DE60001444T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Übergangsregelungsstabilzierung in optisch verstärkten Netzwerken - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET
• Die Erfindung betrifft im Allgemeinen optisch verstärkte Lichtwellen-Kommunikationssysteme und insbesondere die Regelung des Einschwingverhaltens in solchen Systemen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
• Um die wachsenden Forderungen nach mehr Bandbreite und höheren Datenraten in den heutigen Netzen zu erfüllen, wird das Wellenlängen-Multiplex-Verfahren ("wavelength division multiplexing" - WDM) in großem Umfang in optischen Weitverkehrs-Übertragungssystemen verwendet und für die Verwendung in Nahverkehrsanwendungen erwogen, wie Großstadtnetzen und dergleichen. Wie hinreichend bekannt ist, vereint das WDM viele optische Kanäle jeweils auf einer anderen Wellenlänge zur gleichzeitigen Übertragung als ein zusammengesetztes optisches Signal in einer einzelnen optischen Faser.
• Optische Verstärker werden gewöhnlich in Lichtwellen- Kommunikationssystemen als Inline-Verstärker zur Verstärkung der Signalpegel, um Verluste in einem Übertragungsweg zu kompensieren, als Leistungsverstärker zur Erhöhung der Senderleistung und als Vorverstärker zur Verstärkung der Signalpegel vor den Empfängern verwendet. In WDM-Systemen sind optische Verstärker insbesondere wegen ihrer Fähigkeit, viele optische Kanäle gleichzeitig zu verstärken, von Nutzen. Mit Seltenerdmetallen dotierte Lichtwellenleiter- Verstärker, z. B. erbiumdotierte Faserverstärker, werden gewöhnlich in WDM-Systemen verwendet, obgleich andere Typen von optischen Verstärkern, z. B. optische Halbleiterverstärker, ebenfalls verwendet werden können.
• In einem optisch verstärkten WDM-System können Einschwingvorgänge der Signalleistung in einem WDM- Signal ein erhebliches Problem sein. Einschwingvorgänge der Signalleistung können infolge eines Einfügens bzw. Herausnehmens einzelner optischer Kanäle, von Netzrekonfigurationen, Ausfällen bzw. der Behebung von Ausfällen und so weiter auftreten. Zum Beispiel kann das Einfügen bzw. das Herausnehmen einzelner Kanäle eines WDM-Signals Änderungen der Eingangsleistung an einem optischen Verstärker verursachen, was wiederum zu Änderungen der Verstärkung sowie Schwankungen der Leistungspegel in weiterbestehenden optischen Kanälen führt, d. h. in jenen optischen Kanälen, die immer noch in dem WDM-Signal vorhanden sind, nachdem ein Einfügen/Herausnehmen erfolgte. Mit anderen Worten: weil optische Verstärker in WDM-Systemen in der Regel in Sättigung betrieben werden, wird sich die Ausgangsleistung eines optischen Verstärkers nicht notwendigerweise entsprechend den Änderungen der Eingangsleistung ändern, und folglich wird die optische Leistung in einzelnen weiterbestehenden Kanälen unerwünscht schwanken. Diese Leistungsschwankungen können zu unnötigen Schutzschaltern in dem Netz, zu Problemen der Übertragungsstabilisierung, zur inakzeptablen Verschlechterung der Bitfehlerrate, wenn die Leistungsschwankungen nicht innerhalb des dynamischen Bereiches der Empfängerausrüstung liegen, und zu anderen leistungsbezogenen Problemen führen.
• Mehrere Verfahren der Verstärkungsregelung sind zur Verringerung der Effekte von Leistungseinschwingvorgängen vorgeschlagen worden. Zum Beispiel beschreibt EP-A-1079481 mit dem Titel "Fast Gain Control for Optical Amplifiers" einen Ansatz zur Verringerung der Effekte von Einschwingvorgängen der Signalleistung in einem optisch verstärkten WDM-Netz. Bei diesem Ansatz wird die kanalweise Verstärkung der einzelnen optischen Kanäle relativ konstant gehalten, ungeachtet der Änderungen der Eingangsleistung an dem optischen Verstärker, beispielsweise wenn einzelne optische Kanäle des WDM-Signals eingefügt/herausgenommen werden. Durch Aufrechterhalten der relativ konstanten kanalweisen Verstärkung in einem verstärkten WDM- Signal, ungeachtet der Änderungen der Eingangsleistung an dem optischen Verstärker, werden Leistungsschwankungen in den weiterbestehenden optischen Kanälen des WDM-Signals wesentlich verringert.
• Jedoch können selbst bei Einsatz eines Verstärkungsregelungsverfahrens immer noch Probleme bezüglich der Leistungseinschwingvorgänge vorliegen, die in dem Netz in Abhängigkeit von der Netztopologie und anderen Faktoren fortbestehen können. Zum Beispiel können verstärkungsgeregelte optische Verstärker große Leistungseinschwingvorgänge kompensieren, erreichen aber in der Regel nicht die vollständige Unterdrückung schwacher Signalschwankungen. Insbesondere können so genannte Fragmente der Leistungseinschwingvorgänge immer noch im Netz fortbestehen. Wie hierin verwendet, soll der Leistungseinschwingvorgang der anfänglichen leistungsbeeinflussenden Änderung entsprechen, wenn auf das Einschwingereignis reagiert werden soll, z. B. die oben erwähnte Verstärkungsregelung, um auf eine Änderung der Kanalanzahl zu reagieren. Fragmente von Leistungseinschwingvorgängen bzw. Artefakte, wie sie manchmal bezeichnet werden, sind in der Regel ein Ergebnis von fehlerhaften Näherungen, die beim Reagieren auf das anfängliche Einschwingereignis gemacht werden, z. B. Näherungen des Umfanges der erforderlichen Verstärkungseinstellung. Fragmente können in Form von Schwingungen des anfänglichen Leistungseinschwingvorganges vorliegen, die als ein Fehlersignal im Netz fortbestehen. Wenn diese Fragmente nicht gedämpft werden, können sie das Netz destabilisieren bzw. anderweitig stören. Zum Beispiel können Fragmente, die fortwährend durch ein Netz weitergeleitet werden, unerwünschte Effekte auslösen, falls zum Beispiel ein nachfolgender optischer Verstärker die Fragmente nicht von dem anfänglichen Leistungseinschwingvorgang unterscheiden kann, der von einem tatsächlichen Einschwingereignis verursacht wurde.
• Fragmente können in speziellen Netztopologien, wie einem Ringnetz, besonders problematisch sein. Ein WDM- Ringnetz enthält, wie hinreichend bekannt ist, in der Regel eine Vielzahl von miteinander verbundenen Knoten, an denen optische WDM-Signale verstärkt werden können und an denen einzelne optische Kanäle eingefügt bzw. herausgenommen werden können. In einem WDM-Ringnetz können Fragmente weiter durch den Ring zirkulieren und werden weiter verstärkt, wenn sie durch die nachfolgenden Knoten laufen. Folglich nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass Fragmente eine unerwünschte Reaktion auslösen, in einer Netztopologie, wie beispielsweise einem Ring, zu. Überdies können während der Verstärkung wohlbekannte Quersättigungseffekte (z. B. wird die Verstärkung bei einer Wellenlänge durch die Leistung beeinflusst, die bei anderen Wellenlängen vorhanden ist) die relativ niederfrequenten Komponenten der Amplitudenschwankungen eines Signals bei einer Wellenlänge auf Signale bei anderen Wellenlängen aufprägen. Entsprechend können während des Betriebs mit hoher Leistung nichtlineare Effekte in der Faser ebenfalls derartige Amplitudenschwankungen von einer Wellenlänge auf eine andere übertragen. Folglich können, selbst wenn ein Kanal mit Fragmenten an einem Knoten herausgenommen wird, die Effekte des ursprünglichen Leistungseinschwingvorganges immer noch in Kanälen fortbestehen, die sich weiterhin in dem Ring ausbreiten.
• US-A-5 680 246 offenbart einen optischen Verstärker, der eine Erkennungsvorrichtung umfasst, die ein Filter zum Trennen des Eingangssignals in zwei Bänder enthält und als Reaktion auf eine Charakteristik dieser zwei Bänder ein Regelsignal an eine Pumplichtquelle sendet, um die Intensität des Pumplichtes zu regeln. Insbesondere umfasst der optische Verstärker eine Erkennungsvorrichtung, die eine optische Filtervorrichtung aufweist zum Trennen des empfangenen Lichtes in ein erstes Lichtausgangssignal mit einem ersten Band, das die Wellenlänge des Signallichtes enthält, und ein zweites Lichtausgangssignal mit einem zweiten Band, das die Wellenlänge des Signallichtes nicht enthält, wobei die Erkennungsvorrichtung auf der Grundlage des ersten Lichtausgangssignals und des zweiten Lichtausgangssignals erkennt, ob verstärktes Signallicht in dem empfangenen Licht enthalten ist, und eine Regelvorrichtung zum Regeln der Pumplichtquelle, um die Intensität des Pumplichtes zu verringern, wenn von der Erkennungsvorrichtung erkannt wird, dass verstärktes Signallicht nicht in dem Licht enthalten ist, das ausgegeben wird.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung entspricht Anspruch 1, wobei bevorzugte Formen in den abhängigen Ansprüchen dargelegt sind.
• In optisch verstärkten wellenlängengemultiplexten Netzen (WMD) wird die Reaktion auf Leistungseinschwingvorgänge nach den Grundlagen der Erfindung derart geregelt, dass die Regelschaltungsanordnung nur auf Leistungseinschwingvorgänge reagiert, die durch ein tatsächliches Einschwingereignis verursacht werden, und nicht auf Fragmente derjenigen Leistungseinschwingvorgänge, die sich im Netz ausbreiten. Insbesondere arbeitet eine Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite nach den Grundlagen der Erfindung in einer ersten vorgeschriebenen Bandbreite während einer ersten Zeitperiode τ&sub0;, um eine Änderung der Signalleistung (d. h. Leistungseinschwingvorgang) zu erkennen, die durch ein Einschwingereignis verursacht wird, sowie in einer zweiten vorgeschriebenen Bandbreite, die kleiner als die erste vorgeschriebene Bandbreite ist, nachdem die erste Zeitperiode abläuft, z. B. τ&sub0; + Δτ, um schwache Signalschwankungen, wie Fragmente des Leistungseinschwingvorganges, Rauschen und so weiter, herauszufiltern. Auf diese Weise wird der Leistungseinschwingvorgang, der mit dem tatsächlichen Einschwingereignis in Zusammenhang steht, erhalten, um die Regelschaltung anzusteuern, z. B. die Verstärkungsregelung des Verstärkers, die auf den Änderungen der Eingangsleistung beruht, während Fragmente herausgefiltert werden, um unerwünschte Reaktionen zu verhindern, z. B. Fragmente, die fälschlicherweise als tatsächliche Einschwingereignisse gedeutet werden.
• Gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform enthält die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite eine Frequenzweiche zur Aufspaltung eines Eingangssignals in seine nieder- und hochfrequenten Signalkomponenten. Die niederfrequenten Signalkomponenten werden in einem ersten Übertragungsweg weitergeleitet, der einen Niederfrequenzverstärker aufweist, während die hochfrequenten Signalkomponenten in einem zweiten Übertragungsweg weitergeleitet werden, der einen Hochfrequenzverstärker aufweist. Ein Schalter wird in dem zweiten Weg verwendet, um die Übertragung der hochfrequenten Komponenten des Eingangssignals in Abhängigkeit davon, ob ein Leistungseinschwingvorgang von einem Einschwingdetektor erkannt wird, durchzulassen bzw. zu sperren. Ein Bandaddierer vereint die Signalkomponenten aus dem ersten und dem zweiten Weg, um ein Ausgangssignal zu bilden, das anschließend für die nachfolgende Verarbeitung der Einschwingregelung, z. B. die Verstärkungsregelung des optischen Verstärkers, verwendet werden kann. Beim Durchlassen sowohl der hochfrequenten als auch der niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals, wenn ein Einschwingereignis erkannt wird, wird die Bandbreite im Grunde "geöffnet", um sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Signalkomponenten des Leistungseinschwingvorganges in dem Eingangssignal zu erfassen. Beim Durchlassen nur der niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals, wenn kein Leistungseinschwingvorgang erkannt wird, wird die Bandbreite im Grunde "geschlossen" bzw. verringert, so dass nur langsame Schwankungen in dem Eingangssignal weitergeleitet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Ein eingehenderes Verständnis der Erfindung kann unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung erlangt werden, wobei auf gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszahlen verwiesen wird. Es zeigen:
• Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein optisches Ringübertragungssystem zeigt, in welchem die Grundlagen der Erfindung verwirklicht werden können;
• Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines beispielhaften Ringknotens aus dem optischen Ringübertragungssystem von Fig. 1;
• Fig. 3 ein beispielhaftes Kurvenbild der Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit, das die Anwesenheit von Leistungseinschwingvorgängen und zugehörigen Fragmenten für ein optisches Signal veranschaulicht, das sich durch das optische Ringübertragungssystem ausbreitet, das in Fig. 1 gezeigt ist;
• Fig. 4 ein vereinfachtes Funktionsblockschaltbild einer beispielhaften optischen Inline-Verstärkungsanordnung, die eine veranschaulichende Ausführungsform der Erfindung enthält;
• Fig. 5A und 5B vereinfachte Funktionsblockschaltbilder beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung;
• Fig. 6A und 6B vereinfachte Funktionsblockschaltbilder beispielhafter Ausführungsformen des Einschwingdetektors, der in Fig. 5A bzw. 5B gezeigt ist, gemäß den Grundlagen der Erfindung; und
• Fig. 7 ein Kurvenbild der Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit für ein optisches Signal, das gemäß den Grundlagen der Erfindung verarbeitet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Obgleich die veranschaulichenden Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, besonders gut für ein wellenlängengemultiplextes Ringnetz (WDM), das eine Vielzahl von Knoten aufweist, die optische WDM-Kanäle verstärken und einfügen/herausnehmen können, geeignet sind und in diesem beispielhaften Zusammenhang beschrieben werden sollen, wird für den Fachmann aus den Lehren ersichtlich, dass die Grundlagen der Erfindung auch in Verbindung mit anderen Typen optischer Kommunikationssysteme und Netze verwendet werden können. Zum Beispiel können die Grundlagen der Erfindung in Netztopologien verwendet werden, welche Crossconnects bzw. andere Schaltanordnungen enthalten können, die eingesetzt werden, um Ringnetze, sternförmige Netze, Punkt-zu-Punkt-Netze, vermaschte Netze und so weiter zu verbinden. Demgemäß sind die Ausführungsformen, die hier gezeigt und beschrieben sind, nur zur Veranschaulichung vorgesehen und sollen keine Einschränkung darstellen.
• Fig. 1 zeigt ein typisches Ringnetz 100, das eine Vielzahl von Ringknoten 102-107 umfasst, die miteinander durch eine optische Faser 101 verbunden sind. Das Ringnetz 100 kann optische Kommunikationstechnik mit einer Wellenlänge bzw. optische Kommunikationstechnik mit mehreren Wellenlängen unter Anwendung des WDM-Verfahrens unterstützen. Zur einfacheren Erläuterung werden die Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der WDM-Übertragung beschrieben. Als solche überträgt die optische Faser 101 des Ringnetzes 100 ein zusammengesetztes optisches WDM-Signal, das eine Vielzahl von einzelnen optischen Kanälen verschiedener Wellenlängen umfasst.
• Wie gut bekannt ist, können die Ringknoten 102-107 so konfiguriert sein, dass sie eine oder mehrere verschiedene Funktionen ausführen, wie zum Beispiel das Einfügen und Herausnehmen von optischen Signalen, die Verstärkung von optischen Signalen, die eingefügt, herausgenommen bzw. ansonsten durch den Ringknoten durchgelassen werden, und so weiter. Folglich brauchen die Ringknoten 102-107 nicht unbedingt jeweils äquivalent bezüglich Funktion oder Struktur zu sein. Für den Zweck des Beschreibens der Grundlagen der Erfindung kann mindestens einer der Ringknoten 102- 107 einzelne optische Kanäle aus dem optischen WDM- Signal einfügen und/oder herausnehmen sowie das optische WDM-Signal verstärken.
• Zum Beispiel zeigt Fig. 2 ein vereinfachtes Funktionsblockschaltbild des Ringknotens 102 aus dem Netz 100. Kurz gesagt, empfängt der Ringknoten 102 ein WDM-Eingangssignal 201, nimmt einen oder mehrere ausgewählte optische Kanäle 202 über die optische Demultiplexereinheit 210 heraus, fügt einen oder mehrere ausgewählte optische Kanäle 203 über die optische Multiplexereinheit 211 ein, verstärkt die sich weiter ausbreitenden optischen Kanäle in dem WDM-Signal über den optischen Verstärker 212 und sendet ein WDM- Ausgangssignal 204 für den nächsten Ringknoten in dem Netz 100. Für den Fachmann wird es ersichtlich sein, dass die Anzahl der herausgenommenen und der eingefügten Kanäle nicht unbedingt gleich sein muss. Das WDM-Ausgangssignal 204 enthält daher alle optischen Kanäle aus dem WDM-Eingangssignal 201, abzüglich der herausgenommenen optischen Kanäle 202 und zuzüglich der eingefügten optischen Kanäle 203.
• Verschiedene bekannte Geräte können für die optische Demultiplexereinheit 210 und die optische Multiplexereinheit 211 verwendet werden, wie zum Beispiel Wellenleiter-Gitter-Router, Dünnschichtfilter, Braggsche Fasergitter in Verbindung mit optischen Zirkulatoren bzw. Richtkopplern und so weiter. Als solche werden die detaillierte Struktur und die Arbeitsweise der optischen Demultiplexereinheit 210 und der optischen Multiplexereinheit 211 hier nicht im Detail beschrieben. Entsprechend wird der Fachmann verschiedene Verstärkungsverfahren erkennen, die für die Verwendung im Ringknoten 102 geeignet sind. Beispielsweise werden mit Seltenerdmetallen dotierte Lichtwellenleiter-Verstärker, wie erbiumdotierte Faserverstärker, in großem Umfang in vorhandenen WDM- Systemen verwendet.
• Das Problem, das durch die Erfindung gelöst wird, betrifft Leistungseinschwingvorgänge, die in dem optischen WDM-Signal auftreten, das durch das Ringnetz transportiert wird. Insbesondere befassen sich die Grundlagen der Erfindung mit der Bearbeitung der Fragmente der Leistungseinschwingvorgänge bzw. der anderen schwachen Signalschwankungen, z. B. dem Rauschen, die in dem WDM-Signal zurückbleiben, nachdem ein Einschwingregelungsverfahren, wie ein Verstärkungsregelungsverfahren, bereits das Signal verarbeitet hat, um die anfänglichen Leistungseinschwingvorgänge zu berücksichtigen. Wie oben beschrieben, können Einschwingvorgänge der Signalleistung während der Einschwingereignisse auftreten, beispielsweise wenn während Netzrekonfigurationen, als Reaktion auf Ausfälle bzw. die Behebung von Ausfällen und so weiter, ein oder mehrere einzelne optische Kanäle eingefügt bzw. herausgenommen werden.
• Für ein besseres Verständnis der Grundlagen der Erfindung wird zuerst eine kurze Zusammenfassung darüber bereitgestellt, wie Leistungseinschwingvorgänge am Anfang in einem WDM-System durch ein Verstärkungsregelungsverfahren bearbeitet werden können. Insbesondere ist bekannt, dass optische Verstärker, wie erbiumdotierte Faserverstärker, in WDM-Systemen für gewöhnlich in Sättigung betrieben werden. Als solche wird sich die Ausgangsleistung eines optischen Verstärkers nicht entsprechend den Änderungen der Eingangsleistung ändern (z. B. Leistungseinschwingvorgänge), und die optische Leistung wird folglich in den einzelnen weiterbestehenden Kanälen unerwünscht schwanken. Zum Beispiel nimmt, wenn 4 von 8 Kanälen in einem WDM-Signal herausgenommen werden, die Leistung in jedem weiterbestehenden Kanal anschließend auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Kanalleistung zu, um die Ausgangsleistung des gesättigten Verstärkers beizubehalten. Viele verschiedene Verstärkungsregelungsverfahren sind für das Regeln der Reaktion von optischen Verstärkern auf derartige Einschwingvorgänge der Signalleistung vorgeschlagen worden.
• Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 kann ein Verstärkungsregelungsverfahren verwendet werden, um die Reaktion des optischen Verstärkers 212 bei der Anwesenheit von Leistungseinschwingvorgängen zu regeln, die entstehen können, wenn optische Kanäle durch die optische Demultiplexereinheit 210 bzw. die optische Multiplexereinheit 211 herausgenommen und/oder eingefügt werden. Die Eingangsleistung an den optischen Verstärker 212 kann sich als Reaktion auf eine Änderung der Kanallast (z. B. die Anzahl der optischen Kanäle in dem WDM-Eingangssignal 201) infolge der Einfügen- /Herausnehmen-Funktionen im Ringknoten 102 ändern. Ein Verfahren zur Verringerung der Effekte der Einschwingvorgänge der Signalleistung in einem optisch verstärkten WDM-Netz ist in EP-A-1079481 beschrieben. Kurz gesagt, erfolgt in diesem Verfahren die Regelung der Verstärkung eines optischen Verstärkers in einem aufschaltungsbasierten Regelschema durch Regeln des Betrages der Pumpleistung, die an dem optischen Verstärker in Abhängigkeit von Änderungen der optischen Eingangsleistung an den optischen Verstärker angelegt wird, wobei - die Änderungen in einem aufgeschalteten Überwachungsweg gemessen werden. Der Betrag der Pumpleistung zur Durchführung der Verstärkungsregelung wird anschließend gemäß einem Maßstabsverhältnis auf die gemessene Eingangsleistung des optischen Verstärkers abgeglichen. Durch Aufrechterhalten einer relativ konstanten kanalweisen Verstärkung in einem verstärkten WDM-Signal trotz der Änderungen der Eingangsleistung an dem optischen Verstärker (d. h. Leistungseinschwingvorgänge) werden die Leistungsschwankungen des WDM-Signals in weiterbestehenden optischen Kanäle wesentlich verringert. Andere geeignete Schemata zum Regeln der Reaktion von optischen Verstärkern auf Einschwingereignisse werden für den Fachmann ersichtlich sein und werden ebenfalls für die Verwendung in Verbindung mit den Grundlagen der Erfindung erwogen.
• Wie zuvor beschrieben, kann es, selbst wenn ein Verstärkungsregelungsverfahren verwendet wird, immer noch Probleme geben, die die Leistungseinschwingvorgänge betreffen, die in dem Netz in Abhängigkeit von der Netztopologie oder anderen Faktoren fortbestehen können. Zum Beispiel können Fragmente eines Leistungseinschwingvorganges aus einem tatsächlichen Einschwingereignis in dem Netz fortbestehen, wenn die Schaltungsanordnung der Verstärkungsregelung den Einschwingvorgang nicht vollständig unterdrückt. Fragmente sind besonders in Ringnetzen, wie dem Ringnetz 100 (Fig. 1), problematisch, weil die Fragmente verstärkt werden können, während sie durch den Ring zirkulieren. Als solches wird das Potenzial für eine falsche bzw. unerwünschte Reaktion auf diese Fragmente sogar größer. Zum Beispiel kann ein Fragment eines vorhergehenden Leistungseinschwingvorganges eine Reaktion der Verstärkungsregelung auslösen. Diese Reaktion ist unerwünscht, weil eine Verstärkungskorrektur bereits als Reaktion auf den Leistungseinschwingvorgang, der mit dem tatsächlichen Ereignis einhergeht, z. B. der Änderung der Eingangsleistung auf der Grundlage der eingefügten/herausgenommenen Kanäle, durchgeführt wurde. Das Problem könnte kritisch werden, wenn sich die Fragmente weiterhin im Ringnetz ausbreiten. Folglich können die Fragmente, die in einem Ringnetz zirkulieren, schnell die Übertragungsleistung in einem Ring destabilisieren.
• Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Kurvenbild eines Signals, das von einer typischen Regelanordnung verarbeitet wird, wie sie für die Regelung der Reaktion eines optischen Verstärkers auf Leistungseinschwingvorgänge, die durch bestimmte Ereignisse bzw. Bedingungen verursacht werden, z. B. das Einfügen/Herausnehmen von Kanälen, verwendet wird. Insbesondere ist ein Leistungseinschwingvorgang zum Zeitpunkt τ&sub0; gezeigt, der auftritt, wenn ein Signal als Reaktion auf das spezielle Einschwingereignis bzw. die spezielle Einschwingbedingung zum Zeitpunkt τ&sub0; von einem ersten Leistungspegel 315 auf einen zweiten Leistungspegel 316 fällt. Dieser Leistungseinschwingvorgang entspricht daher dem anfänglichen Ereignis, welches eine Aktion der Regelanordnung auslöst. Jedoch werden ungeachtet der Korrekturen, die durch die Regelanordnung als Reaktion auf den Leistungseinschwingvorgang 316 zu dem Zeitpunkt τ&sub0; durchgeführt werden, Fragmente 317 und 318 erzeugt. Insbesondere erscheinen die Fragmente 317 und 318 des ursprünglichen Leistungseinschwingvorganges 316 zu Zeitpunkten, die durch Δτ getrennt sind, während sie sich durch das Ringnetz bewegen, hier gezeigt als τ&sub0; + Δτ, τ&sub0; + 2Δτ und so weiter. Für ein WDM-Ringnetz würde tu die Umlaufzeit darstellen, in der sich das Fragment durch den Ring bewegt. Beispielsweise kann Δτ für eine typische WDM- Ringkonfiguration, die mehrere Knoten und eine Faserlänge von ungefähr 80 Kilometer aufweist, in der Größenordnung von ungefähr 400 us liegen. Es sollte ebenfalls erwähnt werden, dass die spezielle Form der Fragmente 317 und 318 beträchtlich variieren kann. Zum Beispiel können die Fragmente 317 und 318 in der Form von Schwingungen des ursprünglichen Leistungseinschwingvorganges 316 vorliegen, und ihre Form und Amplitude werden von vielen Faktoren abhängen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf: Anzahl der Knoten zwischen der Wellenlänge Einfügen/Herausnehmen, Grad der Verstärkersättigung, Genauigkeit des Einschwingregelungsschemas (z. B. Verstärkungsregelungsverfahren), System-Kanallast, relative Leistungsänderungen und so weiter.
• Folglich ist die Erfindung auf das Problem der Bearbeitung der Fragmente 317-318 gerichtet, die nach der Einschwingregelanordnung übrigbleiben, z. B. reagiert das Verstärkungsregelungsverfahren auf den anfänglichen Leistungseinschwingvorgang 316. Mit anderen Worten: die Erfindung stellt sicher, dass die Fragmente von jeder fehlerhaften Reaktion auf anfängliche Leistungseinschwingvorgänge nicht derart durch das Ringnetz zirkulieren, dass sie unerwünschte Reaktionen netzabwärts auslösen, z. B. unnötige Schutzschalter, falsche Reaktion der Verstärkungsregelung (d. h. falscher Triggerimpuls für Verstärkungsregelung) und so weiter verursachen. Insgesamt ist es wünschenswert, die Reaktion nur auf das ursprüngliche Einschwingereignis zu beschränken, z. B. die Änderung der Kanalanzahl, und nicht auf die Fragmente, die später durch den Ring zirkulieren, zu reagieren. Zu diesem Zweck unterdrückt eine Ausführungsform der Erfindung diese Fragmente aus einer unzureichenden Reaktion der Verstärkungsregelung im Wesentlichen bzw. verringert diese anderweitig.
• Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, die in Verbindung mit einer Anordnung zur Verstärkungsregelung realisiert ist, wie sie in EP-A-1079481 offenbart ist, auf die oben verwiesen wird. Kurz gesagt, wird ein ankommendes optisches Signal 401 an dem optischen Abgriff 410 auf bekannte Art und Weise abgegriffen, so dass ein erster Anteil des optischen Signals an den optischen Verstärker 425 und ein zweiter Anteil des optischen Signals an ein Signalkontrollgerät 426 weitergeleitet wird. Zum Beispiel kann der Abgriff 410 einen so genannten "98/2"-Abgriff umfassen, wobei 98% der optischen Signalleistung an den optischen Verstärker 425 abgegeben werden, während 2% an das optische Kontrollgerät 426 abgegeben werden. Das Signalkontrollgerät 426 verwendet herkömmliche Schaltungsanordnungen und Techniken zum Messen der Änderungen der Signalleistung, d. h. der Eingangsleistung an den optischen Verstärker, welche anschließend dazu verwendet wird, den Betrag der Pumpleistung zur Durchführung der Verstärkungsregelung über die Pumpregelung 427 und die Pumpquelle 428 zu regeln. Beispielsweise kann das Signalkontrollgerät 426 einen Fotodetektor oder eine andere bekannte geeignete Komponente enthalten, die die optische Signalenergie in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt. In der Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, empfängt das Signalkontrollgerät 426 das abgegriffene optische Signal von dem optischen Abgriff 410 und gibt ein elektrisches Signal an die Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite ab. Der elektrische Signalausgang vom Signalkontrollgerät 426 wird daher dazu verwendet, die Erkennung und Messung der Signalleistung in dem entsprechenden optischen WDM- Signal zu erleichtern, das als Eingangssignal an den optischen Verstärker 425 abgegeben wird. Nach den Grundlagen der Erfindung kann die Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite zwischen dem Signalkontrollgerät 426 und der Pumpregelung 427 angeordnet sein, um alle Fragmente zu bearbeiten, die in dem ankommenden optischen Signal vorhanden sein können.
• Fig. 5A zeigt eine veranschaulichende Ausführungsform der Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite nach den Grundlagen der Erfindung. Wie gezeigt, enthält die Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite die Frequenzweiche 510 zur Aufspaltung des Eingangssignals 501 in seine niederfrequenten Komponenten zur Übertragung im Tiefpassabschnitt 511 und seine hochfrequenten Komponenten zur Übertragung im Hochpassabschnitt 512. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Eingangssignal 501 ein elektrisches Signal, das von dem Signalkontrollgerät 426 (Fig. 4) abgegeben wird. Das Eingangssignal 501 liefert Informationen über die gemessene Signalleistung, die dem optischen Signal entspricht, das an einer Stelle netzaufwärts von dem optischen Verstärker 425 (Fig. 4) abgegriffen wird. Der Tiefpassabschnitt 511 enthält den Niederfrequenzverstärker 520, während der Hochpassabschnitt 512 den Hochfrequenzverstärker 525 und den Schalter 530 enthält. Wie noch ausführlicher beschrieben wird, wird der Hochpassabschnitt 512 nur für die Verarbeitung des Einschwingvorganges als Reaktion auf die Erkennung von Leistungseinschwingvorgängen über den Einschwingdetektor 600 "zugeschaltet". Der Bandaddierer 535 vereint die Signalkomponenten vom Tiefpassabschnitt 511 und vom Hochpassabschnitt 512, um das Ausgangssignal 505 zu bilden. Es wird für den Fachmann ersichtlich sein, dass die Frequenzweiche 510, der Bandaddierer 535, der Schalter 530 und der Niederfrequenz- bzw. Hochfrequenzverstärker 520 und 525 unter Verwendung herkömmlicher, bekannter Schaltungskomponenten realisiert sein können, deren Arbeitsweise ebenfalls bekannt ist.
• Die Frequenzweiche 510 arbeitet auf herkömmliche und bekannte Weise, um das Eingangssignal 501 in seine schnellen und langsamen Signalkomponenten aufzuspalten. Beispielsweise kann die Frequenzweiche 510 jede bekannte Filterungsanordnung sein, die als ein Tiefpassfilter für das Richten der langsamen Signalkomponenten, z. B. niederfrequenten Komponenten, über den Tiefpassabschnitt 511 und als ein Hochpassfilter für das Richten der schnellen Signalkomponenten, z. B. hochfrequenten Komponenten, über den Hochpassabschnitt 512 dient. Die langsamen Signalkomponenten im Tiefpassabschnitt 511 werden durch den Niederfrequenzverstärker 520 verstärkt, während die schnellen Signalkomponenten im Hochpassabschnitt 512 durch den Hochfrequenzverstärker 525 verstärkt werden. Der Schalter 530, welcher ein analoger Schalter sein kann, kann das Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers 525 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Einschwingdetektors 600 sperren. Im Allgemeinen arbeitet der Schalter 530 entweder in der offenen oder geschlossenen Stellung, wobei die geschlossene Stellung einen Schaltungspfad vervollständigt, um die schnellen (hochfrequenten) Signalkomponenten zu dem Bandaddierer 535 durchzulassen. In der offenen Stellung verhindert der Schalter 530, dass die schnellen (hochfrequenten) Signalkomponenten den Bandaddierer 535 erreichen.
• Insbesondere wird der Schalter 530 in der geschlossenen Stellung betrieben, wenn der Einschwingdetektor 600 einen Leistungseinschwingvorgang außerhalb der akzeptablen Schwellen erkennt, z. B. einen großen Leistungseinschwingvorgang, der durch ein tatsächliches Einschwingereignis verursacht wird, beispielsweise wenn optische Kanäle in das WDM-Signal eingefügt/daraus herausgenommen werden. Auf diese Weise werden sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Komponenten von dem Hochpass- und Tiefpassabschnitt 512 bzw. 511 zu dem Bandaddierer 535 durchgelassen, welcher sie vereint, um das Ausgangssignal 505 zu erzeugen. Der Schalter 530 wird in der offenen Stellung betrieben, wenn der Einschwingdetektor 600 keinen Leistungseinschwingvorgang außerhalb der akzeptablen Schwellen erkennt, wodurch die hochfrequenten Signalkomponenten des Eingangssignals 501 gesperrt werden. Folglich werden die hochfrequenten Signalkomponenten aus dem Eingangssignal 501 gefiltert, so dass der Bandaddierer 535 nur die niederfrequenten Signalkomponenten vom Tiefpassabschnitt 511 empfängt, um das Ausgangssignal 505 zu erzeugen. Das Ausgangssignal 505 würde in diesem Fall daher als eine gefilterte Variante des Eingangssignals 501 betrachtet werden. Vorteilhafterweise werden Abweichungen des Gleichstromes (DC) minimiert, wenn der Schalter 530 geöffnet bzw. geschlossen wird, weil der Gleichstrom für den Hochfrequenzverstärker 525 gesperrt ist. Das Ausgangssignal 505 von Bandaddierer 535 kann anschließend an die nachfolgende Schaltungsanordnung der Verstärkungsregelung (z. B. die Pumpregelung 427 in Fig. 4) geliefert werden, um die angemessene Regelung des optischen Verstärkers zu bewirken.
• Wie unten ausführlicher hinsichtlich Fig. 6A beschrieben wird, wird der Einschwingdetektor 600 dazu verwendet, um zwischen Leistungseinschwingvorgängen, die durch tatsächliche Einschwingereignisse verursacht werden, und schwachen Signalschwankungen, wie den Fragmenten, die mit den Leistungseinschwingvorgängen verbunden sind, zu unterscheiden, so dass die passende Filterung durch die Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite durchgeführt werden kann. Im Allgemeinen sieht der Filterungsaspekt der Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite die Bandbreitenregelung zum "Erfassen" der Leistungseinschwingvorgänge, die durch tatsächliche Einschwingereignisse verursacht werden, und zum "Ignorieren" der Fragmente von Leistungseinschwingvorgängen oder anderen ungewollten Signalschwankungen mit kleiner Signalamplitude vor, so dass die nachfolgenden Mechanismen zur optischen Verstärkerreglung angemessen geregelt werden können. Die Bandbreitenregelung wird durch Betreiben der Filterschaltung 500 mit veränderlicher Bandbreite mit höherer Bandbreite in einer ersten Betriebsart (z. B., wenn ein Einschwingereignis erkannt wird) und mit kleinerer Bandbreite in einer zweiten Betriebsart (z. B., wenn kein Einschwingereignis erkannt wird) erzielt.
• Insbesondere durch das Durchlassen sowohl der hochfrequenten als auch der niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals 501, wenn ein Einschwingereignis durch den Einschwingdetektor 600 erkannt wird, wird die Bandbreite wirksam "geöffnet", um sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Signalkomponenten des Leistungseinschwingvorganges zu erfassen. Ausreichende Bandbreite ist in diesem Fall wichtig, da der Verlauf und die Charakteristika des Leistungseinschwingvorganges in dem Signal aufrechterhalten werden müssen, so dass nachfolgende Regelentscheidungen, z. B. die Verstärkungsregelung des optischen Verstärkers, genau durchgeführt werden können. Im Gegensatz dazu wird durch Durchlassen nur der sich langsam ändernden niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals 501, wenn kein Leistungseinschwingvorgang durch den Einschwingdetektor 600 erkannt wird, die Bandbreite wirksam "geschlossen" bzw. verringert, so dass nur langsame Schwankungen im Eingangssignal 501 weitergegeben werden. Durch Sperren der hochfrequenten Komponenten des Eingangssignals 501 in diesem letzteren Fall werden alle Fragmente eines zuvor auftretenden Leistungseinschwingvorganges oder andere schwache Signalschwankungen, z. B. Rauschsignale, in der Größe im Wesentlichen ausreichend gedämpft, so dass sie das Netz nicht stören, z. B. keine unerwünschte Reaktion der Verstärkungsregelung auslösen. Zum Beispiel kann es in Abhängigkeit von den Parametern des Systementwurfes wünschenswert sein, die Fragmente von ungefähr 10% auf ungefähr 1% zu reduzieren. In beiden Fällen wird dadurch, dass die Niederfrequenzverstärkung im Wesentlichen gleich gehalten wird, unabhängig davon, ob die hochfrequenten Komponenten durchgelassen bzw. gesperrt werden, sichergestellt, dass die Abweichungen auf einem Minimum gehalten werden, wenn zwischen den verschiedenen Ausgängen hin und her geschaltet wird.
• Fig. 7 veranschaulicht weiterhin diese Aspekte der Bandbreitenregelung nach den Grundlagen der Erfindung. Eine Periode hoher Bandbreite, die als schraffierter Teil 720 gezeigt ist, tritt zum Zeitpunkt τ&sub0; auf, um die volle Größe des Leistungseinschwingvorganges 716 zu erfassen (z. B. sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Signalkomponenten). Die Periode hoher Bandbreite ist jedoch begrenzt, so dass die Fragmente 717 und 718, die in nachfolgenden Intervallen von Δτ auftreten, nicht als Einschwingereignisse erfasst werden. Folglich würde die Pumpregelung 427 (Fig. 4) oder eine andere Schaltungsanordnung der Einschwingregelung auf Leistungseinschwingvorgänge 716 von dem tatsächlichen Einschwingereignis reagieren, während die Beeinflussung durch die Fragmente 717, 718 des Leistungseinschwingvorganges nicht erheblich ist. Die Filterung der Fragmente ist ein wichtiger Vorteil der Erfindung, weil Fragmente, die sich anderweitig durch das Ringnetz bewegen würden, durch die nachfolgenden Knoten verstärkt werden könnten und schließlich unerwünschte Reaktionen in der Schaltungsanordnung der Verstärkungsregelung, der Schaltungsanordnung der Schutzschaltung und so weiter auslösen könnten.
• Obgleich in Fig. 5A nicht gezeigt, können entsprechende Verzögerungen in dem Niederfrequenzverstärker 520 bzw. anderweitig innerhalb des Tiefpassabschnittes 511 enthalten sein, um die parallele Verarbeitung der hochfrequenten und der niederfrequenten Signalkomponenten des Eingangssignals 501 zu erleichtern. Zum Beispiel könnte die Verzögerung durch den Niederfrequenzverstärker 510 derart abgeglichen werden, dass sie der Gesamtverzögerung durch den Hochfrequenzverstärker 520 und den Schalter 530 im Wesentlichen entspricht.
• Fig. 5B zeigt eine andere veranschaulichende Ausführungsform einer Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite nach den Grundlagen der Erfindung, die hier als 500' gezeigt ist. Wie gezeigt, enthält die Filterschaltung 500' mit veränderlicher Bandbreite das Verzögerungselement 560, das Signalverarbeitungselement 570, den Einschwingdetektor 900 und den analogen Schalter 580. In einer Ausführungsform ist das Verzögerungselement 560 ein analoges Verzögerungselement und das Signalverarbeitungselement 570 ein Tiefpassfilter, von denen beide unter Verwendung einer herkömmlichen Schaltungsanordnung, die dem Fachmann bekannt ist, realisiert sein können. Es sollte erwähnt werden, dass die Ausführungsformen, die hier gezeigt und beschrieben werden, als veranschaulichend und in keiner Weise einschränkend zu verstehen sind. Demgemäß werden dem Fachmann andere geeignete und bekannte Geräte und Verfahren offensichtlich sein, die entsprechend den Lehren der Erfindung ersatzweise eingesetzt werden können.
• Das Eingangssignal 501 wird dem Verzögerungselement 560, dem Signalverarbeitungselement 570 (im Folgenden Tiefpassfilter 570 in der vorliegenden Ausführungsform) und dem Einschwingdetektor 900 als Eingangssignal geliefert. Die detaillierte Arbeitsweise des Einschwingdetektors 900 wird unten mit Bezug auf Fig. 6B beschrieben. Im Allgemeinen ist die Funktion des Einschwingdetektors 900 ähnlich der für den Einschwingdetektor 600 (Fig. 5A) beschriebenen, d. h. das Unterscheiden von Leistungseinschwingvorgängen, die durch tatsächliche Einschwingereignisse von Fragmenten oder anderen ungewollten Signalschwankungen verursacht werden. In der Ausführungsform, die in Fig. 5B gezeigt ist, bestimmt der Einschwingdetektor 900, wann ein Leistungseinschwingvorgang durch ein tatsächliche s Einschwingereignis verursacht wird, und bewirkt eine entsprechende Reaktion durch den Schalter 580. Wie gezeigt, empfängt der analoge Schalter 580 eine verzögerte Variante des Eingangssignals 501, die hier als Signal 561 gezeigt ist, sowie eine verarbeitete bzw. gefilterte Variante des Eingangssignals 501, die hier als Signal 571 gezeigt ist. Die verzögerte Variante 561 des Eingangssignals 501 enthält sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Komponenten, da auf dieser Strecke keine Filterung auftritt. Im Gegensatz dazu enthält die gefilterte Variante 571 des Eingangssignals 501 aufgrund der Filterung durch das Tiefpassfilter 570 nur niederfrequente Komponenten.
• Auf Grundlage des Ausgangssignals des Einschwingdetektors 900 wählt der analoge Schalter 580 entweder die verzögerte Variante 561 des Eingangssignals 501 oder die gefilterte Variante 571 des Eingangssignals 501 in Abhängigkeit davon aus, ob der Einschwingdetektor 900 ein tatsächliches Einschwingereignis erkennt. Wie in der vorhergehenden Ausführungsform wählt der analoge Schalter 580, wenn ein Leistungseinschwingvorgang erkannt wird, die höhere Bandbreite aus, die verzögerte Variante 561 des Eingangssignals 501, so dass die volle Größe und die Charakteristika des Leistungseinschwingvorganges erfasst werden können. Im Gegensatz dazu wählt der analoge Schalter 580, wenn kein Leistungseinschwingvorgang erkannt wird, die untere Bandbreite aus, die gefilterte Variante 571 des Eingangssignals 501. Das Signal, das durch den analogen Schalter 580 ausgewählt wird, wird anschließend als Ausgangssignal 505 bereitgestellt, welches später durch die Schaltungsanordnung der Verstärkungsregelung (z. B. die Pumpregelung 427 in Fig. 4) verarbeitet wird, um eine angemessene Regelung des optischen Verstärkers zu erwirken.
• In den vorhergehenden Ausführungsformen kann entweder der analoge Schalter 530 oder 580 so konfiguriert werden, dass er einen zusätzlichen Regeleingang (nicht gezeigt) zum Empfangen eines separaten Regelsignals enthält. Beispielsweise kann nur der Regeleingang dazu verwendet werden, die Software-Regelung des Systems in einer beispielhaften Ausführungsform zu liefern. Eine derartige Software-Regelung kann für das Betreiben des analogen Schalters 530 bzw. 580 in einem speziellen Zustand während der Einschaltprozeduren, während des Testens und so weiter nützlich sein. Bei den vorhergehenden Ausführungsformen kann ein optisches Verzögerungselement (nicht gezeigt) ebenfalls zwischen dem optischen Abgriff 410 und dem optischen Verstärker 425 (Fig. 4) eingefügt sein, um einen zusätzlichen vorbestimmten Verzögerungsbetrag zu liefern und die Verarbeitungsverzögerungen in den Filterschaltungen mit veränderlicher Bandbreite 500 und 500' zu kompensieren, z. B. Verzögerungen, die mit den Einschwingdetektoren 600 und 900 (Fig. 5A and 5B) verbunden sind.
• Fig. 6A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Einschwingdetektors 600 gemäß den Grundlagen der Erfindung. Kurz gesagt: der Einschwingdetektor 600 enthält einen Verstärker mit variabler Verstärkung 610 zum Empfangen des Eingangssignals 501, einen Verstärkungsregler 611, der mit dem Verstärker mit variabler Verstärkung 610 gekoppelt ist, und einen Fensterdiskriminator 615, welcher das verstärkte Ausgangssignal 601 als ein Eingangssignal, das durch den Verstärker mit variabler Verstärkung 610 abgegeben wird, empfängt. Der Einschwingdetektor 600 enthält weiterhin einen Signalschwellenwertgenerator 627, der die Bezugsspannungsquelle 620, den Obergrenzenregler 621, den Untergrenzenregler 623 und den Pegelregler 625 zum Einrichten des oberen und des unteren Grenzwertes umfasst, um die Erkennung von Einschwingvorgängen im Eingangssignal 501 zu erleichtern.
• Das Flipflop-Element 630 und das Verzögerungselement 631 arbeiten in Verbindung mit dem Fensterdiskriminator 615, um eine angemessene Regelung über die Auswahl der Signale durch den Schalter 530 (siehe Fig. 5A) zu bewirken. Die Grundprinzipien der Arbeitsweise von Verstärkern mit variabler Verstärkung, Verstärkungsreglern (z. B. auf Operationsverstärkern basierten Schaltungen), Fensterdiskriminatoren, Spannungsgrenzwert-Reglern und Flipflops sind dem Fachmann bekannt und werden hier der Kürze wegen nicht ausführlich beschrieben. Stattdessen wird die Verwendung dieser bekannten Schaltungskomponenten hinsichtlich ihrer Funktionen beschrieben, die für die Ausübung der Erfindung von Bedeutung sind. Es sollte ebenfalls erwähnt werden, dass diese Ausführungsform nur veranschaulichend und nicht einschränkend zu verstehen ist. Als solche werden dem Fachmann verschiedene Modifikationen und Substitutionen offensichtlich sein und von den Lehren hierin mit in Betracht gezogen.
• Bei der Ausführungsform, die in Fig. 6A gezeigt ist, dienen der Obergrenzenregler 621 und der Untergrenzenregler 623 als Spannungsquellen, die von der Bezugsspannungsquelle 620 herrühren. Insbesondere wird das Ausgangssignal der Bezugsspannungsquelle 620 sowohl dem Obergrenzenregler 621 als auch dem Untergrenzenregler 623 als Eingangssignal geliefert. In Reaktion auf die Bezugsspannungsquelle 620 gibt der Obergrenzenregler 621 einen Spannungspegel aus, der einen oberen Grenzwert bzw. eine obere Schwelle 622 für das Eingangssignal 501 darstellt, während der Untergrenzenregler 623 einen Spannungspegel ausgibt, der einen unteren Grenzwert bzw. eine untere Schwelle 624 für das Eingangssignal 501 darstellt. Es sollte erwähnt werden, dass die vorgeschriebenen Werte für die obere und die untere Schwelle 622 bzw. 624 eine Frage der Entwurfsauswahl sind. Zum Beispiel könnte ein Faktor, der die Auswahl der entsprechenden Werte beeinflusst, die Anzahl der optischen Kanäle in dem WDM-System sein, weil das Einfügen/Herausnehmen von Kanälen in einem System, das eine kleinere Anzahl von Kanälen transportiert, eine größere Auswirkung als in einem System mit einer größeren Anzahl von Kanälen haben könnte, z. B. das Einfügen/Herausnehmen 1 Kanals aus einem 4-Kanal-System gegenüber dem Einfügen/Herausnehmen 1 Kanals aus einem 80-Kanal- System. Im Prinzip wird die Auswahl der entsprechenden oberen und unteren Schwelle 622 und 624 sicherstellen, dass akzeptable Schwellenwerte vorhanden sind, um Einschwingereignisse von veränderlicher Größe zu erkennen.
• Wie unten ausführlicher beschrieben wird, werden sowohl die obere als auch die untere Schwelle 622 bzw. 624 als Eingangssignale an den Fensterdiskriminator 615 geliefert. Die obere und die untere Schwelle 622 bzw. 624 werden ebenfalls als Eingangssignale an den Pegelregler 625 geliefert, welcher ein Ausgangssignal 626 abgibt, dessen Spannung zwischen den Ausgangssignalen des Obergrenzen- und des Untergrenzenreglers 621 bzw. 623 begrenzt ist. Das Ausgangssignal 626 ist mit dem Verstärkungsregler 611 gekoppelt, welcher verwendet wird, um die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung 610 zu regeln.
• Wenn sich das Eingangssignal 501 nicht ändert, reagiert der Verstärker mit variabler Verstärkung 610 auf den Verstärkungsregler 611 und arbeitet bei einer derartigen Verstärkung, dass sein Ausgangssignal 601 gleich dem Ausgangssignal 626 ist, dessen Spannung zwischen der oberen und der unteren Schwelle 622 bzw. 624 begrenzt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Verstärkungsregler 611 einen Operationsverstärker umfassen, der durch ein entsprechendes Widerstandselement bzw. entsprechende Widerstandselemente zwischen den Pegelregler 625 und den Verstärker 610 mit variabler Verstärkung gekoppelt ist. Andere Realisierungen der Verstärkungsregelung werden dem Fachmann offensichtlich sein.
• Wie in Fig. 6A gezeigt, empfängt der Fensterdiskriminator 615 drei Eingangssignale, wobei es sich um den oberen Schwellenspannungspegel 622, den unteren Schwellenspannungspegel 624 und das Ausgangssignal 601 des Verstärkers mit variabler Verstärkung handelt. Nach den bekannten Prinzipien der Arbeitsweise bestimmt der Fensterdiskriminator 615, ob das Ausgangssignal 601 innerhalb des oberen und des unteren Schwellenspannungspegels 622 und 624 bleibt, und erzeugt ein resultierendes logisches Ausgangssignal an das Flipflop-Element 630. Wenn sich das Eingangssignal 501 nicht ändert, würde der Fensterdiskriminator 615 anzeigen, dass das Ausgangssignal 601 innerhalb der oberen und der unteren Schwelle 622 und 624 (z. B. kein Einschwingereignis) liegt, weil das Ausgangssignal 601 in diesem Fall gleich dem Ausgangssignal 626 vom Pegelregler 625 wäre. Wenn sich das Eingangssignal 501 ändert, wird die Arbeitsweise des Einschwingdetektors 600 im Hinblick auf die folgenden zwei Beispiele besser verstanden werden.
BEISPIEL 1
• Bei einer plötzlichen großen Änderung des Eingangssignals 501 ändert sich das Ausgangssignal 601 des Verstärkers mit variabler Verstärkung 610, um dem Eingangssignal 501 aufgrund der typischen Arbeitskennlinie eines Verstärkers mit variabler Verstärkung zu folgen. Als solches wird das Ausgangssignal 601 nun außerhalb der Grenzwerte liegen, die durch die obere und die untere Schwelle 622 und 624 festgelegt werden, d. h. entweder liegt es über der oberen Schwelle 622 oder unter der unteren Schwelle 624, wie durch den Fensterdiskriminator 615 nach den bekannten Prinzipien der Arbeitsweise ermittelt wird. Wenn das Ausgangssignal 601 außerhalb der Grenzwerte liegt, die durch die obere und die untere Schwelle 622 und 624 gesetzt werden, d. h. ein Einschwingereignis anzeigt, wird das logische Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 615 anschließend das Flipflop- Element 630 antreiben, welches seinerseits den Schalter 530 antreibt. Wie zuvor beschrieben, wird der Schalter 530 sowohl die hochfrequenten als auch die niederfrequenten Komponenten des Eingangssignals 501 zu dem Bandaddierer 535 (Fig. 5A) durchlassen. Auf diese Weise wird die Bandbreite wirksam "geöffnet", so dass die volle Größe, der Verlauf usw. des Leistungseinschwingvorganges im Eingangssignal 501 für die nachfolgende Verarbeitung der Verstärkungsregelung erfasst werden können.
• Wie gezeigt, wird das Ausgangssignal vom Fensterdiskriminator 615 ebenfalls an das Verzögerungselement 631 geliefert, welches weiterhin mit dem Flipflop- Element 630 gekoppelt ist. Das Flipflop-Element 630 wird daher automatisch im Anschluss an die von dem Verzögerungselement 631 gelieferte Verzögerung zurückgesetzt. Das Zurücksetzen des Flipflop-Elements 630 nach der Verzögerung veranlasst seinerseits den Schalter 530 dazu, die Zustände zu ändern, die Bandbreite wirksam zu "schließen" und die hochfrequenten Komponenten zu sperren, so wie zuvor für Fig. 5A beschrieben wurde. Der Betrag der Verzögerung, die durch das Verzögerungselement 631 geliefert wird, hängt von der Entwurfsauswahl ab und ist z. B. idealerweise kleiner als ein Umlauf durch ein WDM- Ringnetz.
• Der Verstärkungsregler 611 gleicht die Verstärkung des Verstärkers mit variabler Verstärkung 610 mit einer Zeitkonstante τ ab. Nach mehreren Zeitkonstanten wird das Ausgangssignal 601 wieder gleich dem Ausgangssignal 626 sein (abgegeben durch den Pegelregler 625), welches durch den Fensterdiskriminator 615 erfasst wird. Es sollte erwähnt werden, dass diese Zeitkonstante viel kleiner als der Betrag der Verzögerung ist, die mit dem Verzögerungselement 631 verbunden ist.
BEISPIEL 2
• In diesem Beispiel wird die Änderung des Eingangssignals 501 als etwas kleiner angenommen, so dass das Ausgangssignal 601 vom Verstärker 610 mit variabler Verstärkung die obere und die untere Schwelle 622 bzw. 624 nicht übersteigt bzw. nicht darunter absinkt. In diesem Fall wird das logische Ausgangssignal des Fensterdiskriminators 615 das Flipflop-Element 630 nicht ansteuern. Alle anderen Schaltungen werden so arbeiten, wie in dem vorhergehenden Beispiel beschrieben.
• Fig. 6B zeigt eine andere veranschaulichende Ausführungsform eines Einschwingdetektors gemäß den Grundlagen der Erfindung, der hier als Einschwingdetektor 900 gezeigt ist. Kurz gesagt enthält der Einschwingdetektor 900 zwei parallele Schaltungspfade, wobei jeder Pfad eine der Abtast- und Halteschaltungen 930 und 935, zwei der Multiplikationsverstärker 940, 945, 950 und 955 und einen der Fensterkomparatoren 960 und 965 enthält. Wie ausführlicher unten beschrieben wird, unterstützen die zwei parallelen Schaltungspfade die gleichen Verarbeitungsfunktionen, mit der Ausnahme, dass die Verarbeitung in einem der Schaltungspfade im Vergleich zu dem anderen Schaltungspfad verzögert wird. Der Abtastgenerator 910 und das Abtastverzögerungselement 920 geben gemäß bekannten Prinzipien der Arbeitsweise Impulse und verzögerte Impulse an die entsprechenden Abtast- und Halteschaltungen 930 und 935 ab. Der Einschwingdetektor 900 enthält weiterhin ein logisches ODER-Element 970 zum Empfangen der logischen Eingangssignale von den Fensterkomparatoren 960 und 965, das logische Flipflop-Element 975 zum Empfangen des Ausgangssignals vom logischen ODER-Element 970 und das Verzögerungselement 980, deren Arbeitsweise unten ausführlicher beschrieben wird. Die Schaltungsanordnung und die Arbeitsweise der Abtast- und Halteschaltungen, der Multiplikationsverstärker, der Fensterkomparatoren, der logischen ODER-Elemente und der Flipflops sind dem Fachmann bekannt und werden hier der Kürze wegen nicht ausführlich beschrieben. Es sollte ebenfalls erwähnt werden, dass diese Ausführungsform als veranschaulichend und in keiner Weise einschränkend zu verstehen ist.
• Im Betrieb generiert der Abtastgenerator 910 eine kontinuierliche Reihe von Impulsen an die Abtast- und Halteschaltung 930. Wenn einer dieser Impulse an der Abtast- und Halteschaltung 930 ankommt, wird der Istwert des Eingangssignals 501 bis zum nächsten Abtastimpuls konstant gehalten und an jeden der Multiplikationsverstärker 940 und 950 geliefert. Der Multiplikationsverstärker 940 multipliziert den Istwert des Eingangssignals 501 mit einem vorgegebenen Multiplikationswert (A) 942, um einen oberen Schwellenwert 941 zu erzeugen. Dieser obere Schwellenwert 941 stellt eine obere Schwelle für die Änderungen des Eingangssignals 501 dar. Bei einer Ausführungsform weist der Multiplikationswert (A) 942 einen Wert größer als 1 auf. Analog multipliziert der Multiplikationsverstärker 950 den Istwert des Eingangssignals 501 mit einem vorgegebenen Multiplikationswert (B) 952, um einen unteren Schwellenwert 951 zu erzeugen. Als solcher stellt dieser untere Schwellenwert 951 eine untere Schwelle für die Änderungen des Eingangssignals 501 dar. Bei einer Ausführungsform weist der Multiplikationswert (B) 952 einen Wert kleiner als 1 auf.
• Hinsichtlich der Ausführungsform, die in Fig. 6A gezeigt und beschrieben ist, sollte erwähnt werden, dass die vorgegebenen Werte für die Multiplikationswerte (A und B) 942 und 952 von der Entwurfsauswahl und von den oben erwähnten Faktoren abhängig sind, z. B. der Anzahl der optischen Kanäle in dem WDM-System und so weiter.
• Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform, die in Fig. 6B gezeigt ist, empfängt der Fensterkomparator 960 drei Eingangssignale, wobei es sich um das Eingangssignal 501, den oberen Schwellenwert 941 und den unteren Schwellenwert 951 handelt. Während sich das Eingangssignal 501 ständig ändern kann, ändern sich der obere und der untere Schwellenwert 941 and 951 nur, wenn ein neuer Abtastimpuls an der Abtast- und Halteschaltung 930 ankommt. Wenn sich der Wert des Eingangssignals 501 außerhalb der Grenzwerte bewegt, die durch den oberen und den unteren Schwellenwert 941 und 951 festgelegt werden, leitet das Ausgangssignal des Fensterkomparators 960 diese Information als ein logisches Eingangssignal an das logische ODER-Element 970 weiter. Folglich aktiviert das Ausgangssignal des logischen ODER-Elementes 970 das Flipflop-Element 975, wenn sich das Eingangssignal 501 in einen Wert ändert, der außerhalb der Grenzwerte liegt, die durch den oberen und den unteren Schwellenwert 941 und 951 festgelegt werden, d. h. ein Einschwingereignis anzeigt. Das Ausgangssignal des Flipflop-Elementes 975 aktiviert den analogen Schalter 580 (Fig. 5B), wodurch die Bandbreite für eine Periode geöffnet wird, die sich über die Dauer des anfänglichen Einschwingvorganges erstreckt, aber kürzer als der Zeitraum ist, den die Fragmente benötigen, um sich durch den Ring zu bewegen, z. B. Δτ (siehe Fig. 3 und 7).
• Wie gezeigt, empfängt das Flipflop-Element 975 Eingangssignale von dem logischen ODER-Element 970 und dem Verzögerungselement 980 und liefert ein Ausgangssignal an den analogen Schalter 580 (Fig. 5B). Das Flipflop-Element 975 wird automatisch im Anschluss an eine durch das Verzögerungselement 980 bestimmte Verzögerung zurückgesetzt. Wieder ist der Betrag der Verzögerung, die durch das Verzögerungselement 980 bereitgestellt wird, abhängig von der Entwurfsauswahl, z. B. idealerweise kleiner als ein Umlauf durch ein WDM- Ringnetz.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden der parallele Schaltungspfad, einschließlich der Abtast- und Halteschaltung 935, die Multiplikationsverstärker 945 und 955 und der Fensterkomparator 965 dazu verwendet, sicherzustellen, dass kein Einschwingereignis versäumt wird. Zum Beispiel könnte ein Einschwingereignis versäumt werden, wenn sich das Eingangssignal 501 (d. h. das Einschwingereignis) genau zu dem Zeitpunkt ändert, wenn der Abtastimpuls einen neuen oberen und unteren Schwellenwert 941 und 951 auswählt. Im Betrieb führen die Abtast- und Halteschaltung 935, die Multiplikationsverstärker 945 und 955, die Multiplikationswerte (C und D) 947 und 957, der obere und der untere Schwellenwert 946 und 956 und der Fensterkomparator 965 Funktionen aus, die ähnlich den oben beschriebenen sind und der Kürze wegen hier nicht wiederholt werden. Weil der Abtastimpuls für diesen parallelen Schaltungspfad durch die Abtastverzögerung 920 verzögert wird, ändern sich die Grenzwerte, die durch den oberen und den unteren Schwellenwert 946 und 956 für den Fensterkomparator 965 festgelegt werden, zu einem anderen Zeitpunkt als die Grenzwerte, die durch den oberen und den unteren Schwellenwert 941 und 951 für den Fensterkomparator 960 festgelegt werden. Folglich werden durch das Einfügen des zweiten parallelen Schaltungspfades und die logische "ODER"-Verknüpfung der Ausgangssignale jedes Pfades daher alle Einschwingereignisse ungeachtet der Zeiteinstellung erkannt, da sich der obere und der untere Schwellenwert 941 und 951 nicht zur selben Zeit wie der obere und der untere Schwellenwert 946 und 956 ändern werden.
• Fig. 7 zeigt die Charakteristika eines Signals nach der Verarbeitung durch entweder die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite 500 (Fig. 5A) oder 500' (Fig. 5B) gemäß den Grundlagen der Erfindung (als Vergleich das unverarbeitete Signal in Fig. 3). Wie in Fig. 7 gezeigt, tritt der Leistungseinschwingvorgang zum Zeitpunkt τ&sub0; auf, wenn ein Signal als Reaktion auf ein spezielles Ereignis bzw. eine spezielle Bedingung von einem ersten Leistungspegel 715 auf einen zweiten Leistungspegel 716 abfällt. Dieser Leistungseinschwingvorgang entspricht daher dem anfänglichen Einschwingereignis. Da die Dauer der maximalen Bandbreite (schraffierter Teil 720) nur um den Zeitpunkt τ&sub0; auftritt, wenn das Einschwingereignis auftritt, werden die Fragmente 717 und 718 daher gemäß den Grundlagen der Erfindung im Wesentlichen herausgefiltert.
• Wie zuvor beschrieben, stellt die Filterung, die gemäß den Grundlagen der Erfindung durchgeführt wird, sicher, dass die Bandbreite zum Zeitpunkt τ&sub0; "geöffnet" wird, um die volle Größe, den Verlauf usw. des Leistungseinschwingvorganges zu erfassen, aber nach dem Zeitpunkt τ&sub0; "geschlossen" wird, so dass die Fragmente 717 und 718 herausgefiltert, reduziert bzw. in der Größe im Wesentlichen ausreichend unterdrückt werden, so dass sie die Übertragung in dem Ringnetz nicht stören. In der Tat werden die Fragmente 717 und 718 allmählich schwächer, während sie sich durch den Ring bewegen, weil sie nicht länger stark genug dafür sind, ein Einschwingereignis an den nachfolgenden Knoten auszulösen, welches sonst zur unerwünschten Verstärkung der Fragmente führen würde. Demgemäß empfängt die Pumpregelung 427 (Fig. 4) ein Signal, das die Charakteristika, wie in Fig. 7 gezeigt, aufweist, d. h. die Erhaltung des Leistungseinschwingvorganges und reduzierte Fragmente. Die entsprechende Verstärkungsregelung kann anschließend für den optischen Verstärker 425 als Reaktion auf den Leistungseinschwingvorgang ausgeführt werden, während ungewollte bzw. unerwünschte Reaktionen auf Fragmente bzw. sonstiges Rauschen in dem Signal im Wesentlichen verringert werden.
• Andere Veränderungen bzw. Modifikationen an den Ausführungsformen, die hier gezeigt und beschrieben sind, werden dem Fachmann entsprechend den Lehren der Erfindung offensichtlich sein. Zum Beispiel könnte die Regelung der Bandbreite (d. h. das Öffnen und das Schließen), die durch den analogen Schalter 580 und das Tiefpassfilter 570 (Fig. 5B) durchgeführt wird, von einer Abtast- und Halteschaltung (nicht gezeigt) durchgeführt werden. Zum Beispiel würde die Abtast- und Halteschaltung während des schraffierten Intervalles 720 im Gleichlauf sein (siehe Fig. 7) und sich in einem Haltemuster am Ende des Intervalles befinden. Auf diese Weise würde das Eingangssignal 501 immer aktualisiert werden, wenn ein Einschwingvorgang auftritt. Die periodischen Aktualisierungen könnten ebenfalls zu Zeiten folgen, die Δτ bei weitem übersteigen, d. h. die Zeit, in der ein Fragment sich vollständig durch den Ring bewegt. In diesem Fall würde der Einschwingdetektor 900 das Flipflop-Element 975 und die zugeordnete Schaltungsanordnung nicht benötigen. Ein optisches Verzögerungselement (nicht gezeigt), das in dem Übertragungsweg angeordnet ist, würde es dem Regelsignal ebenfalls erlauben, sich zur selben Zeit zu ändern, zu der sich die Anzahl der Kanäle ändert, d. h. beim Einschwingereignis.
• Kompandierungsverstärker könnten ebenfalls verwendet werden, wenn die nichtlineare Erkennung von Einschwingvorgängen gewünscht ist. In solchen Fällen könnte das System zum Beispiel empfindlicher für Leistungsverluste statt Leistungszunahmen gemacht werden. Ein abstimmbares Filter (nicht gezeigt) könnte gemäß den Grundlagen der Erfindung ebenfalls verwendet werden. In diesem Fall würde ein wichtiger Entwurfsfaktor die Empfindlichkeitscharakteristika des abstimmbaren Filters zum Ändern der Bandbreite betreffen. Zum Beispiel sollte das abstimmbare Filter idealerweise derart arbeiten, dass die Bandbreite in kürzerer Zeit, als ein Leistungseinschwingvorgang braucht, um den Ausgang auf inakzeptable Pegel anzusteuern, bis auf einen maximalen Wert erhöht, d. h. geöffnet werden kann.
• Außerdem können abhängig von der Entwurfsauswahl dahingehend Kompromisse gemacht werden, ob die Schaltungsanordnung auf prozentuale Änderungen bzw. absolute Änderungen reagiert, die beide zu unterschiedlichen Beträgen der Regelaktivität führen.
• Das Vorhergehende ist lediglich veranschaulichend für die Grundlagen der Erfindung. Der Fachmann ist in der Lage, zahlreiche Anordnungen zu konstruieren, welche, obgleich hier nicht explizit gezeigt bzw. beschrieben, die Erfindung dennoch entsprechend der Definition in den Ansprüchen ausführen. Zum Beispiel können die Grundlagen der Erfindung, obgleich die veranschaulichenden Ausführungsformen im Zusammenhang mit der Regelung optischer Verstärker in WDM-Ringnetzen beschrieben wurden, bei jedem Regelsystem verwendet werden, in welchem eine gewünschte Reaktion auf große Signale mit dem Erfordernis einhergeht, unerwünschte Reaktionen auf kleine Signalschwankungen zu begrenzen bzw. zu unterdrücken.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Regeln der Reaktion auf Leistungseinschwingvorgänge in einem optisch verstärkten, im Weiteren als WDM-Ringnetz (100) bezeichneten wellenlängengemultiplexten Netz wobei die Vorrichtung umfasst:

eine Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite (500, 500'), die in einer ersten Betriebsart betrieben werden kann, um einen Leistungseinschwingvorgang durchzulassen, der in einem WDM- Signal auftritt, wobei der Leistungseinschwingvorgang auf eine Änderung der Signalleistung hinweist, die einem Einschwingereignis entspricht, und weiterhin in einer zweiten Betriebsart betrieben werden kann, um schwache Signalschwankungen des Leistungseinschwingvorganges in dem WDM-Signal im Wesentlichen zu unterdrücken, die sich durch das WDM-Ringnetz (100) ausbreiten,

wobei der Leistungseinschwingvorgang in einer ersten Zeitperiode auftritt und die schwachen Signalschwankungen des Leistungseinschwingvorganges in einem oder mehreren nachfolgenden Zeitintervallen nach der ersten Zeitperiode im Wesentlichen unterdrückt werden, und wobei das eine oder die mehreren nachfolgenden Zeitintervalle im Wesentlichen einer angenäherten Umlaufzeit für die schwachen Signalschwankungen entsprechen, um sich durch das WDM-Ringnetz (100) auszubreiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Einschwingereignis ein Ereignis ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die das Einfügen optischer Kanäle, das Herausnehmen optischer Kanäle, eine Netzrekonfiguration, ein Ausfallereignis und eine Wiederherstellung aus einem Ausfallereignis beinhaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Einschwingereignis dem Einfügen bzw. Herausnehmen eines oder mehrerer der Vielzahl optischer Kanäle in dem optischen WDM-Signal entspricht, derart, dass ein Leistungseinschwingvorgang in der optischen Signalleistung eines oder mehrerer der weiterbestehenden optischen Kanäle auftritt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die schwachen Signalschwankungen ein oder mehrere Fragmente des Leistungseinschwingvorganges einschließen, die anschließend an das Einschwingereignis auftreten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite (500, 500') in einer ersten vorgeschriebenen Bandbreite während der ersten Zeitperiode arbeitet, um den Leistungseinschwingvorgang durchzulassen, wenn das Einschwingereignis auftritt, und außerdem in einer zweiten vorgeschriebenen Bandbreite arbeitet, die kleiner als die erste vorgeschriebene Bandbreite während des einen oder der mehreren nachfolgenden Zeitintervalle ist, um das eine oder die mehreren Fragmente des Leistungseinschwingvorganges im Wesentlichen zu unterdrücken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite (500, 500') ein Eingangssignal (510) empfängt, das hochfrequente Signalkomponenten und niederfrequente Signalkomponenten aufweist, und wobei die erste vorgeschriebene Bandbreite ausreichend ist, um sowohl die hochfrequenten Signalkomponenten als auch die niederfrequenten Signalkomponenten durchzulassen, und wobei die zweite vorgeschriebene Bandbreite ausreichend ist, um nur die niederfrequenten Signalkomponenten durchzulassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Eingangssignal (501) ein elektrisches Signal ist, das auf die Signalleistung in einem entsprechenden optischen Signal hinweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite (500) umfasst:

eine Frequenzweiche (510) zum Trennen des Eingangssignals in die niederfrequenten Signalkomponenten und die hochfrequenten Signalkomponenten;

einen Niederfrequenzverstärker (520), der mit der Frequenzweiche (510) in einem ersten Übertragungsweg (511) gekoppelt ist, um die niederfrequenten Signalkomponenten zu empfangen;

einen Hochfrequenzverstärker (525), der mit der Frequenzweiche (510) in einem zweiten Übertragungsweg (512) gekoppelt ist, um die hochfrequenten Signalkomponenten zu empfangen; und

einen Schalter (530), der mit dem Hochfrequenzverstärker (525) in dem zweiten Übertragungsweg (512) gekoppelt ist; wobei der Schalter (530) zum Sperren der hochfrequenten Signalkomponenten als Reaktion auf die Erkennung des Leistungseinschwingvorganges in der Lage ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend:

einen Einschwingdetektor (600, 900) zum Erkennen des Leistungseinschwingvorganges in dem Eingangssignal; und

einen Bandaddierer (535) zum Vereinen der Signalkomponenten aus dem ersten (511) und dem zweiten (512) Übertragungsweg, um ein Ausgangssignal (505) zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Einschwingdetektor (600) umfasst:

einen Verstärker mit variabler Verstärkung (610) zum Empfangen des Eingangssignals und Bereitstellen eines verstärkten Ausgangssignals;

einen Signalschwellenwertgenerator (627) zum Erzeugen eines ersten (622) und zweiten (624) Schwellenwertes, die mit dem Eingangssignal verbunden sind, wobei der erste Schwellenwert (622) größer als der zweite Schwellenwert (624) ist, derart, dass der erste Schwellenwert (622) eine obere Schwelle für das Eingangssignal und der zweite Schwellenwert (624) eine untere Schwelle für das Eingangssignal darstellt; und

einen Fensterdiskriminator (615), der mit dem Signalschwellenwertgenerator (627) und dem Verstärker mit variabler Verstärkung (610) gekoppelt ist, wobei der Fensterdiskriminator (615) betrieben werden kann, um den Wert des verstärkten Ausgangssignals (601) mit dem ersten (622) und dem zweiten (624) Schwellenwert zu vergleichen und ein resultierendes logisches Ausgangssignal zu erzeugen, wobei das logische Ausgangssignal einen Hinweis auf die Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Einschwingereignisses liefern kann ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Signalschwellenwertgenerator (627) folgendes enthält:

eine Bezugsspannungsquelle (620);

einen Obergrenzenregler (621), der auf die Bezugsspannungsquelle (620) reagiert, zum Generieren des ersten Schwellenwertes (622);

einen Untergrenzenregler (623), der auf die Bezugsspannungsquelle (620) reagiert, zum Generieren des zweiten Schwellenwertes (624); und

einen Pegelregler (625), der auf den Obergrenzenregler (621) und den Untergrenzenregler (623) reagiert, zum Generieren eines Ausgangssignals (626), dessen Spannung durch den ersten (622) und den zweiten (624) Schwellenwert begrenzt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Filterschaltung mit veränderlicher Bandbreite (500') folgendes umfasst:

ein Verzögerungselement (560) zum Empfangen des Eingangssignals (501);

ein Tiefpassfilter (570) zum Empfangen des Eingangssignals (501) und Abgeben einer gefilterten Variante (571) des Eingangssignals (501), das die niederfrequenten Signalkomponenten umfasst;

einen Einschwingdetektor (900) zum Empfangen des Eingangssignals (501) und Erkennen eines Leistungseinschwingvorganges, der durch ein Einschwingereignis verursacht wird; und

einen Schalter (580), der mit dem Verzögerungselement (560) und dem Tiefpassfilter (570) gekoppelt ist, wobei der Schalter (580) betrieben werden kann, um die verzögerte Variante (561) des Eingangssignals (501) als Reaktion auf die Erkennung des Einschwingereignisses auszuwählen, und der in Abwesenheit eines Einschwingereignisses betrieben werden kann, um die gefilterte Variante (571) des Eingangssignals (501) auszuwählen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Einschwingdetektor (900) eine erste Erkennungsschaltung enthält, umfassend:

eine erste Abtast- und Halteschaltung (930) zum Empfangen und Verarbeiten des Eingangssignals (501);

einen ersten (940) und einen zweiten (950) Multiplikationsverstärker, der jeweils mit einem Ausgang der ersten Abtast- und Halteschaltung (930) gekoppelt ist, wobei der erste Multiplikationsverstärker (940) betrieben werden kann, um einen ersten Schwellenwert (941) zu erzeugen, der mit dem Eingangssignal (501) verbunden ist, und der zweite Multiplikationsverstärker (950) betrieben werden kann, um einen zweiten Schwellenwert (951) zu erzeugen, der mit dem Eingangssignal (501) verbunden ist, wobei der erste Schwellenwert (941) größer als der zweite Schwellenwert (951) ist, derart, dass der erste Schwellenwert (941) eine obere Schwelle für das Eingangssignal (501) darstellt und der zweite Schwellenwert (951) eine untere Schwelle für das Eingangssignal (501) darstellt; und

einen ersten Fensterkomparator (960), der mit einem Ausgang jeweils des ersten (940) und des zweiten (950) Multiplikationsverstärkers und mit dem Eingangssignal (501) gekoppelt ist, wobei der Fensterkomparator (960) betrieben werden kann, um den Wert des Eingangssignals (501) mit dem ersten (941) und dem zweiten (951) Schwellenwert zu vergleichen und ein resultierendes logisches Ausgangssignal zu erzeugen, wobei das logische Ausgangssignal einen Hinweis auf die Anwesenheit bzw. die Abwesenheit eines Einschwingereignisses liefern kann ist.