PL167324B1

PL167324B1 - Optical wave-guide telecommunication line

Info

Publication number: PL167324B1
Application number: PL91288879A
Authority: PL
Inventors: Giorgio Grasso; Mario Tamburello
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1995-08-31
Also published as: AR243704A1; NO303256B1; EP0440276B1; NO910329L; FI910420L; DE69117312T3; US5113459C1; AU6866191A; PL288879A1; US5113459A; HK201396A; HU910315D0; PT96594B; IT1238032B; CN1025646C; CA2034915A1; HUT56670A; BR9100049A; NO910329D0; FI910420A0

Abstract

1. Telekomunikacyjna linia swiatlowodowa dla prze-- sylania sygnalów informacyjnych i sygnalów lacznosci sluzbowej, która zawiera urzadzenia koncowe linii wypo- sazone w urzadzenia lacznosci sluzbowej, przy czym nadajnik i odbiornik optycznego sygnalu informacyj- nego o pierwszej okreslonej dlugosci fali umieszczone sa na poczatku i koncu toru swiatlowodowego podzielo- nego na odcinki wzmacniakowe, a na koncu kazdego odcinka wzmacniakowego znajduje sie urzadzenie prze- lotowe ze wzmacniaczem optycznym zawierajacym wló- kno aktywne, znamienna tym, ze w torze swiatlowodo- wym (3) wlaczony jest przynajmniej jeden dichroiczny sprzegacz optyczny (9) lub sprzegacz optyczny (15) dla trzech dlugosci fali promieniowania swietlnego, do któ- rego dolaczony jest uklad wprowadzania i wydzielania sygnalów lacznosci sluzbowej (10) o drugiej okreslonej dlugosci fali, róznej od pierwszej okreslonej dlugosci fali, który to sprzegacz optyczny (9) lub (15) wlaczony jest miedzy odcinek wzmacniakowy toru swiatlowodowego (3) a wzmacniacz optyczny (8), przy czym uklad wpro- wadzania i wydzielania sygnalów lacznosci sluzbowej (10) zawiera konwerter sygnalu optycznego na sygnal elektryczny, nadajnik i odbiornik oraz konwerter syg- nalu elektrycznego na sygnal optyczny. Fig. 2 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest telekomunikacyjna linia światłowodowa dla przesyłania sygnałów informacyjnych i sygnłaów łączności służbowej.

Linie telekomunikacyjne dalekiego zasięgu, oprócz kanałów sygnałów informacyjnych przesyłanych pomiędzy oddalonymi od siebie urządzeniami końcowymi, zawierają zwykle niezależny kanał dla transmijsji sygnałów łączności służbowej..

Sygnałami łączności służbowej są na przykład sygnały regulacji i sterowania wyposażenia linii, zwłaszcza wzmacniaczy lub urządzeń przekształcających sygnał optyczny na elektryczny i odwrotnie, jak również sygnały zapewniające łączność pomiędzy personelem obsługi konserwacyjnej, pracującym wzdłuż linii, oraz pomiędzy przelotowy a końcowym urządzeniem linii.

W znanych telekomunikacyjnych liniach świtłowodowych, w regularnych odstępach rozmieszczone są elektroniczne wzmacniaki, dla wzmacniania transmitowanych sygnałów. W takich liniach wykorzystuje się jeden lub wiele kanałów łączności dla przesyłania sygnałów łączności służbowej wzdłuż linii. W każdym wzmacniaku sygnały optyczne zostają podane detekcji i transformacji na sygnały elektryczne, następnie zostają wzmocnione na drodze elektronicznej i po ponownym przekształceniu, wysłane w kierunku docelowego urządzenia końcowego, w postaci sygnału optycznego.

W takich wzmacniakach sygnały łączności służbowej przekształcone na sygnały elektryczne, zostają łatwo odebrane i wykorzystane zgodnie z przeznaczeniem. W podobny sposób sygnały łączności służbowej zostają wprowadzone w postaci sygnału elektrycznego do urządzenia przelotowego i następnie przekształcone na sygnał optyczny razem z innymi sygnałami przeznaczonymi do wzmocnienia i przesłania wzdłuż linii.

Obecnie, w telekomunikacyjnych liniach światłowodowych stosowane są wzmacniacze optyczne, które wzmacniają sygnały bez przekształcania ich na sygnały elektryczne.

W takich liniach nie ma możliwości wprowadzania lub wydzielania sygnałów z włóka świadłowodowego, wzdłuż którego są one przesyłane przy użyciu znanego sprzętu elektronicznego, ponieważ sygnały są dostępne tylko w postaci optycznej, nawet we wzmacniaczach.

Przy zastosowaniu wzmacniaczy optycznych wzmacniających bezpośrednio sygnały optyczne, bez ich przekształcania na sygnały elektryczne, w linii telekomunikacyjnej występuje problem wprowadzania i wydzielania sygnhłów łączności służbowej.

Znane są urządzenia zwane sprzęgaczami optycznymi, które są stosowane dla wprowadzania do włókna optycznego i wydzielania zeń sygnałów mających długość fali różną od długości fali innych sygnałów, które przechodzą niezmienione. Jednak dla prawidłowego działania takiego sprzęgacza, z całkowitym odseparowaniem wydzielanych sygnałów i sygnałów pozostałych, oraz z ograniczeniem tłumienia samych sygnałów, powinny one działać przy różnych długościach fal. Natomiast łącznność optyczna może być osiągnięta tylko w dość wąskim zakresie długości fal, a to ze względu na podstawowe parametry transmisyjne śwńłowodów, którymi są: tłumienność i pasmo przenoszenia.

W opisie patentowym EP-0 414 333 przedstawiono łącze transmisji danych zawierające światłowodowe kable zaopatrzone we wzmacniacze optyczne. Każdy wzmacniacz dołączony jest do źródła prądu zasilania oraz do wejścia i wyjścia sygnałów elektrycznych, odpowiadających danym wejściowym linii i danym wyjściowym tejże linii. Dane są transmitowane w postaci sygnałów optycznych pomiędzy urządzeniami końcowymi linii telekomunikacyjnej, w której transmisja sygnhłów w obu kierunkach odbywa się jednym kablem światłowodowym.

Ponadto, w opisie patentowym FR-2 546 012 przedstawiono dwukierunkowe łącze telekomunikacyjne dla transmisji danych, zawierające pojedynczy kabel światłowodowy.

Rozwiązania przedstawione we wspomnianych opisach patentowych EP-0 414 333 oraz FR-2 546 012 nie obejmują nadajników i odbiorników dla wprowadzania i wydzielania optycznych

167 324 sygnałów łączności służbowej o długości fali różniącej się od długości fali optycznych sygnałów informacyjnych. Nie zawierają też konwerterów dla przekształcania optycznych sygnałów łączności służbowej w elektryczne i dowrotnie, w czasie gdy optyczne sygnały informcyjne pozostają niezmienione.

Telekomunikacyjna linia światłowodowa dla przesyłania sygnałów informacyjnych i sygnałów łączności służbowej, według wynalazku zawiera urządzenia końcowe linii wyposażone w urządzenia łączności służbowej. Nadajnik i odbiornik optycznego synahi informacyjnego, o pierwszej określonej długości fali, umieszczone są na początku i końcu toru światłowodowego podzielonego na odcinki wzmacniakowe. Na końcu każdego odcinka wzmacniakowego znajduje się urządzenie przelotowe ze wzmaniaczem optycznym zawierającym włókno aktywne. Linia charakteryzuje się tym, że w torze światłowodowym włączony jest przynajmniej jeden sprzęgacz optyczny, do którego dołączony jest układ wpowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej o drugiej określonej długości fali, różnej od pierwszej określonej długości fali. Sprzęgacz optyczny włączony jest między odcinek wzmacniakowy toru światłowodowego a wzmacniacz optyczny. Układ wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej zawiera konwerter sygnału optycznego na sygnał elektryczny, nadajnik i odbiornik oraz konwerter sygnału elektrycznego na sygnał optyczny.

Korzystnie, zarówno na wejściu jak i na wyjściu wzmacniacza optycznego włączony jest sprzęgacz optyczny połączony z układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej.

Układy wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej, dołączone do sprzęgaczy optycznych włączonych na wejściu i na wyjściu wzmamacza optycznego, połączone są poprzez elektroniczny wzmacniacz sygnałów łączności służbowej.

Włókno aktywne wzmamacza optycznego jest domieszkowane substancją fluorescencyjną i jest połączone z przynajmniej jednym laserem pompującym energię świetlną o trzeciej określonej długości fali, różnej od pierwszej określonej długości fali, poprzez dodatkowy sprzęgacz optyczny. Do włókna aktywnego dołączony jest drugi laser pompujący energię świetlną o trzeciej określonej długości fali, poprzez drugi dodatkowy sprzęgacz optyczny.

Układy wprowadzania i wydzielania sygnnłów łączności służbowej, dołączone do sprzęgaczy optycznych włączonych odpowiednio na wejściu i na wyjściu wzmacniacza optycznego, połączone są ze sobą oraz, poprzez dodatkowe sprzęgacze optyczne, wraz z laserami pompującymi energię świetlną, dołączone są do włókna aktywnego wzmacniacza optycznego. Każdy sprzęgacz optyczny włączony na wejściu i na wyjściu wzmamacza optycznego, oraz dołączoe do włókna aktywnego, dodatkowe sprzęgacze optyczne są korzystnie sprzęgaczami dichroicznymi.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku, każdy włączony na wejściu i wyjściu włókna aktywnego sprzęgacz optyczny jest sprzęgaczem optycznym dla trzech długości fal promieniowania świetlnego. Pierwsze wejście/wyjście przesyłanego sygnału informacyjnego tego sprzęgacza dołączone jest do odcinka wzmacniakowego toru światłowodowego. Jego drugie wejście/wyjście przesyłanego sygnału informacyjnego dołączone jest do włókna aktywnego. Natomiast jego trzecie wejście/wyjście sygnałów łączności służbowej połączone jest z układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej. Wejście sygnału pompującego połączone jest z laserem pompującym energię świetlną.

Rozwiązanie według wynalazku zostanie bliżej objaśnione w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie znaną telekomunikacyjną linię światłowodową ze wzmacniakami liniowymi, fig. 2 - schemat telekomunikacyjnej linii światłowodowej według wynalazku, ze wzmacniaczem optycznym, i zaopatrzonej w wejścia i wyjścia sygnałów łączności służbowej, fig. 3 - fragment toru światłowodowego ze wzmacniaczem optycznym i sprzęgaczami optycznymi stanowiącymi sprzęgacze dichroiczae, fig. 4 - fragment toru światłowodowego z włóknem aktywnym i sprzęgaczami optycznymi dla trzech długości fal, a fig. 5 przedstawia wykres tłumienności dla światłowodu krzemowego, w zależności od długości fali promieniowania świetlnego.

Jak przedstawiono na fig. 1, znana linia telekomunikacyjna typu światłowodowego zawiera nadajnik światłowodowy 1 przesyłanego sygnału optycznego, do którego doprowadzone są nadawane sygnały 2, zwykle w postaci sygnałów elektrycznych, a emitowane w postaci sygnałów

167 324 optycznych wprowadzanych do podzielonego na odcinki wzmacniakowe toru światłowodowego 3.

Na drugim końcu toru światłowodowego 3, w dużej odległości, rzędu setek kilometrów, od nadajnika światłowodowego 1, znajduje się odbiornik światłowodowy 4, przeznaczony do odbioru optycznych sygnałów transmitowanych wzdłuż toru świtałowodowego 3 oraz do przekształcania ich na sygnały innego rodzaju, korzystnie na sygnały elektryczne, oraz dla doprowadzania takich przekształconych sygnałów 5 do nieprzedstawionego urządzenia odbiorczego.

Nadajnik światłowodowy 1 i odbiornik światłowodowy 4 są znane.

Sygnały optyczne ulegają nieuniknionemu tłumieniu na swej drodze wzdłuż toru światłowodowego 3 linii. Z tego powodu tor światłowodowy 3 podzielony jest na odcinki wzmacniakowe, a na końcu każdego odcinka wzmacniakowego występuje wzmacniak liniowy 6. Każdy wzmacniak liniowy 6 odbiera optyczny sygnał stłumiony, po przejściu określonej długości toru światłowodowego, i emituje go następnie dalej, po przywróceniu pierwotnego poziomu sygnału. Pozwala to na przejście sygnału wzdłuż następnego odcinka toru światłowodowego, aż do następnego wzmacniaka liniowego 6, lub do odbiornika światłowodowego 4 stanowiącego urządzenie końcowe linii. Przesyłany sygnał zachowuje określony poziom, który pozwla na jego prawidłowy' odbiór.

Linia telekomunikacyjna dalekiego zasięgu zawiera określoną liczbę wzmacniaków liniowych 6, w zależności od całkowitej odległości między nadajnikiem 1 a odbiornikiem 4, tłumienności światłowodu, poziomu wzmocnienia wzmacniaków 6 oraz od minimalnego poziomu akceptowanego przy odbiorze sygnału .

Wzmacniaki liniowe 6 przeznaczone są również do odbioru i/lub emisji sygnałów kontrolnych, zwłaszcza sygnałów uruchamiania lub sprawdzania działania urządzeń wchodzących w skład linii. Ponadto, wzmacniaki liniowe podawane są konserwacji, przy której operator musi mieć możliwość skomunikowania się z urządzeniami końcowymi linii, ewentualnie z innymi wzacniakami liniowym. We wszystkich tych przypadkach niezbędne jest wprowadzenie do linii telekomunikacyjnej dodatkowych sygnałów łączności służbowej 7, które są wydzielane lub wprowadzane w każdym wzmacniaku liniowym lub w urządzeniach końcowych.

W dotychczas stosowanych rozwiązaniach wzmacniaki liniowe odbierają sygnały optyczne transmitowane przez linię, przekształcają je na sygnały elektryczne, wzmacniają je na drodze elektronicznej i retransmitują w postaci optycznej do następnego odcinka wzmacniakowego totu światłowodowego. Sygnałami łączności służbowej są zazwyczaj sygnały tego samego rodzaju co przesyłany sygnał informacyjny. Sygnały łączności służbowej powinny być łatwe do odróżnienia i wydzielenia z przesyłanego synnału informacyjnego.

Przy stosowaniu wzmacniaków liniowych, sygnały łączności służbowej są wprowadzane do linii wtedy, gdy wszystkie transmitowane sygnały zostały przekształcone do postaci elektrycznej we wzmacniakach liniowych lub w urządzeniach końcowych linii.

W przypadku światłowodowych linii telekomunikacyjnych korzystne jest stosowanie wzmacniaczy optycznych, w których sygnały zostają wzmocnione, pozostając w postaci sygnałów optycznych. W takich przypadkach nie ma możliwości wydzielenia, na drodze elektronicznej sygnałów łączności służbowej z przesyłanego sygnału informacyjnego, transmitowanych w tym samym włóknie światłowodowym, bez przerywania ciągłości włókna.

Jak to przedstawiono na fig. 2, linia światłowodowa, według wynalazku, zawiera urządzenia końcowe stanowiące nadajnik światłowodowy 1 i odbiornik światłowodowy 4, które połączone są torem światłowodowym 3. W torze światłowodowym 3 włączony jest przynajmniej jeden wzmacniacz optyczny 8. Zarówno do wejścia wzmacniacza optycznego 8, jak i do jego wyjścia dołączony jest taki sam sprzęgacz optyczny 9, odbierający na swym wejściu zarówno sygnał informacyjny jak i sygnały łączności służbowej, mające różne długości fal, a które transmitowane są równocześnie w tym samym torze światłowodowym. W sprzęgaczu optycznym 9 następuje rozdzielenie sygnałów i na jego dwóch wyjściowych włóknach 9a, 9b występują osobno sygnał inforacyjny o pierwszej określonej długości fali oraz sygnały łączności służbowej o drugiej określonej długości fali.

Ponadto, taki sam sprzęgacz optyczny 9, włączony na wyjściu wzmacniacza optycznego 8 jest zastosowany do łączenia sygnałów i wysyłania do toru światłowodowego 3 wyjściowego sygnału informacyjnego i sygnałów łączności służbowej, doprowadzonych do dwóch wejść sprzęgacza optycznego 9. Sprzęgacze tego rodzaju, stanowiące korzystnie sprzęgacze dichroiczne, występują również przy urządzeniach końcowych linii, a więc przy nadajniku światłowodowym 1 i przy odbiorniku światłowodowym 4.

167 324

Aby uzyskać wydzielanie sygnałów za pomocą sprzęgaczy dichroicznych, długość fali sygnałów łączności służbowej wybrano tak, że znacznie różni się ona od długości fali sygnału informacyjnego.

Stosowana w telekomunikacji długość fali promieniowania świetlnego zwykle mieści się w zakresie 1500-1600 nm, w obszarze tzw. trzeciego okna, aby zapewnić pracę przy minimalnym tłumieniu energii świetlnej w krzemowych włóknach szklanych, jak to przedstawiono na wykresie z fig. 5. Zgodnie z wymaganiami telekomunikacji, pozwala to na transmisję danych o dużej szybkości, rzędu kilkuset Mbit/sekundę, na odległości dziesiątek lub setek kilometrów, bez wzmacniania przesyłanych sygnałów informacyjnych, zachowując sygnały na poziomach wystarczających dla prawidłowego odbioru w urządzeniu końcowym.

Z punktu widzenia ich charakterystyk, sygnały łączności służbowej mogą być transmitowane z małą szybkością transmisji, rzędu setek kbit/sekundę, zwłaszcza poniżej 300 kbit/sekundę. Zgodnie z wynalazkiem, sygnały łączności służbowej są emitowane przy długości fali około 1300 nm tj. przy drugim minimum wykresu tłumienności dla szkła krzemowego, zwanym drugim oknem.

W tym zakresie długości fal amplituda sygnału zależy od parametrów zastosowanego światłowodu. Korzystnym zakresem dla zwykle stosowanych światłowodów jest zakres 1200-1400 nm.

Tłumienność w tym zakresie długości fal jest znacznie większa niż w zakresie 1500-1600 nm. Poziom wejściowy synału odbiorczego urządzenia końcowego mógłby być więc za mały, przy urządzeniach przelotowych linii rozmieszczonych w dużych odległościach między sobą, a zwłaszcza przy stosowaniu dużych szybkości transmisji sygnałów informacyjnych. Jednocześnie, sygnały łączności służbowej transmitowane z mniejszą szybkością (zwykle 128 kbit/sekundę), mogą być odbierane przez bardzo czułe odbiorniki, tak więc długość fali około 1300 nm może być bezpiecznie stosowana dla sygnałów łączności służbowej. W związku z tym, możliwe jest wykorzystywanie sprzęgaczy dichroicznych produkowanych na skalę przemysłową. Włókna światłowodowe, które są stopione, lub wykonane techniką mikro-optyki, mają doskonałe parametry pod względem tłumienności, przy ograniczonych kosztach.

Każdy sprzęgacz optyczny 9 dołączony jest swym wyjściowym włóknem 9b transmitującym sygnały łączności służbowej do układu wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10, w którym sygnały łączności służbowej zostają przekształcone na odpowiadające im wyjściowe synały elektryczne. Natomiast doprowadzone do tego układu 10 wejściowe synały elektryczne, zostają przekształcone na sygnały optyczne o długości fali sygnałów łączności służbowej i następnie wprowadzone poprzez sprzęgacz optyczny 9 do toru światłowodowego 3, dla równoczesnej transmisji z sygnałem informacyjnym, wzdłuż linii.

W ten sposób sygnał optyczny o długości fali 1300 nm, wydzielony przez sprzęgacz optyczny 9 z sygnału transmitowanego wzdłuż toru światłowodowego 3, zostaje przekształcony w odpowiadający mu sygnał elektryczny, który zostaje wykorzystany w celach dla niego przewidzianych. Zwłaszcza w służbowej łączności telefonicznej personelu konserwującego, lub kontrolującego wzmacniacz optyczny 8, jak przedstawiono linią przerywaną na fig. 2, lub dla dodatkowego sterowania i kontroli. W podobny sposób elektryczne sygnały kontrolne lub telefoniczne sygnały łączności służbowej przekazywane są wzdłuż toru światłowodowego 3 do miejsc przeznaczenia.

Aby umożliwić sygnałom łączności służbowej osiąganie urządzeń przelotowych lub urządzeń końcowych linii, znajdujących się w dużej odległości od miejsca emisji sygnału, wzdłuż toru światłowodowego umieszczonych jest kilka wzmacniaczy optycznych. Sygnał wyjściowy układu wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10, dołączonego do sprzęgacza optycznego 8 włączonego przed wzmacniaczem optycznym 9, jest wzmocniony w znany sposób w elektronicznym wzmacniaczu sygnałów łączności służbowej 11 i następnie doprowadzony do wejścia takiego samego drugiego układu wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10 dołączonego do sprzęgacza optycznego 9, dołączonego do wyjścia wzmacniacza optycznego

8. W ten sposób, odpowiednio wzmocniony sygnał łączności służbowej może być transmitowany wzdłuż kolejnego odcinka toru światłowodowego 3, aż do urządzenia końcowego linii, lub do następnego wzmacniacza optycznego.

Na figurze 3 przedstawiono bardziej szczegółowo wzmacniacz optyczny 8, który zawiera włókno aktywne 12, mające odpowiednią długość. Włókno aktywne 12 jest domieszkowane substancją fluorescencyjną, a jego wejście dołączone jest do dodatkowego sprzęgacza optycznego

167 324 połączonego z laserem 13 pompującym energię świetlną o trzeciej długości fali, różnej od pierwszej długości fali sygnału informacyjnego. Sprzęgacz optyczny 14 stanowi korzystnie sprzęgacz dichroiczny i wprowadza do włókna aktywnego 12 energię świetlną powodującą emisję wymuszoną wewnątrz samego włókna, co zapewnia pożądane wzmocnienie transmitowanych sygnałów.

Korzystnie, co nie jestjednak niezbędne, może występować również drugi laser 13', pompujący energię świetlną, i odpowiadającym mu, drugi dodatkowy sprzęgacz optyczny 14', dołączony do drugiego końca włókna aktywnego 12, dla podnoszenia mocy pompowania wewnątrz włókna aktywnego i/lub utworzenia rezerwy energii pompowania na wypadek, gdyby pierwszy laser pompujący nie działał.

Należy zauważyć, że możliwość występowania w tym przykładzie drugiego lasera 13' i drugiego dodatkowego sprzęgacza optycznego 14', pozostaje bez wpływu na efekt transmisji sygnałów łączności służbowej wzdłuż toru światłowodowego 3.

Jak przedstawiono na fig. 2, zarówno przed wzmacniaczem optycznym 8 jak i za nim, w tor światłowodowy 3 włączone są takie same sprzęgacze optyczne 9, dołączone do odpowiadających im układów wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10. Jak zaznacono na fig. 3 przerywaną linią, lasery pompujące energię świetlną 13 i 13' są dołączone do układów wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10 i mogą odbierać lub wysyłać sygnały kontrolne lub sterujące, które sterują ich działaniem.

Na figurze 4 przedstawiono korzystny przykład linii światłowodowej, w której występują dwa takie same lasery pompujące energię świetlną 13, a każdy z nich, razem ze swym układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10, dołączony jest do pojedynczego sprzęgacza optycznego 15 dla trzech dłgości fal promieniowania świetlnego. Laser pompujący 13 wysyła energię świetlną w kierunku włókna aktywnego 12, podczas gdy układ wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10 odbiera sygnały łączności służbowej, wydziela je z sygnału transmitowanego przez odcinek toru światłowodowego 3, zanim dojdą do włókna aktywnego 12 i/lub wprowadza sygnały łączności służbowej do toru światłwodowego 3 za włóknem aktywnym 12.

Każdy włączony na wejściu i na wyjściu włókna aktywnego 12 sprzęgacz optyczny 15 jest sprzęgaczem optycznym dla trzech długości fal promieniowania świetlnego. Pierwsze wejście/wyjście 16 przesyłanego sygnału informacyjnego Sc tego sprzęgacza 15 dołączone jest do odcinka wzmacniakowego toru światłowodowego 3. Jego drugie wejście/wyjście 17 przesyłanego sygnału informacyjnego Sc dołączone jest do włókna aktywnego 12. Trzecie jego wejście/wyjście 18 sygnałów łączności służbowej Ss połączone jest z układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10, a jego wejście sygnału pompującego Sp połączone jest z laserem pompującym energię świetlną 13.

Takie rozwiązanie umożliwia, że sygnał informacyjny Sc o długości fali mieszczącej się w zakresie 1500-1600 nm, transmitowany wzdłuż toru światłowodowego 3 doprowadzony zostaje do pierwszego wejścia/wyjścia 16 sprzęgacza 15, dla emisji w postaci niezmienionej do drugiego wejścia/wyjścia 17, do którego dołączone jest włókno aktywne 12. Sygnał łączności służbowej Ss o długości fali 1300 nm, występujący na pierwszym wejściu/wyjściu 16, zostaje przesłany do trzeciego wejścia/wyjścia 18 sprzęgacza optycznego 15 dla trzech długości fal, do którego jest dołączony układ wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10. A odwrotnie, syganł emitowany przez ten układ 10 i doprowadzony do trzciego wejścia/wyjścia 18, zostaje przesłany wzdłuż tej samej drogi optycznej do pierwszego wejścia/wyjścia 16. Sygnał pompujący Sp zostaje wysłany przez laser pompujący energię świetlną 13 do wejścia 19 i następnie zostaje przesłany do drugiego wejścia/wyjścia 17.

Sprzęgacze optyczne dla trzech dłgości fal promieniowania świetlnego mające wskazane charaatrrystyki, stanowiące jeden monolityczny element, korzystnie włókno stopowe, są znane, a ich produkcja jest prosta i tania, przy czym długości promieniowania świetlnego, które ma być przesyłane są wzajemnie od siebie wyraźnie oddzielone. Na przykład przy długości fali sygnału informacyjnego około 1500 nm, sygnał łączności służbowej ma długość fali około 1300 nm, jak przedstawiono w przykładzie, a w przypadku wzmacniającego włókna aktywnego domieszkowanego erbem, długość fali pompowania wynosi 980 lub 530 nm.

167 324

Rozwiązanie tego rodzaju ma określone zalety. Zarówno wprowadzanie energii pompującej do włókna wzmacniacza, jak i wydzielanie lub wprowadzanie sygnałów łączności służbowej do sygnału transmitowanego wzdłuż toru światłowodowego, upraszcza strukturę wzmacniacza, a zwłaszcza zmniejsza liczbę złączy pomiędzy odcinkami światłowodu a sprzęgaczami optycznymi. Każde takie złącze powoduje tłumienie transmitowanego sygnału.

W przypadku, gdy zastosowanie drugiego lasera pompującego nie jest pożądane, w miejsce sprzęgacza optycznego 15 dla trzech długości fal promieniowania świetlnego, do którego taki laser jest dołączony, możliwe jest zastosowanie sprzęgacza optycznego 9 stanowiącego sprzęgacz dichroiczny, służący jedynie dla dołączenia układu wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej 10.

W rozwiązaniu według wynalazku istotnym jest, że urządzenia końcowe linii światłowodowej stanowią dwa punkty linii, pomiędzy którymi transmitowane sygnały informacyjne przechodzą wyłącznie w postaci optycznej. Gdy jest to konieczne, transmitowane sygnały informacyjne wzmacniane są we wzmacniaczach optycznych włączonych w tor światłowodowy łączący urządzenia końcowe linii.

Fig. 3

16*7324

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Telekomunikacyjna linia światłowodowa dla przesyłania sygnałów informacyjnych i sygnałów łączności służbowej, która zawiera urządzenia końcowe linii wyposażone w urządzenia łączności służbowej, przy czym nadajnik i odbiornik optycznego sygnału informacyjnego o pierwszej określonej długości fali umieszczone są na początku i końcu toru światłowodowego podzielonego na odcinki wzmacniakowe, a na końcu każdego odcinka wzmacniakowego znajduje się urządzenie przelotowe ze wzmacniaczem optycznym zawierającym włókno aktywne, znamienna tym, że w torze światłowodowym (3) włączony jest przynajmniej jeden dichroiczny sprzęgacz optyczny (9) lub sprzęgacz optyczny (15) dla trzech długości fali promieniowania świetlnego, do którego dołączony jest układ wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10) o drugiej określonej długości fali, różnej od pierwszej określonej długości fali, który to sprzęgacz optyczny (9) lub (15) włączony jest między odcinek wzmacniakowy toru światłowodowego (3) a wzmacniacz optyczny (8), przy czym układ wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10) zawiera konwerter sygnału optycznego na sygnał elektryczny, nadajnik i odbiornik oraz konwerter sygnału elektrycznego na sygnał optyczny.
2. Linia według zastrz. 1, znamienna tym, że zarówno na wejściu jak i na wyjściu wzmacniacza optycznego (8) włączony jest sprzęgacz optyczny (9) lub (15) połączony z układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10).
3. Linia według zastrz. 2, znamienna tym, że układy wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10), dołączone do sprzęgaczy optycznych (9) włączonych na wejściu i na wyjściu wzmacniacza optycznego (8), połączone są poprzez elektroniczny wzmacniacz sygnałów łączności służbowej (11).
4. Linia według zastrz. 1, znamienna tym, że włókno aktywne (12) wzmacniacza optycznego (8) jest domieszkowane substancją fluorescencyjną i jest połączone z przynajmniej jednym laserem (13) pompującym energię świetlną o trzeciej określonej długości fali, różnej od pierwszej określonej długości fali, poprzez dodatkowy sprzęgacz optyczny (14).
5. Linia według zastrz. 4, znamienna tym, że do włókna aktywnego (12) dołączony jest drugi laser (13') pompujący energię świetlną o trzeciej określonej długości fali, poprzez drugi dodatkowy sprzęgacz optyczny (14').
6. Linia według zastrz. 2 albo 5, znamienna tym, że układy wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10), dołączone do dichroicznych sprzęgaczy optycznych (9) włączonych odpowiednio na wejściu i na wyjściu wzmacniacza optycznego (8), połączone są ze sobą oraz poprzez dodatkowe sprzęgacze optyczne (14) i (14'), wraz z laserami pompującymi energię świetlną (13) i (13') dołączone są do włókna aktywnego (12) wzmacniacza optycznego (8).
7. Linia według zastrz. 3 albo 4, albo 5, znamienna tym, że każdy sprzęgacz optyczny (9) włączony na wejściu i na wyjściu wzmacniacza optycznego (8) oraz dołączone do włókna aktywnego (12) dodatkowe sprzęgacze optyczne (14) i (14') są sprzęgaczami dichroicznymi.
8. Linia według zastrz. 1, znamienna tym, że każdy włączony na wejściu i na wyjściu włókna aktywnego (12) sprzęgacz optyczny (15) jest sprzgaczem optycznym dla trzech długości fal promieniowania świetlnego, przy czym pierwsze wejście/wyjście (16) przesyłanego sygnału informacyjnego (Sc) tego sprzęgacza dołączone jest do odcinka wzmacniakowego toru światłowodowego (3), jego drugie weeście/wyjście (17) przesyłanego sygnału informacyjnego (Sc) dołączone jest do włókna aktywnego (12), jego trzeie wejście/wyjście (18) synałgów łączności służbowej (Ss) połączone jest z układem wprowadzania i wydzielania sygnałów łączności służbowej (10), a jego wejście sygnału pompującego (Sp) połączone jet z laserem pompującym energię świetlną (13).

* * *

167 324