDs 950 und 960 das erste obere Teilband HSB1 bzw. das zweite obere Teilband HSB2, um die Kanäle λ9 bis λ32 bereitzustellen. Sowohl der WD 950 als auch der WD 960 können jedoch auch AWG 200 GHz Demultiplexer des 1x16-Typs sein, bei denen nur zwölf der vorhandenen sechzehn Demultiplex-Anschlüsse verwendet werden. Die Ausgangskanäle 170 sind aus den einzelnen Kanälen zusammengesetzt, die von den WDs 930, 940, 950 und 960 demultiplext wurden, wobei jeder Kanal der Ausgängskanäle 170 von einer der Empfangseinheiten Rx1 bis Rx32 empfangen wird.
  • Bei einem optischen Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung können deshalb die Additions-/Abzweigungsoperationen eines WDM-Systems optimiert werden, indem der gesamte spektrale Emissionsbereich erbium-dotierter Fasern genutzt wird. Das vorgeschlagene Verfahren zum Addieren und Abzweigen von Signalen nutzt unausgeglichene Verteiler und Koppler in OADM-Vorrichtungen und ermöglicht es, Signaldämpfungen gemäß den Systemcharakteristi ken auszugleichen, so daß ein exzessiver Leistungsverlust von Signalen beim Durchlaufen von OADM-Stufen vermieden wird. Ferner ist es möglich, das System hinsichtlich seiner Rauscheigenschaften durch Wahl von OADM-Modulen zu optimieren, die besser zu den jeweiligen Systemanforderungen und Besonderheiten passen. Die Optimierung des Systems kann erreicht werden durch Einsatz von OADM-Modulen desselben Typs für alle Zwischenstationen (wobei unter den vorhergehenden, anhand der 7, 8 und 9 erläuterten Typen mit einem geeigneten Aufteilungs- und Kopplungsverhältnis gewählt werden kann) oder auf andere Weise, indem man für jede Zwischenstation und jeden Abzweigungs- und Additionsbedarf das OADM-Modul mit den am besten passenden Eigenschaften wählt. Es ist demnach also möglich, in einer einzelnen Zwischenstation OADM-Module verschiedenen Typs oder OADM-Module desselben Typs mit unterschiedlichen Aufteilungs- und/oder Kopplungsverhältnissen zu verwenden.
  • Die Systemleistung kann weiter verbessert werden, indem in den OADM-Modulen in dem Leitungspfad Bragg-Gitter verwendet werden, die in dem durchgelassenen Spektrum sehr enge "Löcher" haben und benachbarte Übertragungskanäle nicht stören.
  • Für den Fachmann ist offensichtlich, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Art modifiziert und geändert werden können. Beispielsweise wurde die vorliegende Erfindung anhand von Wellenlängenbändern beschrieben, wie sie bei erbium-dotierten Faserverstärkern auftreten. Dennoch kann die vorliegende Erfindung ebenso gut für Wellenlängenbänder von Faserverstärkern eingesetzt werden, die mit anderen Seltenerdmetallen oder Mischungen dotiert sind, oder bei anderen Pumpverfahren und Pumpbedingungen genutzt werden.
  • Ferner kann ein erfindungsgemäßes System auch die Trennung des breiten Gesamtbandes in mehr als zwei Teilbänder umfassen. Andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann unter Berücksichtigung der Beschreibung und Anwendung der dazugehörenden Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Claims (37)

  1. Verfahren zur Abzweigung von optischen Kanälen aus einer optischen Übertragungsleitung, die ein optisches Mehrkanalsignal überträgt, umfassend: – Empfangen eines Eingangssignals von der optischen Übertragungsleitung, das mindestens einen Teil der Kanäle des optischen Mehrkanalsignals enthält, wobei das Eingangssignal mindestens einen Abzweigungskanal enthält, der von der optischen Übertragungsleitung abgezweigt werden soll; – Aufteilen des Eingangssignals in einen ersten Anteil der optischen Leistung, der ein Durchgangssignal definiert, und mindestens einen zweiten Anteil der optischen Leistung, der ein Abzweigungssignal definiert, das den Abzweigungskanal enthält; – Unterdrücken des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal; – Einspeisen eines Ausgangssignals in die optische Übertragungsleitung, das mindestens einen Anteil der Leistung des Durchgangssignals enthält; dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anteil der optischen Leistung größer als der zweite Anteil der optischen Leistung ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der erste Anteil der optischen Leistung zwischen 60% und 90% der optischen Gesamtleistung des Eingangssignals beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Unterdrückungsschritt einen Schritt einschließt, in dem der mindestens eine Abzweigungskanal aus dem Durchgangssignal retro-reflektiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der Unterdrückungsschritt zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem der mindestens eine retro-reflektierte Abzweigungskanal gesperrt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem, bei unausgeglichenem Kopplungsverhältnis, das Durchgangssignal mit einem Additionssignal verknüpft wird, das in die optische Übertragungsleitung eingebracht werden soll, um das Ausgangssignal zu erhalten, wobei das Durchgangssignal einen Anteil von mehr als 50% der Leistung des Ausgangssignals ausmacht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Anteil der Leistung des Durchgangssignals an dem Ausgangssignal zwischen 60% und 90% beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem das Abzweigungssignal demultiplext wird, um den mindestens einen Abzweigungskanal aus dem Abzweigungssignal zu extrahieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, das zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem Additionskanäle multiplext werden, um das Additionssignal zu erhalten.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 8, das zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem das Additionssignal verstärkt wird, bevor es mit dem Durchgangssignal verknüpft wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, das zusätzlich einen Schritt umfaßt, in dem mindestens ein von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedener Kanal in dem Abzweigungssignal unterdrückt wird, bevor das Abzweigungssignal demultiplext wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt, in welchem in dem Abzweigungssignal der mindestens eine von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedene Kanal unterdrückt wird, einen Schritt umfaßt, in dem diese Kanäle, die von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschieden sind, retroreflektiert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem der Schritt, in welchem in dem Abzweigungssignal der mindestens eine von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschiedene Kanal unterdrückt wird, zusätzlich einen Schritt umfaßt, bei dem die retro-reflektierten Kanäle, die von dem mindestens einen Abzweigungskanal verschieden sind, gesperrt werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem zusätzlich das Eingangssignal selektiv auf mindestens zwei optische Additions/Abzweigungspfade gegeben wird, in denen jeweils die Schritte des Empfangens des Eingangssignals, des Aufteilens des Eingangssignals, des Unterdrückens des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal und des Einspeisens eines Ausgangssignals, das mindestens einen Teil des Durchgangssignals enthält, in die optische Übertragungsleitung für ein Teilfrequenzband des Eingangssignals durchgeführt werden.
  14. Vorrichtung zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem, zu dem eine optische Übertragungsleitung (300) zum Übertragen eines optischen Mehrkanalsignals gehört, wobei die Vorrichtung (695, 695') umfaßt: – einen Eingang (671), der optisch an die optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, um von der optischen Übertragungsleitung ein Eingangssignal zu empfangen, das mindestens einen Abzweigungskanal enthält, der von der Übertragungsleitung abgezweigt werden soll; – einen Ausgang (672), der optisch an die optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, um in die optische Übertragungsleitung ein Ausgangssignal einzuspeisen, das mindestens einen Teil der Kanäle des optischen Mehrkanalsignals enthält; – einen optischen Verteiler (673), der einen optisch an den Eingang (671) angeschlossenen Eingangsanschluß und mindestens einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß hat, zum Einspeisen eines ersten Anteils der optischen Leistung des Eingangssignals, der ein Durchgangssignal definiert, in den ersten Ausgangsanschluß und zum Einspeisen eines zweiten Anteils der optischen Leistung des Eingangssignals, der mindestens ein Abzweigungssignal definiert, in den mindestens einen zweiten Ausgangsanschluß; – einen optischen Übertragungspfad (675), über den der erste Ausgangsanschluß des optischen Vertei lers (673) optisch an den Ausgang (672) angeschlossen ist; – mindestens einen optischen Abzweigungspfad (676), der optisch an den mindestens einen zweiten Ausgangsanschluß des optischen Verteilers (673) angeschlossen ist; – Kanalunterdrückungsmittel (678, 679), die zwischen dem Eingang (671) und dem Ausgang (672) angeordnet sind, zum Unterdrücken des mindestens einen Abzweigungskanals in dem Durchgangssignal, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Verteiler (673) die optische Leistung in einem unausgeglichenen Verhältnis aufteilt, wobei der erste Anteil der optischen Leistung größer ist als der zweite Anteil der optischen Leistung.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher der erste Anteil der Leistung zwischen 60% und 90% der optischen Gesamtleistung des Eingangssignals beträgt.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei welcher die Kanalunterdrückungsmittel (678, 679) wellenlängenselektive Retro-Reflexionsmittel (678) umfassen, die in dem des optischen Übertragungspfad (675) zwischen dem optischen Verteiler (673) und dem Ausgang (672) angeordnet sind und mindestens ein Reflexionsmaximum bei einer Wellenlänge haben, die der Wellenlänge des mindestens einen Abzweigungskanals entspricht.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher die wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmittel (678) ein Bragg-Gitter umfassen.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher das Bragg-Gitter (678) ein rückstrahlendes Bragg-Gitter ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher das Bragg-Gitter (678) ein Blaze-Bragg-Gitter ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei welcher die Kanalunterdrückungsmittel (678, 679) zusätzlich unidirektionale Übertragungsmittel (679) einschließen, die zwischen dem Eingang (671) und den wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmitteln (678) angeordnet und so orientiert sind, daß nur Transmissionen von dem Eingang zu den wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmitteln (678) möglich sind.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei welcher die unidirektionalen Übertragungsmittel (679) einen optischen Isolator umfassen.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-21, zusätzlich umfassend: – einen Additionspfad (677), der ein Additionssignal befördert, daß in die optische Übertragungsleitung eingespeist werden soll; – einen Optokoppler (674), der einen optisch an den optischen Übertragungspfad (675) angeschlossenen ersten Eingangsanschluß zum Empfangen des Durchgangssignals, einen optisch an den Additionspfad (676) angeschlossenen zweiten Eingangsanschluß, zum Empfangen des Additionssignals und einen optisch an den Ausgang (672) angeschlossenen Ausgangsanschluß zum Einspeisen des Ausgangssignals in den Ausgang (672) hat, wobei der Optokoppler das Ausgangssignal in den Ausgang mit einem unausgeglichenen Kopplungsverhältnis der optischen Leistungen einspeist und das Durchgangssignal einen Anteil von mehr als 50% der Leistung des Ausgangssignals ausmacht.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher der Anteil der Leistung des Durchgangssignals an dem Ausgangssignal zwischen 60% und 90% beträgt.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, die zusätzlich mindestens einen Demultiplexer (680, 682) umfaßt, der einen optisch an den mindestens einen optischen Abzweigungspfad (676) angeschlossenen Eingangsanschluß zum Empfang des Abzweigungssignals und mindestens einen Ausgangsanschluß für den mindestens einen Abzweigungskanal hat.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, die zusätzlich mindestens einen Multiplexer (681) umfaßt, der mindestens einen Eingangsanschluß zum Empfangen des mindestens einen Additionskanals und einen Ausgangsanschluß hat, der optisch an den Additionspfad (677) angeschlossen ist, um das Additionssignal in den Additionspfad (677) einzuspeisen, das den mindestens einen Additionskanal enthält.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, die zusätzlich einen optischen Verstärker (684) zum Verstärken des Additionssignals umfaßt, der in dem Additionspfad (677) angeordnet ist.
  27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, die zusätzlich weitere wellenlängenselektive Retro-Reflexionsmittel (683) umfaßt, die in dem Abzweigungspfad (676) angeordnet sind und mindestens ein Reflexionsmaximum bei einer Wellenlänge haben, die der Wellen länge mindestens eines von dem Abzweigungskanal verschiedenen Kanals entspricht.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 27, bei welcher die weiteren wellenlängenselektiven Retro-Reflexionsmittel (683) ein Bragg-Gitter umfassen.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 28, bei welcher das Bragg-Gitter (683) ein rückstrahlendes Bragg-Gitter ist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 28, bei welcher das Bragg-Gitter (683) ein Blaze-Bragg-Gitter ist.
  31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 30, bei welcher der optische Verteiler (673) ein getaperter optischer Schmelz-Verteiler ist.
  32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 30, bei welcher der optische Verteiler (673) ein mikrooptischer Verteiler ist.
  33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22, 23, 25 und 26, bei welcher der Optokoppler (674) ein getaperter Schmelz-Optokoppler ist.
  34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22, 23, 25 und 26, bei welcher der Optokoppler (674) ein Mikro-Optokoppler ist.
  35. Baugruppe zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem (1), zu dem eine optische Übertragungsleitung (300) zum Übertragen eines optischen Mehrkanalsignals gehört, wobei die Baugruppe (698) umfaßt: – mindestens zwei Vorrichtungen zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem, wobei jede der Vorrichtungen Kanäle in ein Teilfrequenzband des optischen Mehrkanalsignals abzweigt, – einen ersten optischen Schalter (685), der einen optisch an die optische Übertragungsleitung (300) angeschlossenen Eingangsanschluß und mindestens zwei Ausgangsanschlüsse hat, die jeweils optisch an den Eingang einer der beiden Vorrichtungen angeschlossen sind, wobei die Ausgangsanschlüsse selektiv optisch mit dem Eingangsanschluß gekoppelt sind, – ein zweiter optischer Schalter (686), der mindestens zwei jeweils optisch mit dem Ausgang einer der Vorrichtungen gekoppelte Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß hat, der optisch an die optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, wobei die Eingangsanschlüsse selektiv optisch mit dem Ausgangsanschluß gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Vorrichtungen zum Abzweigen optischer Kanäle in einem optischen Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 34 ausgebildet ist.
  36. Optisches Übertragungssystem umfassend: – eine faser-optische Übertragungsleitung (300), – ein erstes Endgerät (100), das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, zum Einspeisen optischer Signale in die faser-optische Übertragungsleitung, – ein zweites Endgerät (200), das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung (300) ange schlossen ist, zum Empfangen optischer Signale von der faser-optischen Übertragungsleitung, – mindestens eine Zwischenstation (400), die in der faser-optischen Übertragungsleitung (300) zwischen dem ersten und dem zweiten Endgerät (100, 200) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zwischenstation (400) mindestens eine Vorrichtung (695, 695') zum Abzweigen optischer Kanäle nach einem der Ansprüche 14 bis 34 umfaßt.
  37. Optisches Übertragungssystem umfassend – eine faser-optische Übertragungsleitung (300), – ein erstes Endgerät (100), das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, zum Einspeisen optischer Signale in die faser-optische Übertragungsleitung; – ein zweites Endgerät (200), das optisch an die faser-optische Übertragungsleitung (300) angeschlossen ist, zum Empfangen optischer Signale von der faser-optischen Übertragungsleitung; – mindestens eine Zwischenstation (400), die in der faser-optischen Übertragungsleitung (300) zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlußgerät (100, 200) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Zwischenstation (400) mindestens eine Baugruppe (698) zum Abzweigen optischer Kanäle nach Anspruch 35 umfaßt.
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