DE69722291T2

DE69722291T2 - Optisches nachrichtensystem

Info

Publication number: DE69722291T2
Application number: DE69722291T
Authority: DE
Inventors: Naomasa Nakahara-ku Shimojoh; Takafumi Nakahara-ku Terahara; Terumi Nakahara-ku Chikama
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-03-08
Also published as: US6344914B1; US20020033995A1; DE69722291D1; EP0794599A2; JP3556379B2; JPH09244079A; EP0794599B1; US6807376B2; EP0794599A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Kommunikationssystem, umfassend einen optischen Verstärker und einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren der Verstärkung des optischen Verstärkers. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Verstärkungsentzerrer, der eine Vielzahl von optischen Filtern mit Transparenzcharakteristika inkludiert, die durch periodische Wellenformen mit unterschiedlichen Perioden dargestellt werden.
1 der begleitenden Zeichnungen ist ein Diagramm, das ein konventionelles optisches Kommunikationssystem veranschaulicht, welches Wellenlängenmultiplex (wavelength division multiplexing, WDM) verwendet, um die Sendekapazität des Systems zu erhöhen. Bezugnehmend nun auf 1 erzeugen eine Vielzahl von optischen Sendestationen (OS) 1000#1 bis 1000#n individuelle Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen von jeweils λ1 bis λn, wobei n eine ganze Zahl ist. Die individuellen Signale werden einem Multiplexer (MUX) 1002 bereitgestellt, der die individuellen Signale gemeinsam in ein einzelnes WDM-Signal multiplext, das einer Sendeleitung 1004 bereitgestellt wird. Sendeleitung 1004 ist häufig eine einzelne optische Faser.
Das WDM-Signal breitet sich durch Sendeleitung 1004 aus und wird durch einen Demultiplexer (DEMUX) 1006 empfangen. Demultiplexer 1006 demultiplext das WDM-Signallicht zurück in individuelle Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen von jeweils λ1 bis λn. Jedes individuelle Signal wird dann einer entsprechenden optischen Empfangsstation (OR) 1008#1 bis 1008#n bereitgestellt.
Wenn Sendeleitung 1004 relativ lang ist (d. h. das WDM-Signal ist über eine lange Strecke zu senden), müssen eine Vielzahl von Zwischenverstärkern (repeater) 1012 in Sendeleitung 1004 eingefügt werden, um das WDM-Signal zu verstärken, während sich das WDM-Signal durch Sendeleitung 1004 bewegt. Ein Zwischenverstärker wird typischerweise als ein "Unterseeboot"-Zwischenverstärker bezeichnet, wenn er zur Verwendung unter Wasser in einer Sendeleitung dient, die sich z. B. zwischen Kontinenten erstreckt.
Jeder Zwischenverstärker 1012 inkludiert typischerweise einen optischen Verstärker 1014, der häufig ein Verstärker einer mit Erbium dotierten Faser (erbium-doped fiber amplifier, EDFA) ist, um das WDM-Signal zu verstärken. Gewöhnlich verwendet ein EDFA eine mit Erbium dotierte Faser (erbium-doped fiber, EDF) als ein Verstärkungsmedium. Während sich das WDM-Signal durch die EDF bewegt, wird der EDF Pumpenlicht von einer Pumpenlichtquelle (nicht dargestellt) bereitgestellt, sodass das Pumpenlicht mit dem WDM-Signal interagiert und es dadurch verstärkt.
Ein EDFA hat Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika basierend auf der Zusammensetzung eines Optikfaserbasismaterials, das verwendet wird, um die EDF herzustellen. Diese Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika sind in einem Wellenlängenband von 1,5 bis 1,6 μm, dem Band, das allgemein für eine optische Sendung über eine lange Strecke verwendet wird, nicht vollkommen flach. Deshalb erfährt ein EDFA typischerweise eine unerwünschte "Verstärkungsneigung", wo die individuellen Signale in dem WDM-Signal mit unterschiedlichen Verstärkungen in Abhängigkeit von der Leistung des Pumpenlichts verstärkt werden. Wenn z. B. die Leistung des Pumpenlichts relativ hoch ist, kann der EDFA eine negative Verstärkungsneigung erzeugen, wo höhere Wellenlängenkomponenten in dem WDM-Signal weniger als niedrigere Wellenlängenkomponenten in dem WDM-Signal verstärkt werden. Wenn die Leistung des Pumpenlichts relativ gering ist, kann der EDFA ähnlich eine positive Verstärkungsneigung erzeugen, wo höhere Wellenlängenkomponenten in dem WDM-Signal mehr als niedrigere Wellenlängenkomponenten in dem WDM-Signal verstärkt werden. Somit kann die Verstärkungsneigung eines EDFA nicht flach sein.
Wenn sich eine Sendeleitung über eine relativ lange Strecke erstreckt (wie etwa z. B. zwischen Kontinenten), ist es gewöhnlich notwendig, Dutzende von Stufen von Unterseeboot-Zwischenverstärkern in Reihe in die Sendeleitung einzufügen. Deshalb wird das WDM-Signal durch Dutzende von Stufen von optischen Verstärkern in Reihe verstärkt. Wenn ein WDM-Signal durch Dutzende von Stufen von optischen Verstärkern gesendet wird, wird der kumulative Effekt einer Verstärkungsneigung in den optischen Verstärkern unglücklicherweise Dispersion von optischen Signal-Rausch-Verhältnissen (signal-to-noiseratios, SNRs) der individuellen Signale in dem WDM-Signal verursachen. Eine derartige Dispersion wird zu einem geringen optischen SNR führen, welches in jedem nachfolgenden Zwischenverstärker weiter verschlechtert wird.
Z. B. ist 2(A) eine Grafik, die eine Optikspektrumwellenform veranschaulicht, wo ein WDM-Signal konventionell durch zehn (10) Zwischenverstärker in Reihe gesendet wird, und 2(B) ist eine Grafik, die eine Optikspektrumwellenform veranschaulicht, wo ein WDM-Signal konventionell durch sechzig (60) Zwischenverstärker in Reihe gesendet wird. In beiden Fällen wird eine Al-Niederdichten- (weniger als 1 Wt%) EDF verwendet, und das WDM-Signal inkludiert vier individuelle Signale, die bei unterschiedlichen Wellenlängen zusammen multiplext sind.
Wie in 2(A) gezeigt wird, ist in dem Fall von zehn (10) Zwischenverstärkern in Reihe die Dispersion eines optischen SNR relativ klein. Wie jedoch in 2(B) gezeigt wird, ist in dem Fall von sechzig (60) Zwischenverstärkern in Reihe die Dispersion eines optischen SNR erhöht und führt dadurch zu individuellen Signalen mit einem unzureichenden optischen SNR.
Es wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um die Dispersion eines optischen SNR zu kompensieren, wenn eine große Anzahl von Zwischenverstärkern in eine Sendeleitung eingefügt werden. Z. B, ist ein derartiges vorgeschlagenes Verfahren, eine Al-Niederdichten- (weniger als 1 Wt%) EDF und einen Fabry-Perot-Etalon-Optikfilter als einen Verstärkungsentzerrer zu verwenden. Siehe Takeda et al, "Gain equalization of Er-doped fiber amplifier using etalon filter", eine Veröffentlichung der autumn communication society durch das Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1995, B-759.
Ein zweites vorgeschlagenes Verfahren erlaubt die Sendung von zwanzig (20) Wellen in einem Pfad mit 6300 km unter Verwendung einer Al-Niederdichten-EDF und eines Fasergitterfilters als einen Verstärkungsentzerrer. Siehe z. B. N. S. Bergano et al, "100/Gb/s WDM Transmission of Twenty 5Gb/s NRZ Data Channels Over Transoceanic Distances Using a Gain Flattened Amplifier Chain", Th. A. 3. 1., ECOC'95.
Ein drittes vorgeschlagenes Verfahren ist es, einen Verstärkungsentzerrer eines Mach-Zehnder-Typs mit einem Al-Niederdichten-Optikverstärker zu verwenden. Siehe Kazuhiro Oda et al, "16-Channel × 10-Gbit/s Optical FDM Transmission Over a 1000 km Conventional Single-Mode Fiber Employing Dispersion- Compensating Fiber and Gain Equalization", OFC'95, PD22-1 bis PD-22-5.
In jedem der oben beschriebenen vorgeschlagenen Verfahren hat ein Verstärkungsentzerrer allgemein Umkehrsendecharakteristika in Bezug auf die Verstärkercharakteristika eines EDFA. Somit kompensiert der Verstärkungsentzerrer die Verstärkercharakteristika, um eine flachere Verstärkerverstärkung in einem engen Band zu erzeugen, wobei dadurch ein flaches Sendeband erhalten und Dispersion eines optischen SNR verringert werden. Das WDM-Signal wird in dem engen Band gesendet.
Im allgemeinen wird das enge Band als ein 10-nm-Band von 1550 bis 1560 nm eingerichtet. Das enge Band ist in einer Größe begrenzt, da im allgemeinen die oben beschriebenen vorgeschlagenen Verfahren nur die Verstärkung eines EDFA um eine einzelne Verstärkungsspitze herum in den Verstärkungscharakteristika des EDFA oder entlang eines kleinen Abschnitts von positiven oder negativen Verstärkungsneigungen der Verstärkungscharakteristika des EDFA kompensieren können. Deshalb ist das enge Band, das durch die oben beschriebenen vorgeschlagenen Verfahren erlaubt wird, zu eng, um ein WDM-Signal zu senden, welches eine relativ große Anzahl von individuellen Signallichtern inkludiert.
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Verstärkungsentzerrer vorzusehen, der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines EDFA über ein relativ großes Band ausreichend abflachen wird, wenn Dutzende von Zwischenverstärkern in Reihe verbunden sind. Vorzugsweise kann ein derartiges relativ großes Band z. B. mehrere 10-nm-Bänder vom 1,53-μm-Band bis zum 1,56-μm-Band inkludieren.
Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch Praktizieren der Erfindung erlangt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, wird ein optisches Kommunikationssystem vorgesehen, umfassend einen optischen Verstärker mit Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika mit ersten und zweiten Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband und einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei der optische Verstärker ein Eingangsignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika verstärkt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; und einen Verstärkungsentzerrer, der verbunden ist, mindestens eines der Eingangs- und Ausgangssignale zu filtern, und mit mindestens ersten und zweiten Transparenzcharakteristika in der Form von periodischen Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu jenen der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers hat.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, wie in Anspruch 15 definiert, wird eine Vorrichtung vorgesehen zur Verwendung in dem System nach dem ersten Aspekt zum Entzerren der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika erste und zweite Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband mit einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen haben, die Vorrichtung einen Verstärkungsentzerrer umfasst, der angepasst ist zur Verbindung mit dem optischen Verstärker und mit mindestens ersten und zweiten Transparenzcharakteristika in der Form von periodischen Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers hat.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, wie in Anspruch 27 definiert, wird ein Verfahren vorgesehen zum Entzerren von Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines optischen Verstärkers, der ein Eingangssignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika verstärkt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika erste und zweite Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband mit einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen haben, das Verfahren die Schritte umfasst: Filtern des Eingangsignals oder des Ausgangssignals mit einer ersten Transparenzcharakteristik; und Filtern des Eingangssignal oder des Ausgangssignals mit einer zweiten Transparenzcharakteristik, wobei die ersten und zweiten Transparenzcharakteristika periodische Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen sind, sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu jenen der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers hat.
Es wird nun detailliert Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, Beispiele von denen in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht werden, wobei gleiche Bezugszeichen überall auf gleiche Elemente verweisen; und worin:
1 (Stand der Technik) ein Diagramm ist, das ein konventionelles optisches Kommunikationssystem veranschaulicht, welches Wellenlängenmultiplex (WDM) verwendet, um die Sendekapazität des Systems zu erhöhen;
2(A) eine Grafik ist, die eine Optikspektrumwellenform veranschaulicht, wo ein WDM-Signal konventionell durch zehn (10) Zwischenverstärker in Reihe gesendet wird;
2(B) eine Grafik ist, die eine Optikspektrumwellenform veranschaulicht, wo ein WDM-Signal konventionell durch sechzig (60) Zwischenverstärker in Reihe gesendet wird;
3 ein Diagramm ist, das einen Verstärkungsentzerrer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ein Diagramm ist, das einen Fabry-Perot-Etalon-Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5(A) eine Grafik ist, die Verstärkercharakteristika eines EDFA veranschaulicht;
5(B) eine Grafik ist, die Transparenzcharakteristika eines ersten optischen Filters eines Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5(C) eine Grafik ist, die Transparenzcharakteristika eines zweiten optischen Filters eines Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5(D) eine Grafik ist, die Transparenzcharakteristika eines dritten optischen Filters eines Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5(E) eine Grafik ist, die eine kombinierte Wellenform der Transparenzcharakteristika der ersten, zweiten und dritten optischen Filter, die in 5(B), 5(C) bzw. 5(D) veranschaulicht werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5(F) eine Grafik ist, die eine resultierende Wellenform der in 5(A) dargestellten Verstärkercharakteristika und der in 5(E) dargestellten kombinierte Wellenform gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6(A), 6(8) und 6(C) Grafiken sind, die Verstärkercharakteristika eines EDFA für jeweils kleine, mittlere bzw. große Aluminium- (Al-) Dichten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
7 eine Grafik ist, die Verstärkercharakteristika eines Al-Niederdichten- (kleiner als 1 Wt%) EDFA gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
8 eine Grafik ist, die Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten- (mehr als 1 Wt%) EDFA gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9 eine Grafik ist, die kalkulierte Sendecharakteristika eines WDM-Signals in einem Fall veranschaulicht, wo zwanzig (20) Al-Hochdichten-EDFAs in Reihe verbunden sind;
10 eine Grafik ist, die Transparenzcharakteristika eines Verstärkungsentzerrers (GEQ) und einer entzerrten Gesamtverstärkung in einem Fall, wo Fabry-Perot-Etalon-Filter mit Perioden einer Wellenlänge von 32 nm und 16 nm in Reihe verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
11 eine Grafik ist, die Transparenzcharakteristika eines Verstärkungsentzerrers (GEQ) und ein Entzerrungsergebnis in einem Fall, wo Fabry-Perot-Etalon-Filter mit Perioden einer Wellenlänge von 56 nm, 28 nm und 14 nm in Reihe verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
12 ein Diagramm ist, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
13 ein Diagramm ist, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
14 ein Diagramm ist, das eine Modifikation des in 13 dargestellten Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
15 ein Diagramm ist, das eine Modifikation des in 13 dargestellten Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
16 ein Diagramm ist, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
17 ein Diagramm ist, das ein optisches Sendesystem, welches einen Verstärkungsentzerrer inkludiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
18 ein Diagramm ist, das ein optisches Sendesystem, welches eine Vielzahl von Verstärkungsentzerrern inkludiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
19 ein Diagramm ist, das ein optisches Sendesystem, welches eine Vielzahl von Verstärkungsentzerrern inkludiert, gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Es wird nun detailliert Bezug auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, Beispiele von denen in den begleitenden Zeichnungen dargestellt werden, wobei gleiche Bezugszeichen überall auf gleiche Elemente verweisen.
3 ist ein Diagramm, das einen Verstärkungsentzerrer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 3 wird ein WDM-Signal in einem Eingang 2 einer optischen Sendeleitung 5 empfangen und einem Al-Hochdichten-EDFA 10 bereitgestellt. Pumpenlicht, das durch eine Pumpenlaserdiode (LD) 12 erzeugt wird, wird auch Al-Hochdichten-EDFA 10 bereitgestellt. Das Pumpenlicht interagiert mit einer EDF, die Al-Hochdichten-EDFA 10 bildet, um zu veranlassen, dass das WDM-Signal verstärkt wird, wäh rend sich das WDM-Signal durch Al-Hochdichten-EDFA 10 bewegt. Spezieller wird das WDM-Signal, das sich durch Al-Hochdichten-EDFA 10 bewegt, durch Energie verstärkt, die von dem Pumpenlicht bereitgestellt wird, das durch Laserdiode 12 erzeugt wird.
Das verstärkte WDM-Signal durchläuft dann einen Verstärkungsentzerrer 20, der die Verstärkung von Al-Hochdichten-EDFA 10 entzerrt. Das entzerrte verstärkte WDM-Signal wird dann einem Ausgang 21 von Sendeleitung 5 bereitgestellt.
Ein Abschnitt von dem verstärkten WDM-Signallicht wird von Sendeleitung 2 entkoppelt und einem Fotodetektor (PD) 14 bereitgestellt, um Charakteristika des verstärkten WDM-Signals zu überwachen. Basierend auf dem Wert der überwachten Charakteristika steuert eine Pumpen-LD-Steuervorrichtung 16 Ausgabeenergie von Laserdiode 12, um die Ausgabeleistung des verstärkten WDM-Signals zu fixieren.
Verstärkungsentzerrer 20 inkludiert eine Vielzahl von optischen Filtern 20-1, 20-2 und 20-3, die in Reihe verbunden sind, um die Verstärkercharakteristika des Al-Hochdichten-EDFA 10 über ein weites Wellenlängenband zu entzerren. Jeder optische Filter 20-1, 20-2 und 20-3 ist vorzugsweise ein Fabry-Perot-Etalon-Filter, obwohl die vorliegende Erfindung nicht gedacht ist, auf die Verwendung von Fabry-Perot-Etalon-Filtern begrenzt zu sein, und es können andere Typen von Filtern geeignet sein. Spezieller kann ein beliebiger Typ eines Filters, der geeignete Filtercharakteristika vorsieht, als optische Filter 20-1, 20-2 und 20-3 verwendet werden.
Obwohl 3 Verstärkungsentzerrer 20 veranschaulicht, als an der Ausgangsseite von Al-Hochdichten-EDFA 10 positioniert zu sein, kann Verstärkungsentzerrer 20 an der Eingangsseite von Al-Hochdichten-EDFA 10 positioniert sein.
4 ist ein Diagramm, das einen Fabry-Perot-Etalon-Filter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 4 hat ein Fabry-Perot-Etalon-Filter eine Zwischenlagenschicht 100, die zwischen Mehrschichtfilmen hoher Reflexion 102 und 104 eingelegt ist. Mehrschichtfilme hoher Reflexion 102 und 104 bilden einen Resonator, in dem eine Resonanzbedingung durch einen Einfallwinkel 0 von einem einfallenden Licht 106 und eine Dicke L von Zwischenlagenschicht 100 bestimmt wird.
Wenn eine Wellenlänge von einfallendem Licht 106 die Resonanzbedingung des Resonators erfüllt, wird Transparenz von einfallendem Licht 106 maximiert. Deshalb wird der Filter einfallendes Licht 106 empfangen und wird verschiedene Wellenlängenkomponenten im durchgelaufenen Licht 108 (was eine Kombination von Mehrfachlicht ist) durchlaufen lassen und wird verschiedene Wellenlängenkomponenten im reflektierten Licht 110 (was eine Kombination von Mehrfachlicht ist) reflektieren. In diesem Filter sind der Einfallwinkel Θ und die Dicke L von Zwischenlagenschicht 100 vorbestimmt. Die Transparenzcharakteristika des Filters können periodisch Spitzen in einem vorbestimmten Wellenlängenintervall aufweisen. Deshalb können durch Bildung des Filters, während der Einfallwinkel 0 und die Dicke L von Zwischenlagenschicht 100 justiert werden, die Transparenzcharakteristika des Filters über ein vorbestimmtes Wellenlängenintervall periodisch variiert werden.
5(A) ist eine Grafik, die Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 5(A) inkludieren die Verstärkercharakteristika drei Spitzen, Spitze 1, Spitze 2 und Spitze 3. Die Amplitudenpegel von Spitze 1, Spitze 2 und Spitze 3 sind im allgemeinen verschieden, und das Wellenlängenintervall zwischen benachbarten Spitzen ist im wesentlichen gleich. Somit ist das Wellenlängenintervall zwischen Spitze 1 und Spitze 3 im wesentlichen dem Wellenlängenintervall zwischen Spitze 3 und Spitze 2 gleich. Wie nachstehend detaillierter erörtert wird, inkludieren die in 5(A) dargestellten Verstärkercharakteristika drei Spitzen (im Gegensatz zu z. B. zwei Spitzen), da eine hohe Dichte von Al in der EDF verwendet wird, die den EDFA bildet.
Wie in 5(A) veranschaulicht, haben die Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 periodische Charakteristika in einem relevanten Band. Deshalb können durch Verwendung einer Fourier-Transformation die Verstärkercharakteristika im wesentlichen zu periodischen Funktionen transformiert werden. Wie nachstehend detaillierter erörtert wird, können entsprechend periodische Transparenzcharakteristika von optischen Filtern 20-1, 20-2 und 20-3 kombiniert werden, um Umkehrcharakteristika der Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 zu bilden.
Spezieller ist 5(B) eine Grafik, die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 5(B) veranschaulicht, werden die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 durch eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf eine Wellenlängendifferenz zwischen Spitzen in den Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 dargestellt. In dem vorliegenden Beispiel wird die Periode der Wellenform der Transparenzcharakteristika in Übereinstimmung mit der Wellenlängendifferenz zwischen Spitze 1 und Spitze 2 bestimmt. Wie in 5(B) veranschaulicht, werden z. B. die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 durch eine periodische Wellenform mit einer 1/4-Periode dargestellt, die sich zwischen Spitze 1 und Spitze 2 erstreckt.
5(C) ist eine Grafik, die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 5(C) veranschaulicht, werden die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-2 durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt, die eine Hälfte der Periode der Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 ist. Wie in 5(C) veranschaulicht, werden z. B. die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-2 durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt, die sich zwischen Spitze 1 und Spitze 2 erstreckt.
5(D) ist eine Grafik, die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 5(D) veranschaulicht, werden die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-3 durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt, die 1/4 der Periode der Wellenform der Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 ist. Wie in 5(D) veranschaulicht, werden z. B. die Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-3 durch eine periodische Wellenform mit zwei Perioden, die sich zwischen Spitze 1 und Spitze 2 erstrecken, dargestellt.
5(E) ist eine Grafik, die eine kombinierte Wellenform der Transparenzcharakteristika von Optikfiltern 20-1, 20-2 und 20-3, dargestellt in 5(B), 5(C) bzw. 5(D), gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Spezieller wird, wie in 5(E) gezeigt, durch gemeinsames Verbinden von Optikfiltern 20-1, 20-2 und 20-3 in Reihe (wie in 3 dargestellt) eine kombinierte Wellenform mit wesentlichen Umkehrcharakteristika der Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 gebildet.
5(F) ist eine Grafik, die eine resultierende Wellenform der Verstärkercharakteristika, dargestellt in 5(A), von Al-Hochdichten-EDFA 10 und der kombinierten Wellenform, dargestellt in 5(E), gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Auf diese Art und Weise können die Verstärkercharakteristika von Al-Hochdichten-EDFA 10 mit drei Verstärkungsspitzen in einem weiten Wellenlängenband entzerrt werden.
In den in 5(B), 5(C), 5(D) und 5(E) dargestellten Transparenzcharakteristika entspricht eine Spitzen-zu-Spitzen-Amplitude einer periodischen Wellenform einem Dämpfungsgrad des entsprechenden Filters.
Deshalb entzerrt gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verstärkungsentzerrer Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines optischen Verstärkers. Die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers inkludieren erste, zweite und dritte Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband mit der zweiten Verstärkungsspitze zwischen den ersten und dritten Verstärkungsspitzen und einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und dritten Verstärkungsspitzen. Der optische Verstärker verstärkt ein Eingangssignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Der Verstärkungsentzerrer inkludiert erste, zweite und dritte optische Filter mit ersten, zweiten bzw. dritten Transparenzcharakteristika. Die ersten, zweiten und dritten Transparenzcharakteristika sind periodische Wellenformen mit unterschiedlichen Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen. Z. B. ist die zweite Transparencharakteristik eine Wellenform mit einer Periode gleich 1/(2ⁿ) der Periode der Wellenform der ersten Transparencharakteristik. Die dritte Transparenzcharakteristik ist eine Wellenform mit einer Periode gleich 1/4 Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik.
Spezieller ist z. B., wie in 5(A), 5(B), 5(C) und 5(D) veranschaulicht, die erste Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer 1/4-Periode, die sich zwischen Spitze 1 und Spitze 2 erstreckt. Die zweite Transparenzcharakteristik ist eine periodische Wellenform mit einer Periode, die sich zwischen der Spitze 1 und Spitze 2 erstreckt. Die dritte Transparenzcharakteristik ist eine periodische Wellenform mit zwei Perioden, die sich zwischen Spitze 1 und Spitze 2 erstrecken.
6(A), 6(B) und 6(C) sind Grafiken, die Verstärkercharakteristika eines EDFA in Bezug auf die Aluminium- (Al-) Dichten in der EDF veranschaulichen. Spezieller ist 6(A) eine Grafik, die Verstärkercharakteristika eines EDFA für kleine Aluminium- (Al-) Dichten von weniger als 1 Wt% veranschaulicht. 6(C) ist eine Grafik, die Verstärkercharakteristika eines EDFA für hohe Aluminium- (Al-) Dichten von größer als ungefähr 4 Wt% veranschaulicht. 6(B) ist eine Grafik, die Verstärkercharakteristika eines EDFA für mittlere Aluminium- (Al-) Dichten zwischen 1 Wt% und 4 Wt% veranschaulicht.
Aus 6(A), 6(B) und 6(C) kann gesehen werden, dass sich, während sich die Al-Dichte von einer Bedingung geringer Dichte von weniger als 1 Wt% erhöht, eine Spitze 2 in dem 1555-μm-Verstärkungsband bildet und zu einer Seite kurzer Wellenlänge erstreckt. Wenn sich die Al-Dichte zu einer Bedingung hoher Dichte von mehr als ungefähr 4 Wt% erhöht, steigt das 1545-μm-Verstärkungsband an und es bildet sich eine Spitze 3.
7 ist eine Grafik, die Verstärkercharakteristika eines Al-Niederdichten- (kleiner als 1 Wt%) EDFA veranschaulicht, und 8 ist eine Grafik, die Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten- (mehr als 1 Wt%) EDFA veranschaulicht.
In den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des in 8 gezeigten Al-Hochdichten-EDFA ist ein Minimalwert der Verstärkung in dem 1,54-μm-Band kleiner und die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika sind im Vergleich zu den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des in 7 gezeigten Al-Niederdichten-EDFA relativ flach. Die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des Al-Hochdichten-EDFA haben jedoch eine dritte Verstärkungsspitze zwischen dem 1,54-μm-Band und dem 1,555-μm-Band.
Obwohl der Al-Hochdichten-EDFA Breitband-Sendecharakteristika aufweisen kann, kann deshalb, wenn eine Anzahl von optischen Verstärkern in Reihe verbunden sind, Welligkeit in dem Signalsendeband auftreten.
9 ist eine Grafik, die kalkulierte Sendecharakteristika eines WDM-Signals in einem Fall veranschaulicht, wo zwanzig (20) Al-Hochdichten-EDFAs in Reihe verbunden sind. In 9 gezeigte Verstärkungsdispersion kann durch einen Verstärkungsentzerrer gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reduziert werden.
Das folgende ist eine detaillierte Beschreibung einer Verstärkungsentzerrungsoperation für die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des in 7 gezeigten Al-Niederdichten-EDFA und die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des in 8 gezeigten Al-Hochdichten-EDFA.
Wie in 7 gezeigt, haben die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des Al-Niederdichten-EDFA zwei Spitzen. In diesem Fall kann ein Verstärkungsentzerrer gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem ersten Fabry-Perot- Etalon-Filter (wie etwa z. B. Optikfilter 20-1) mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den beiden Spitzen dargestellt werden, und einem zweiten Fabry-Perot-Etalon-Filter (z. B. Optikfilter 20-2) mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich einer Hälfte der Periode der Wellenform des ersten Fabry-Perot-Etalon-Filters dargestellt werden, aufgebaut werden.
10 ist eine Grafik, die Transparenzcharakteristika eines Verstärkungsentzerrers (GEQ) und eine entzerrte Gesamtverstärkung in einem Fall, wo Fabry-Perot-Etalon-Filter mit Perioden von 32 nm und 16 nm in Reihe verbunden sind (siehe z. B. Optikfilter 20-1 und 20-2 in 3), gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Um die Operation eines Verstärkungsentzerrers einfach zu verstehen, werden auch die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika (EDFA-Verstärkung) des in 7 gezeigten Al-Niederdichten-EDFA in 10 dargestellt.
In 10 können die Transparenzcharakteristika in einem Band von 1533 nm bis 1560 nm im wesentlichen den Umkehrcharakteristika der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines Al-Niederdichten-EDFA gleich sein, wobei Optikfilter als ein Verstärkungsentzerrer verwendet werden. In diesem Fall wird eine angenäherte Gleichung in Bezug auf Transparenz T(λ) eines Fabry-Perot-Etalon-Filters wie folgt dargestellt:
Auf diese Art und Weise können die Verstärkercharakteristika (EDFA-Verstärkung) eines Al-Niederdichten-EDFA durch die Transparenzcharakteristika des Verstärkungsentzerrers entzerrt werden. Aus dem Entzerrungsergebnis (Gesamtverstärkung) können durch Kombinieren zweier unterschiedlicher periodischer optischer Filter (eines ersten optischen Filters mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen Spitzen der Verstärkercharakteristika dargestellt werden, und eines zweiten optischen Filters mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die im wesentlichen einer Hälfte der Periode der Wellenform des ersten optischen Filters gleich ist) die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des Al-Niederdichten-EDFA in einem ungefähr 15 nm breiten Wellenlängenband abgeflacht werden.
Andererseits haben, wie in 8 gezeigt, die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA drei Spitzen. In diesem Fall kann ein Verstärkungsentzerrer gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch drei Fabry-Perot-Etalon-Filter (wie etwa Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3, die in 3 dargestellt werden) gebildet werden, wobei die Sendecharakteristika eines ersten optischen Filters Transparenzcharakteristika bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen Spitzen der Verstärkercharakteristika haben, ein zweiter optischer Filter Transparenzcharakteristika hat, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die im wesentlichen gleich einer Hälfte der Periode der Wellenform des ersten optischen Filters ist, und ein dritter optischer Filter Transparenzcharakteristika hat, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Periode der Wellenform des ersten optischen Filters ist.
11 ist eine Grafik, die Transparenzcharakteristika eines Verstärkungsentzerrers (GEQ) und ein Entzerrungsergebnis in einem Fall, wo Fabry-Perot-Etalon-Filter mit Perioden von 56 nm, 28 nm und 14 nm in Reihe verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Um die Operation des Verstärkungsentzerrers leicht zu verstehen, werden auch die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika (EDFA-Verstärkung) des in 8 gezeigten Al-Hochdichten-EDFA in 11 dargestellt.
In 11 können die Transparenzcharakteristika in einem Band von 1533 nm bis 1560 nm im wesentlichen gleich den Umkehrcharakteristika der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA sein, wobei optische Filter als ein Verstärkungsentzerrer verwendet werden. In diesem Fall wird eine angenäherte Gleichung in Bezug auf Transparenz T(λ) eines Fabry-Perot-Etalon-Filters wie folgt dargestellt:
Auf diese Art und Weise können die Verstärkercharakteristika (EDFA-Verstärkung) eines Al-Hochdichten-EDFA durch die Transparenzcharakteristika eines Verstärkungsentzerrers entzerrt werden. Aus dem Entzerrungsergebnis (Gesamtverstärkung) können durch Kombinieren dreier unterschiedlicher periodischer optischer Filter die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA in einem ungefähr 30 nm breiten Wellenlängenband abgeflacht werden. Z. B. kann ein erster optischer Filter Transparenzcharakteristika haben, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen Spitzen der Verstärkercharakteristika dargestellt werden, ein zweiter optischer Filter kann Transparenzcharakteristika haben, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die im wesentlichen gleich einer Hälfte der Periode der Wellenform des ersten optischen Filters ist, und ein dritter optischer Filter kann Transparenzcharakteristika haben, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die gleich einem Viertel der Periode der Wellenform des ersten optischen Filters ist.
In den verschiedenen vorgeschlagenen Verfahren für eine Entzerrung einer Verstärkung, wie in dem Hintergrundabschnitt der Beschreibung erörtert wird, wird ein einzelnes Band verwendet, das einer Verstärkungsspitze benachbart ist, und ein resultierendes abgeflachtes Band ist ungefähr 10 nm. Im Gegensatz dazu kann ein Verstärkungsentzerrer gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein viel weiteres Verstärkungsband durch Verwendung von mehr als einer Spitze, um eine Verstärkung abzuflachen, vorsehen.
12 ist ein Diagramm, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und der dem in 3 veranschaulichten Verstärkungsentzerrer ähnlich ist. In 12 inkludiert eine Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 2000 Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3. Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 werden mit durchgehenden Linien dargestellt, um einen Fall anzuzeigen, wo die Optikfilter an der Eingangsseite von Al-Hochdichten-EDFA 10 vorgesehen sind, und Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 werden mit gestrichelten Linien dargestellt, um einen Fall anzuzeigen, wo die Optikfilter an der Ausgangsseite von Al-Hochdichten-EDFA 10 vorgesehen sind. Wie in 12 veranschaulicht, sind Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 in Reihe verbunden.
Es kann ein Abschnitt des WDM-Signals entkoppelt und durch einen Fotodetektor 18 erfasst werden, der ein Ausgangssignal zu Pumpen-LD-Steuervorrichtung 16 bereitstellt. LD-Steuervorrichtung 16 kann dann Charakteristika des WDM-Signals von dem entkoppelten Abschnitt bestimmen und Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 steuern, um Parameter, wie etwa Periode, Phase und Amplitude (Dämpfung), der Wellenform der Transparenzcharakteristika zu justieren. Diese Justierungen können in einem Fabry-Perot-Etalon-Filter durch Justieren des Einfallwinkels des Lichts und mechanisches Justieren der Dicke L einer Zwischenlagenschicht in dem Filter durchgeführt werden.
Wenn die Zwischenlagenschicht zuvor gebildet wurde, sodass die Dicke in einer horizontalen Richtung variiert, kann im wesentlichen die gleiche Justierung durch Ändern (Gleiten) einer Einfallposition des Lichts durchgeführt werden. In einem Fall, wenn die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des EDFA wegen altersbedingter Schwächung variiert, und in einem Fall, wo der EDFA eine Fehlfunktion aufweist, können diese Parameter dann einfach justiert werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung steuert deshalb eine Steuervorrichtung (wie etwa Pumpen-LD-Steuervorrichtung 16) optische Filter eines Verstärkungsentzerrers, um die Periode, Phase und/oder Dämpfungsgrad der Wellenformen der Transparenzcharakteristika der optischen Filter zu justieren.
Durch Anordnung einer Vielzahl von optischen Filtern in Reihe mit Transparenzcharakteristika mit unterschiedlichen Perioden, Phase und Amplitude (Dämpfung), wie in 12 veranschaulicht, können außerdem die Verstärkercharakteristika eines EDFA mit einer Vielzahl von Verstärkungsspitzen in einem weiteren Wellenlängenband entzerrt werden.
13 ist ein Diagramm, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 13 inkludiert eine Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 3000 Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3, die parallel verbunden sind.
Ein WDM-Signal wird durch Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 in drei getrennte Signale unterteilt. Ein erstes Signal durchläuft einen ersten Al-Hochdichten-EDFA 10-1. Ein zweites Signal durchläuft einen zweiten Al-Hochdichten-EDFA 10-2. Ähnlich durchläuft ein drittes Signal einen dritten Al-Hochdichten-EDFA 10-3. Somit können Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 zusammen genommen als eine Verzweigungsvorrichtung betrachtet werden, die das WDM-Signal in erste, zweite und dritte Signale verzweigt, die jedes einen anderen EDFA durchlaufen. Al-Hochdichten-EDFAs 10-1, 10-2 und 10-3 haben vorzugsweise im wesentlichen die gleichen Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika.
Das erste Signal, das durch Al-Hochdichten-EDFA 10-1 verstärkt wird, wird durch Optikfilter 20-1 mit Transparenzcharakteristika gefiltert, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf eine Wellenlängendifferenz zwischen Spitzen der Verstärkercharakteristika dargestellt werden, wie zuvor beschrieben. Das zweite Signal, das durch Al-Hochdichten-EDFA 10-2 verstärkt wird, wird durch Optikfilter 20-2 mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich einer Hälfte der Periode der Wellenform der Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 dargestellt werden, wie zuvor beschrieben, gefiltert. Das dritte Signal, das durch Al-Hochdichten-EDFA 10-3 verstärkt wird, wird durch Optikfilter 20-3 mit Transparenzcharakteristika, die durch eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich einem Viertel der Periode der Wellenform der Transparenzcharakteristika von Optikfilter 20-1 dargestellt werden, wie zuvor beschrieben, gefiltert.
Die gefilterten verstärkten Signale, die durch Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 erzeugt werden, werden dann in ein resultierendes Signal kombiniert, das als ein verstärktes WDM-Sig nal ausgegeben wird. Um die gefilterten verstärkten Signale richtig zu kombinieren, werden die Phasen von gefilterten verstärkten Signalen, die zu kombinieren sind, durch Phasenjustierer 30-1, 30-2 und 30-3 justiert. Ein konventioneller optischer Koppler kann eine derartige Kombinationsoperation einfach durchführen.
In 13 werden Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 parallel und nach entsprechenden Al-Hochdichten-EDFA 10-1, 10-2 bzw. 10-3 positioniert. Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 können jedoch parallel und vor den entsprechenden Al-Hochdichten-EDFA 10-1, 10-2 bzw. 10-3 positioniert werden.
In 13 verzweigen Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 das WDM-Signal in erste, zweite und dritte Signale, bevor das WDM-Signal verstärkt wird. Die ersten, zweiten und dritten Signale werden dann individuell verstärkt und gefiltert. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht gedacht, auf eine Verzweigung des WDM-Signals begrenzt zu sein, bevor das WDM-Signal verstärkt wird.
Z. B. ist 14 ein Diagramm, das eine Modifikation des in 13 dargestellten Verstärkungsentzerrers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 14 veranschaulicht, wird ein einzelner EDFA 10 verwendet, um ein WDM-Signal zu verstärken. Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 sind nach EDFA 10 positioniert. Deshalb verzweigen Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 das verstärkte WDM-Signal in erste, zweite und dritte Signale, die optischen Filtern 20-1, 20-2 bzw. 20-3 bereitgestellt werden. Die gefilterten Signale werden dann gemeinsam in ein verstärktes gefiltertes WDM-Signal kombiniert.
15 ist ein Diagramm, das eine weitere Modifikation des in 13 veranschaulichten Verstärkungsentzerrers gemäß ei ner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie in 15 dargestellt, wird ein einzelner EDFA 10 verwendet, um ein WDM-Signal zu verstärken. Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 und Filter 20-1, 20-2 und 20-3 sind vor EDFA 10 positioniert. Deshalb verzweigen Verzweigungsvorrichtungen 80 und 82 das WDM-Signal in erste, zweite und dritte Signale, die Optikfiltern 20-1, 20-2 bzw. 20-3 bereitgestellt werden. Die gefilterten Signale werden dann gemeinsam in ein gefiltertes WDM-Signal kombiniert, welches dann durch EDFA 10 verstärkt wird.
14 und 15 sind vereinfachte Zeichnungen und zeigen nicht eine Pumpen-LD-Steuervorrichtung, zugehörige Laserdioden und zugehörige Fotodetektoren. Derartige Komponenten können jedoch, wie in 13 veranschaulicht, in den Konfigurationen inkludiert sein, die in 14 und 15 veranschaulicht werden. Außerdem werden Phasenjustierer 30-1, 30-2 und 30-3 in 15 nicht dargestellt, können aber, falls gewünscht, nach Optikfiltern 20-1, 20-2 bzw. 20-3 vorgesehen werden.
Durch paralleles Verbinden einer Vielzahl von Optikfiltern mit unterschiedlichen Perioden, Phase und Amplitude (Dämpfung) von Transparenzcharakteristika, wie in 13, 14 und 15 veranschaulicht, können die Transparenzcharakteristika einer Vielzahl von Optikfiltern kombiniert werden. Deshalb wird eine derartige Konfiguration erlauben, die Verstärkercharakteristika eines EDFA mit einer Vielzahl von Verstärkungsspitzen in einem weiteren Wellenlängenband zu entzerren.
Durch paralleles Verbinden einer Vielzahl von periodischen optischen Filtern und danach Kombinieren der Ausgabe der optischen Filter, wie in 13, 14 und 15 veranschaulicht, kann Dispersion der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines optischen Verstärkers mit einer Vielzahl von Verstär kungsspitzen in einem relativen weiten Wellenlängenband entzerrt werden.
Als ein Index, der einen erregten Zustand eines EDFA anzeigt, wird gewöhnlich ein Inversionsparameter verwendet, der ein Verhältnis einer Erbium-Ionen-Dichte in einem erregten Zustand zu einer gesamten Erbium-Ionen-Dichte ist. Selbst wenn dem EDFA ein Eingangssignal bereitgestellt wird, wird ferner in einem EDFA spontan Licht von dem EDFA emittiert. Dieses spontan emittierte Licht wird typischerweise als "verstärkte spontane Emission" (amplified spontaneous emission, ASE) bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird ein Fall, wenn der Inversionsparameter kleiner als 0,6 ist, als ein "Sättigungszustand" bezeichnet, und ein Fall, wenn der Inversionsparameter größer als 0,6 ist, wird als ein "ungesättigter Zustand" bezeichnet. Nun die Verstärkercharakteristika eines EDFA betrachtend, sind in einem Al-Niederdichten-EDFA ASE-3dB-Wellenlängenbänder, die einen Mengenindex des Signalsendebandes anzeigen, im wesentlichen die gleichen, d.h. ungefähr 10 nm in sowohl dem Sättigungszustand als auch dem ungesättigten Zustand. Andererseits ist in einem Al-Hochdichten-EDFA das ASE-3dB-Wellenlängenband in dem ungesättigten Zustand weiter als das in dem Sättigungszustand.
Wenn ein Verstärkungsband mit einer Weite von Dutzenden von nm mit kleiner Verstärkungsdispersion erforderlich ist, ist deshalb eine Verwendung eines Al-Hochdichten-EDFA effektiver, der in dem ungesättigten Zustand arbeitet. Wenn Al-Hochdichten-EDFAs, die in dem ungesättigten Zustand arbeiten, in einer Mehrstufenform verbunden sind, erhöht sich jedoch ASE im 1,53-μm-Band, und es tritt eine große Verstärkungsneigung auf. Bei Verwendung eines Al-Hochdichten-EDFA, der in dem ungesättigten Zustand arbeitet, muss deshalb ASE im 1,53-μm-Band entfernt werden.
In dem ungesättigten Zustand hat ein EDFA im allgemeinen Charakteristika, die optische Leistung insbesondere in dem 1,53-μm-Band verstärken. Falls die optische Leistung in diesem Band anfangs klein ist, kann deshalb eine Verschlechterung des gesamten optischen SNR reduziert werden.
16 ist ein Diagramm, das einen Verstärkungsentzerrer zum Entzerren von Verstärkercharakteristika eines Al-Hochdichten-EDFA gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 16 inkludiert eine Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 4000 Verstärkungsentzerrer 20 und einen Dämpfungs- (Kerb-) Filter 40 im 1,53-μm-Band. Dämpfungsfilter 40 arbeitet als ein optischer Dämpfer und ist zwischen Verstärkungsentzerrer 20 und einem Ausgangsanschluss vorgesehen. Dämpfungsfilter 40 erlaubt, dass eine Verschlechterung des optischen SNR in dem optischen Verstärker einer nächsten Stufe beträchtlich reduziert wird.
Deshalb kann mindestens eine aus einer Vielzahl von Verstärkungsspitzen eines optischen Verstärkers durch Verwendung eines Dämpfungsfilters gedämpft werden. Eine derartige Verwendung eines Dämpfungsfilters ist zur Verwendung in einem optischen Kommunikationssystem effektiv, in dem sich spontan generiertes Rauschpegel- (ASE-) Licht in einem spezifizierten Wellenlängenband erhöht. Deshalb wird die Verwendung eines Dämpfungsfilters eine Verschlechterung eines Optiksignal-Rausch-Verhältnisses (SNR) reduzieren.
17 ist ein Diagramm, das ein optisches Sendesystem, welches einen Verstärkungsentzerrer inkludiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Be zugnehmend nun auf 17 sendet eine optische Sendestation (0S) 52 ein optisches Signal, wie etwa ein WDM-Signal, durch Sendeleitung 5 zu einer optischen Empfangsstation (0R) 54. Optikverstärker 50-1 bis 50-n (für insgesamt "n" Optikverstärker) sind in Reihe entlang Sendeleitung 5 verbunden. Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 mit Sendecharakteristika mit unterschiedlichen Perioden (wie zuvor beschrieben) sind an richtigen Intervallen voneinander entlang Sendeleitung 5 angeordnet. Ein derartiges optisches Sendesystem kann gleichzeitig ein WDM-Signal entzerren, das eine Vielzahl von Optikverstärkern durchläuft.
Wie in 17 dargestellt, ist deshalb eine Vielzahl von Optikfiltern entlang einer Sendeleitung in Reihe in einer Mehrstufenform angeordnet, um einem einzelnen Verstärkungsentzerrer (umfassend die Vielzahl von Optikfiltern) zu erlauben, Verstärkungsdispersion einer Vielzahl von Optikverstärkern zu entzerren.
18 ist ein Diagramm, das ein optisches Sendesystem, welches eine Vielzahl von Verstärkungsentzerrern inkludiert, gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 18 sind n Optikverstärker 50-1 bis 50-n in Reihe entlang Sendeleitung 5 verbunden. Verstärkungsentzerrer 20#1 bis 20#3 sind an geeigneten Intervallen entlang Sendeleitung 5 angeordnet. Jeder Verstärkungsentzerrer 20#1, 20#2 und 20#3 inkludiert Optikfilter zum Entzerren der Verstärkung von Optikverstärkern 50-1 bis 50-n. Z. B. inkludiert jeder Verstärkungsentzerrer 20#1, 20#2 und 20#3 Optikfilter 20-1, 20-2 und 20-3 (siehe 3) mit Transparenzcharakteristika mit unterschiedlichen Perioden. In 18 sind Verstärkungsentzerrer 20#1, 20#2 und 20#3 in Reihe verbunden.
Jeder Verstärkungsentzerrer 20#1, 20#2 und 20#3 kann z. B. außerdem als ganzes die Charakteristika aller Optikverstärker kompensieren, die sich in den vorangehenden Stufen und den folgenden Stufen von dem jeweiligen Verstärkungsentzerrer befinden.
Das in 18 dargestellte optische Sendesystem ist effektiv, wenn das optische SNR von jedem Kanal eines WDM-Signals zu entzerren ist, während sich das WDM-Signal entlang eines Pfades des optischen Sendesystems bewegt. Z. B. ist das in 18 dargestellte optische Sendesystem effektiv, wenn Abschnitte von dem WDM-Signallicht von dem Sendepfad abgezweigt werden, oder wenn verschiedene Signale zusammen in ein WDM-Signallicht kombiniert werden, das sich entlang des Sendepfades bewegt.
19 ist ein Diagramm, das ein optisches Sendesystem, welches eine Vielzahl von Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtungen inkludiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezugnehmend nun auf 19 sind n Optikverstärker 50-1 bis 50-n entlang Sendeleitung 5 in Reihe verbunden. Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtungen 60#1 bis 60#3 sind an geeigneten Intervallen entlang Sendeleitung 5 angeordnet. Jede Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 60#1 bis 60#3 inkludiert z. B. Optikfilter 20-1, 20-2, 20-3, die parallel verbunden sind, wie in 13 gezeigt. Somit ist jede Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 60#1 bis 60#3 konfiguriert, wie z. B. Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 3000, die in 13 veranschaulicht wird. Ein derartiges optisches Sendesystem kann gleichzeitig ein WDM-Signal entzerren, das eine Vielzahl von optischen Verstärkern durchläuft.
Außerdem kann z. B. jede Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung 60#1 bis 60#3 als ganzes die Charakteristika von allen Optikverstärkern kompensieren, die sich in den vorangehenden Stufen und den folgenden Stufen von der jeweiligen Verstärkungs- und Entzerrungsvorrichtung befinden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbindet deshalb ein Kommunikationssystem eine optische Sendestation mit einer optischen Empfangsstation, sodass ein optisches Signal, das von der optischen Sendestation gesendet wird, durch die optische Empfangsstation empfangen wird. Das Kommunikationssystem inkludiert eine Vielzahl von Optikverstärkern, die jeder das optische Signal verstärken, das von der optischen Sendestation gesendet wird, bevor es durch die optische Empfangsstation empfangen wird. Die Vielzahl von Optikverstärkern haben eine kombinierte Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik mit ersten und zweiten Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband und eine Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen. Das Kommunikationssystem inkludiert auch eine Vielzahl von Filtern, die das optische Signal filtern, das von der optischen Sendestation gesendet wird, bevor es durch die optische Empfangsstation empfangen wird. Jeder Filter hat eine Transparenzcharakteristik, die eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen ist. Die Filter können in verschiedenen Entzerrern inkludiert sein, wobei jeder Entzerrer Filter hat, die entweder in Reihe oder parallel verbunden sind.
Die Wellenlänge, Phase und Amplitude (Dämpfung) der Transparenzcharakteristika von jedem Verstärkungsentzerrer, die in 17, 18 und 19 gezeigt werden, sind justierbar, um einem gesamten optischen SNR in dem Sendesystem zu erlauben, entzerrt zu werden. Vorzugsweise kann eine derartige Justierung in Übereinstimmung mit einem Befehlssignal vorgenommen werden, das von einem entfernten Standort (nicht gezeigt) er zeugt wird. Eine derartige Justierung kann durchgeführt werden, falls ein Fabry-Perot-Etalon-Filter, der in 4 gezeigt wird, als ein optischer Filter verwendet wird. Spezieller wird ein Fabry-Perot-Etalon-Filter erlauben, die Periode, Phase und Amplitude (Dämpfung) der Transparenzcharakteristika von jedem Verstärkungsentzerrer durch Justierung des Einfallwinkels von Licht und mechanische Justierung der Dicke L einer Zwischenlagenschicht (siehe Zwischenlagenschicht 100 in 4) zu steuern. Wenn die Zwischenlagenschicht zuvor ausgebildet wurde, sodass die Dicke in einer horizontalen Richtung variiert, kann außerdem im wesentlichen die gleiche Justierung durch Ändern (Gleiten) einer Einfallposition des Lichts durchgeführt werden.
Basierend auf dem Befehl, der von einem entfernten Standort erzeugt wird, können deshalb die Periode, Phase und Dämpfungsgrad der Transparenzcharakteristika eines optischen Filters justiert werden. Wenn die Transparenzcharakteristika des optischen Verstärkers wegen altersbedingter Schwächung variieren, oder wenn der optische Verstärker eine Fehlfunktion hat, können als ein Ergebnis die Transparenzcharakteristika des Verstärkungsentzerrers richtig justiert werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Al-Hochdichten-EDFAs als Optikverstärker verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht gedacht, auf eine Verwendung mit irgendeinem EDFA spezieller Dichte begrenzt zu sein. Es können viele verschiedene Dichten in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Außerdem sind die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht gedacht, auf eine Verwendung mit einem EDFA begrenzt zu sein, und es können viele andere Typen von Optikverstärkern verwendet werden. Z. B. können optische Verstärker durch Dotieren einer Phase mit Elementen seltener Erden anstelle von Erbium gebildet werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, können Verstärkercharakteristika mit periodischen Spitzen in einem weiten Wellenlängenband durch richtiges Kombinieren einer Vielzahl von optischen Filtern mit unterschiedlichen Transparenzcharakteristika (d.h. unterschiedlichen Perioden, Phase oder Amplitude (Dämpfung)) entzerrt werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung inkludiert ein Verstärkungsentzerrer Optikfilter mit Transparenzcharakteristika, die durch periodische Wellenformen mit unterschiedlichen Perioden dargestellt werden. Es werden hierin auch verschiedene Beispiele der Perioden vorgesehen. Wie z. B. in 5(B), 5(C) und 5(D) veranschaulicht, hat ein zweiter optischer Filter Transparenzcharakteristika, die durch eine Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die 1/2 der Periode einer Wellenform ist, die eine Transparenzcharakteristik eines ersten optischen Filters darstellt. Ähnlich hat ein dritter optischer Filter Transparenzcharakteristika, die durch eine Wellenform mit einer Periode dargestellt werden, die 1/4 der Periode einer Wellenform ist, die eine Transparenzcharakteristik des ersten optischen Filters darstellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht gedacht, auf diese speziellen Perioden begrenzt zu sein. Stattdessen können andere relative Perioden verwendet werden.
Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, würde durch einen Durchschnittsfachmann erkannt werden, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen, deren Bereich in den Ansprüchen definiert wird.

Claims

Optisches Kommunikationssystem umfassend: einen ersten optischen Verstärker (10) mit Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika mit ersten und zweiten Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband und einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei der optische Verstärker (10) ein Eingangsignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika verstärkt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; und einen Verstärkungsentzerrer (20), der verbunden ist, mindestens eines der Eingangs- und Ausgangssignale zu filtern, und mit mindestens ersten und zweiten Transparenzcharakteristika in der Form von periodischen Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu jenen der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers (10) hat.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich 1/(2ⁿ) der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verstärkungsentzerrer erste und zweite optische Filter (20-1, 20-2) umfasst, die jeweils erste und zweite Transparenzcharakteristika vorsehen.
System nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten optischen Filter seriell sind.
System nach Anspruch 4, wobei einer der Filter (20-1, 20-2) verbunden ist, um das Eingangssignal zu filtern, und der andere verbunden ist, um das Ausgangssignal zu filtern.
System nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers (10) eine dritte Verstärkungsspitze zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen umfassen, und das optische Kommunikationssystem ferner umfasst: einen dritten optischen Filter (20-3) zum Filtern des Eingangssignals oder des Ausgangssignals, wobei der dritte optische Filter (20-3) eine dritte Transparenzcharakteristik hat, die eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen ist, die Periode der Wellenform der dritten Transparenzcharakteristik von den Perioden der Wellenformen der ersten und zweiten Transparenzcharakteristika verschieden ist.
System nach Anspruch 6, wobei: die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich 1/(2ⁿ) der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist; und die dritte Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich ¼ der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Verzweigungsvorrichtung (80), die das Eingangssignal in ein erstes Signal und ein zweites Signal verzweigt, wobei die ersten und zweiten optischen Filter parallel sind und das erste Signal durch den ersten optischen Filter gefiltert wird und das zweites Signal durch den zweiten optischen Filter gefiltert wird; und eine Kombinationsvorrichtung, die die gefilterten ersten und zweiten Signale in ein kombiniertes Signal kombiniert, das dem optischen Verstärker zur Verstärkung durch den optischen Verstärker (10) bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Verzweigungsvorrichtung (80), die das Ausgangssignal in ein erstes Signal und ein zweites Signal verzweigt, wobei die ersten und zweiten optischen Filter (20-1, 20-2) parallel sind und das erste Signal durch den ersten optischen Filter gefiltert wird und das zweite Signal durch den zweiten optischen Filter gefiltert wird; und eine Kombinationsvorrichtung, die die gefilterten ersten und zweiten Signale in ein kombiniertes Signal kombiniert.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Steuervorrichtung, die: den ersten optischen Filter (20-1) steuert, um mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Periode, Phase und Dämpfungsgrad der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik einzustellen; und den zweiten optischen Filter (20-2) steuert, um mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Periode, Phase und Dämpfungsgrad der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik einzustellen.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste Phaseneinstellvorrichtung (30-1), die die Phase eines gefilterten ersten Signals einstellt, bevor die gefilterten ersten und zweiten Signale kombiniert werden; und eine zweite Phaseneinstellvorrichtung (30-2), die die Phase eines gefiltert sind zweiten Signals einstellt, bevor die gefilterten ersten und zweiten Signale kombiniert werden.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine optische- Dämpfungsvorrichtung (40), die mindestens eine der ersten und zweiten Verstärkungsspitzen dämpft.
System nach Anspruch 12, wobei die optische Dämpfungsvorrichtung (40) ein Kerbfilter ist.
System nach Anspruch 3, wobei: der optische Verstärker (10) ein Eingangssignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika verstärkt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; und die ersten und zweiten optischen Filter (20-1, 20-2) beide das gleiche aus der Gruppe bestehend aus dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal filtern.
Vorrichtung zur Verwendung in dem System nach Anspruch 1 zum Entzerren der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers (10), wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika erste und zweite Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband mit einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen haben, die Vorrichtung umfasst: einen Verstärkungsentzerrer (20), der ausgelegt ist zur Verbindung mit dem optischen Verstärker (10) nach Anspruch 1 mit mindestens ersten und zweiten Transparenzcharakteristika in der Form von periodischen Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen, wobei sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers (10) hat.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Verstärkungsentzerrer (20) erste und zweite optische Filter (20-1, 20-2) mit jeweiligen ersten und zweiten Transparenzcharakteristika umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16 zur Verwendung in dem System nach Anspruch 6, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers eine dritte Verstärkungsspitze zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen umfassen, die Vorrichtung ferner umfasst: einen dritten optischen Filter (20-3) mit einer dritten Transparenzcharakteristik, die eine Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen ist, wobei sich die Periode der Wellenform der dritten Transparenzcharakteristik von den Perioden der Wellenformen der ersten und zweiten Transparenzcharakteristika unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer -Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei: die erste Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer ¼-Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt; die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt; und die dritte Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit zwei Perioden ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich 1/(2ⁿ) der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich ½ der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die periodische Wellenform der dritten Transparenzcharakteristik eine Periode hat, die gleich ¼ der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei mindestens einer der ersten und zweiten optischen Filter (20-1, 20-2) ein Fabry-Perot-Etalon-Filter ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten optischen Filter (20-1, 20-2) seriell angeordnet sind, um das Eingangssignal oder das Ausgangssignal des optischen Verstärkers (10) zu filtern.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die ersten, zweiten und dritten optischen Filter (20-1, 20-2, 20-3) seriell angeordnet sind, um das Eingangssignal oder das Ausgangssignal des optischen Verstärkers (10) zu filtern.
Verfahren zum Entzerren von Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika eines optischen Verstärkers (10), der ein Eingangssignal in Übereinstimmung mit den Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika verstärkt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika erste und zweite Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband mit einer Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen haben, das Verfahren die Schritte umfasst: Filtern des Eingangsignals oder des Ausgangssignals mit einer ersten Transparenzcharakteristik; und Filtern des Eingangssignal oder des Ausgangssignals mit einer zweiten Transparenzcharakteristik, wobei die ersten und zweiten Transparenzcharakteristika periodische Wellenformen mit Perioden bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen sind, sich die Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik von der Periode der Wellenform der zweiten Transparenzcharakteristik derart unterscheidet, dass ihre kombinierte Wellenform im wesentlichen umgekehrte Charakteristika zu jenen der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers hat.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Verstärkungs-Wellenlängencharakteristika des optischen Verstärkers (10) eine dritte Verstärkungsspitze zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen umfasst, und das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Filtern des Eingangssignals oder des Ausgangssignals mit einer dritten Transparenzcharakteristik, die eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen ist, wobei sich die Periode der Wellenform der dritten Transparenzcharakteristik von den Perio den der Wellenformen der ersten und zweiten Transparenzcharakteristika unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei: die erste Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer ¼-Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt; die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstreckt; und die dritte Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit zwei Perioden ist, die sich zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die zweite Transparenzcharakteristik eine periodische Wellenform mit einer Periode gleich 1/(2ⁿ) der Periode der Wellenform der ersten Transparenzcharakteristik ist.
Verfahren nach Anspruch 27, die Schritte umfassend: Verzweigen eines Lichtstrahls in erste und zweite Signale; Filtern des ersten Signals mit der ersten Transparenzcharakteristik; Filtern des zweiten Signals mit der zweiten Transparenzcharakteristik; und Kombinieren der ersten und zweiten Signale in ein kombiniertes Signal, das durch den optischen Verstärker (10) verstärkt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, die Schritte umfassend: Verzweigen des Ausgangssignals in erste und zweite Signale; Filtern des ersten Signals mit der ersten Transparenzcharakteristik; Filtern des zweiten Signals mit der zweiten Transparenzcharakteristik; und Kombinieren der ersten und zweiten Signale in ein kombiniertes Signal.
System nach Anspruch 1, das angeordnet ist, eine optische Sendestation (52) mit einer optischen Empfangsstation (54) zu verbinden, sodass ein optisches Signal, das durch die optische Sendestation (52) gesendet wird, durch die optische Empfangsstation (54) empfangen wird, wobei das Kommunikationssystem ferner umfasst: mindestens einen weiteren optischen Verstärker (50-1, 50-2,... 50-n), wobei jeder Verstärker angeordnet ist, das optische Signal, das durch die optische Sendestation (52) gesendet wird, zu verstärken, bevor es durch die optische Empfangsstation (54) empfangen wird, die optischen Verstärker (50-1, 50-2,... 50-n) eine kombinierte Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik mit ersten und zweiten Verstärkungsspitzen in einem Wellenlängenband und eine Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen haben; und mindestens einen weiteren Verstärkungsentzerrer (20#1, 20#2, 20#3), der angeordnet ist, das optische Signal, das durch die optische Sendestation (52) gesendet wird, zu verstärken, bevor es durch die optische Empfangstation (54) empfangen wird, wobei jeder Verstärkungsentzerrer (20#1, 20#2, 20#3) eine Transparenzcharakteristik hat, die eine periodische Wellenform mit einer Periode bezogen auf die Wellenlängendifferenz zwischen den ersten und zweiten Verstärkungsspitzen ist.
System nach Anspruch 33, wobei jeder Verstärkungsentzerrer (20#1, 20#2, 20#3) eine Vielzahl von Filtern umfasst.
System nach Anspruch 34, wobei die Vielzahl von Filtern von jedem optischen Entzerrer (20#1, 20#2, 20#3) seriell verbunden sind.
System nach Anspruch 34, wobei die Vielzahl von Filtern von jedem optischen Entzerrer (20#1, 20#2, 20#3) parallel verbunden sind.