-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft die optische Übertragung mit Wellenlängenmultiplex
bei einer optischen Glasfaserverbindung, insbesondere den Aufbau
eines optischen Einfüge-/Abzweigungsmultiplexers,
der für
einen Einfüge/Abzweigungsmultiplexabschnitts
zur Durchführung
der Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Knoten und einem optischen
Netzwerk verwendet wird, wobei der Knotenaufbau eine optische Einfüge-/Abzweigungseinrichtung
hat.
-
Bei
einer optischen Verbindung über
eine große
Entfernung, die eine optische Glasfaser verwendet, wurde die Übertragungskapazität einer
einzelnen optischen Glasfaser schnell dadurch erweitert, dass eine
optische Wellenlängenmultiplextechnik
eingeführt
wurde, um unabhängige
Signale mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Wellenlängen in einer
einzelnen optischen Glasfaser unterzubringen. Beispielsweise ist
es möglich,
durch die Kombination eines optischen Glasfaserverstärkers, der
die optischen Verstärkungseigenschaften
des 1,5 μm-Bandes
einer erbiumdotierten Glasfaser benutzt, mit der Wellenlängenmultiplextechnik,
eine Übertragungsrate
von 10Gbit/s auf jeder Wellenlänge
unterzubringen, um 160 Wellenlängen über mehrere
hundert Kilometer zu übertragen.
-
Außerdem wurde
kürzlich
die optische Einfüge-/Abzweigungsmultiplextechnik
(Separation und Multiplexen) eingeführt, bei der in der optischen
Signalübertragung
zwischen einer Mehrzahl von Anschlusspunkten ein gemeinsamer optischer
Glasfaserübertragungspfad
verwendet wird, um die Datenanschlüsse bei jeder Wellenlänge des
Multiplexsignals zu wechseln, wobei optische Signale direkt übertragen
und verbunden werden, ohne diese in elektrische Signale umzuwandeln.
Die Wellenlängenmultiplextechnik
und das optische Einfüge/Abzweigungssignalmultiplex
werden kombiniert, wobei die Verbindung zwischen zwei bestimmten
Anschlussknoten bei jeder Wellenlänge ausgeführt werden kann, unter Verwendung
der gemeinsamen optischen Glasfaser, um dadurch eine kostengünstige optische Übertragung
zwischen vielen Anschlüssen
zu realisieren.
-
Zum
Demultiplexen eines Multiplexsignals wurden etwa zwei Verfahren
angewendet. Im Allgemeinen gibt es das Verfahren zur Trennung aller
Wellenlängen
und das Verfahren einen einzelnen Kanal abzuzweigen, welches nur
eine spezifische Wellenlänge
mittels eines Wellenlängenfilters
herausgreift. Beispielsweise können
im Zentralknoten elektrische Signale aus all den optischen Signalen
entnommen und verarbeitet werden, so dass das frühere Verfahren, welches alle
Wellenlängen
separiert, angewendet wird. Jedoch im lokalen Knoten, der die Trennung von
nur wenigen optischen Wellenlängensignalen aus
einer Anzahl von Hunderten von optischen Signalen aus dem Wellenlängenmultiplex
erfordert, ist es nicht ökonomisch,
dass alle Wellenlängensignale getrennt
und gemultiplext werden, und im Falle des Durchgangs durch eine
Vielzahl von Knoten tritt der Formungseffekt eines Wellenlängenfilters
auf. Der Formungseffekt, wie er hier bezeichnet ist, ist ein Bandverengungseffekt,
bei dem eine Verlustreduzierung von 0,3 dB in der Form eines Einzelfilters
eine zehnfache Übertragung
einen Verlust von 0,3 dB ergibt, und das 3 dB-Band insgesamt einem
0,3 dB-Band eines Einzelfilters entspricht. Da das letztere Verfahren
die Einrichtung mit dem einzelnen Abzweigen kombiniert, ist es ökonomisch
und das Wellenlängenübertragungssignal
wird nicht durch ein Wellenlängenfilter
entnommen, und es entsteht keine Beeinflussung durch den Formungseffekt
eines Wellenlängenfilters;
daher wurde die Einrichtung an einem Punkt zum Demultiplexen/Multiplexen
für nur wenige
optische Wellenlängensignale
verwendet.
-
Für einen
Einzelkanal-Abzweigungsabschnitt gibt es ein Verfahren, welches
von einem dielektrischen Mehrschichtfilmfilter Gebrauch macht, welches
einen Aufbau mit einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten hat,
die mit einem großen
Brechungsindexunterschied geschichtet sind, und welches ein optisches
Bragg-Fasergitterfilter
mit einem Aufbau verwendet, bei dem zur Übertragung eines optischen
Signals eine optische Glasfaser den Brechungsindex fein ändert. Licht
ist reziprok und ein optischer Kanal des Einzelkanal-Abzweigungsabschnitts
bildet umgekehrt den Einzelkanal-Einfügeabschnitt.
-
Beim
Aufbau der Wellenlängen-Einfügung/Abzweigung
unter Verwendung eines dielektrischen Mehrschichtfilmfilters ist
ein Einzelkanal-Abzweigungsfilter mit einer optischen Faser unter
Anwendung von Wellenlängenmultiplex
verbunden, wobei nur eine spezielle Wellenlänge separiert und herausgenommen
wird, ein optisches Signal der anderen Wellenlänge wird durchgelassen, damit
dieses das Einzelkanal-Einfügefilter
der gleichen Wellenlänge
erreicht, und das Signallicht der gleichen Wellenlänge, wie
die Abzweigungswellenlänge,
wird gemultiplext. Das dielektrische Mehrschichtfilmfilter führt ein
Demultiplex und ein Multiplex aus mit einer Dicke von wenigen Wellenlängen und
der Filterauf bau ist ein Mehrschichtfilm, so dass eine genaue Massenproduktion
gegeben ist, aber die Unterdrückungseigenschaften
des gedemultiplexten/gemultiplexten Lichts für den Übertragungspfad sind grundsätzlich nicht
zufriedenstellend, die bei einigen Dutzend dB liegen. Das Streulicht
im Übertragungspfad
erfährt
einen Verlust von mehreren 10 dB in einem nachfolgenden Filter,
welches insgesamt 30 dB ergibt, die eine kohärente Kreuzung des gedemultiplexten/gemultiplexten
Signals und des optischen Signals erzeugt. Gemäß dem General Meeting SB-11-7
(p.747) von The Institute of Electronics, Information and Communication
Engineers in 1996, erfordert das kohärente Übersprechen eine Unterdrückung von
etwa 38 dB oder mehr. Normalerweise, bei einem System, welches das
Einfüge-/Abzweigungsmultiplexen
von Einzelwellenlängen
verwendet, gibt es dort viele Ringzusammenstellungen über eine
Vielzahl von Knoten oder Langdistanzübertragungen über eine Vielzahl
von Knoten, und die Aufsummierung von Faserunterschieden zwischen
Wellenlängen
werden durch Übertragungswiederholungen
groß.
Bezogen auf spezielle Wellenlängensignale,
so wie die Streucharakteristik des Demultiplexabschnitts, ist ein Lichtsignalpegel
manchmal höher
als ein festgelegter Mittelwert, und da der gemultiplexte optische
Pegel einen optischen Pegel unabhängig davon hat, werden Unterdrückungseigenschaften
so groß wie
Verstärkungsunterschiede
weiterhin gefordert, um das kohärente Übersprechen
zu verhindern. Herkömmlich
wird zur Erhöhung
der Unterdrückungseigenschaften
ein Verfahren angewendet, bei dem ein weiteres Filter zwischen dem
Abzweigfilter und dem Einfügefilter
eingesetzt wird, um die Unterdrückungseigenschaften
zu erhöhen,
aber dabei ergibt sich ein Zuwachs beim Durchgangsverlust der Lichtübertragung
oder eine Erhöhung
der Kosten.
-
Beim
Aufbau des Einfüge-/Abzweigungswellenlängenmultiplex
unter Verwendung eines Bragg-Fasergitterfilters ist das Bragg-Fasergitter
ein Reflexions-Umkehrfilter,
bei dem Licht reversibel in der gleichen optischen Faser verläuft, wie
der Zugangskanal, wie beschrieben in General Meeting SB-11-7 (p.747)
von The Institute of Electronics, Information and Communication
Engineers in 1996, so dass es notwendig ist, einen Zirkulator zu
verwenden, um das Demultiplexlicht abzunehmen oder zugeführtes Licht
zu multiplexen. Im Zirkulator können drei
Eingangspositionen und Ausgangspositionen entsprechend der Lichtlaufrichtung
unterschieden werden, wodurch das Rücklauflicht nicht zur Eingangsglasfaser
ausgegeben wird, aber zu der Glasfaser, die das Demultiplexlicht
herausführt.
Das Bragg-Fasergitter hat eine exzellente Wellenlängenselektivität und Streuung
des Demultiplexlichts zum Übertragungskanal
wird mit zumindest 40 dB unterdrückt.
Der Herstellungsprozess des Bragg- Fasergitters ist leicht und dessen Kosten
sind gering, aber eine Zirkulator, der einen komplexen Aufbau und
eine geringe Massenproduktionsfähigkeit
hat, ist erforderlich, und somit ist der Preis für den Erhalt der Einfüge/Abzweigmultiplexfunktion
hoch. Außerdem wurden
in letzter Zeit eine höhere
Modulationsgeschwindigkeit eines optischen Signals und eine höhere Wellenlängendichte
beim Multiplexen vorangetrieben und es wurde der Aufbau eines Systems
zum Multiplexen mit einer Rate von 10 Gbit/s bei 100 GHz-Intervallen
oder 50 GHz Intervallen untersucht.
-
Unsere
Untersuchungen haben ergeben, dass im Bragg-Fasergitter ein großes Programm
auftritt, wie unten angemerkt. Wenn ein Abstand zwischen Wellenlängen eng
ist, wird das Filterband eines Bragg-Fasergitters eng und es ist
notwendig, eine Änderung
im Brechungsindex eines Gitters klein zu machen, beispielsweise
ist es notwendig, diesen auf ungefähr 5 × 10– 4 für
einen 100 GHz-Abstand
zu verringern. Um hohe Unterdrückungseigenschaften in
diesem Fall zu erhalten, ist es notwendig einen längeren Reflexionsbereich
zu haben, da ein Reflexionskoeffizient sich in einem Bereich durch
einen Abschnitt verringert, der die Änderung im Brechungsindex verringert,
beispielsweise ist es erforderlich, nicht weniger als 10 mm im oben
beschriebenen Beispiel zu haben. Jedoch in einem Fall, bei dem ein
Digitalsignal von 10 Gbit/s eingegeben wird, tritt eine räumliche
Streuung aufgrund der Reflexion vom Einfallende des Gitters und
der Reflexion von einem Tiefpunkt des Reflexionsbereichs auf. Beispielsweise,
wenn die Länge
des partiellen Bragg-Fasergitters 10 mm beträgt, tritt in Folge der räumlichen
Streuung eine Verzögerung
von 60 ps auf, was ein Problem, wie bei einem NRZ-Signal, darstellt
und es tritt eine Verschlechterung der Wellenform bzgl. der Pulsbreite von
100 ps auf.
-
US-A-5 712-717 offenbart
eine optische Signalübertragungseinrichtung,
die mit der vorliegenden Erfindung die im Oberbegriff des Anspruchs
1 aufgeführten
Merkmale gemeinsam hat. Weiterhin sind optische Einfüge/Abzweigungsmultiplexer
in der
EP-A-0 794 629 und
der
US-A-5 778 118 offenbart.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein kohärentes Übersprechen zu verhindern,
was bei einem optischen Einfüge-/Abzweigungsmuliplexer gefordert
wird, und eine räumliche
Streuung während des
Einfüge /Abzweigungsmultiplexens
eines Hochgeschwindigkeits-Modulationssignals zu vermeiden. Außerdem soll
das obige realisiert werden, während der
Verlust eines Durchgangssignals gering gehalten und die Kosten reduziert
werden sollen. Die Lösung dieser
Aufgabe wird durch die optische Signalübertragungseinrichtung gemäß Anspruch
1 erhalten.
-
Um
eine Wellenlängenverschlechterung,
resultierend vom Demultiplexen/Multiplexen eines Hochgeschwindigkeits-Modulationssignals
in einem optischen Wellenlängenmultiplexsystem
mit geringen Kosten zu unterdrücken,
bei dem der Wellenlängenabstand
eng ist und kohärentes Übersprechen auftritt,
wird ein Filter zum Demultiplexen/Multiplexen einer spezifischen
Wellenlänge
von einem gemultiplexten optischen Signal verwendet, ein Filter,
welches einen dielektrischen Mehrschichtfilm umfasst, wir für ein Filter
zum Multiplexen einer spezifischen Wellenlänge zur anderen optischen Signalübertragung
verwendet, und ein Bragg-Fasergitterfilter wird als Sperrfilter
zur Zurückweisung
einer Streuung eines gedemultiplexten optischen Signals in einen Übertragungspfad
verwendet.
-
Ein
dielektrisches Mehrschichtfilmfilter ist einige wenige μm kurz in
einem Multiplex-Reflexionsbereich und kann im Demultiplexbetrieb
oder Multiplexbetrieb ohne eine Verschlechterung der Wellenform
hervorzubringen verwendet werden. Beim vorliegenden Aufbau und der
Kombination mit einem dielektrischen Mehrschichtfilmfilter ist ein
optischer Zirkulator nicht notwendig und die Sperrcharakteristik von
40 dB wird bzgl. der Sperrung eines Lichtsignals unter Verwendung
der Tatsache erhalten, dass die Kosten des Bragg-Fasergitters selbst
niedrig sind und dass der Verlust hinsichtlich des übertragenen Lichts
gering ist.
-
Da
das Übertragungs-Sperrsignallicht
als Reflexion in umgekehrter Richtung vom Bragg-Fasergitterfilter,
welches zum Sperren verwendet wird, zurückkehrt, ist zu befürchten,
dass das Rückkehrlicht
in das Demultiplexende einstreut. Normalerweise gelangt das Übertragungs-Sperrsignal
durch das dielektrische Mehrschichtfilmfilter zweimal, und wird nicht
weniger als um 20 dB gedämpft,
und die Reflexion am Anschluss der Eingangsfaser beträgt nicht mehr
als 20 dB, was ein Problem darstellt. Andrerseits ist ein optischer
Isolator eingefügt,
um das reflektierte Rückwärtslicht
vom Bragg-Fasergitterfilter zu sperren, um dadurch das Streulicht
zu entfernen.
-
Bei
einem Filter zum Demultiplexen einer spezifischen Wellenlänge aus
einem optischen Multiplexsignal, wenn ein optisches Signal mit einer
spezifischen Wellenlänge
gedemultiplext aus dem anderen optischen Durchgangssignal verbleibt,
tritt im allgemeinen ein kohärentes Übersprechen
auf, wenn die Einrichtung zum Multiplexen eines optischen Signals
mit einer speziellen Wellenlänge
später
weiterbesteht, aber mit der vorliegenden Einrichtung kann ein kohärentes Übersprechen
durch starke Sperrung des Streulichts mit einer spezifischen Wellenlänge vermieden
werden.
-
Durch
Unterdrückung
der Wellenlängenverschlechterung
des Demultiplexlichts und des Multiplexlichts, um ein kohärentes Übersprechen
des Demultiplexlichts und des Multiplexlichts gering zu halten,
und unter Verwendung eines Einfüge/Abzweigungsmultiplexers
für optische
Signale, der den Übertragungslicht-Verlust niedrig hält, kann
ein optisches Netzwerk hoher Signalqualität und mit niedrigen Kosten
realisiert werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Darstellung des Aufbaus eines Einfüge/Abzweigungsmultiplexers
für optische
Signale, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, mit einem
dielektrischen Multiplexfilmfilter zugehörig zu einer einzelnen Wellenlänge in einem
Demultiplexteil und einem Multiplexteil und ein Bragg-Fasergitter
in einem Demultiplexstreulicht-Sperrteil.
-
2 ist
die Ansicht des Aufbaus eines Einfüge-/Abzweigungsmutliplexers
für optische
Signale mit einem dielektrischen Multiplexfilmfilter korrespondierend
zu einer Wellenlängenanzahl
N in einem Demultiplexteil und einem Multiplexteil und mit einem Bragg-Fasergitter
in einem Demultiplexstreulicht-Sperrteil.
-
3 ist
eine Ansicht des Aufbaus eines Einfüge-/Abzweigungsmultiplexers
für optische
Signale mit einem optischen Isolator zum Abblocken des Sperrlichtrücklaufs
von einem Bragg-Fasergitter.
-
4 ist
die Ansicht des Aufbaus eines optischen Ringnetzwerkssystems, welches
eine Wellenlängenverschlechterung
bei geringem optischen Signaldemultiplexen hat, und optisches Signaldemultiplex/Signalmultiplex
einer starken Demultiplexstreulichtsperre hat.
-
5 ist
eine Ansicht des Aufbaus eines Einfüge-/Abzweigungsmultiplexers
für optische
Signale, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, mit einer
Signaleinfügung/Abzweigung
mit einer starken Zurückweisung
von Demultiplexstreulicht und einem optischen Signalmultiplexaufbau
mit einem optischen Koppler.
-
Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
-
Ein
Beispiel, welches nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ist
in 1 dargestellt. Ein optisches Signal 1-1 mit
16 Wellenlängen,
die einem optischen Wellenlängenmultiplex
mit Intervallen von 0,8 nm (100 GHz) von 1547,72 nm bis 1559,79
nm eines Wellenlängenbereichs
unterzogen worden sind, wird über
eine Eingangsfaser 11-1 eines optischen Einfüge/Abzweigungsmultiplexerkanals 12-1 eingespeist. Eine
optische Abzweigungseinheit (ein Wellenlängendemultiplexer) 22-1 umfasst
ein dielektrisches Mehrschichtfilmfilter 23-1, und ein
Lichtsignal 2-1 mit einer spezifischen Wellenlänge, beispielsweise
einer fünften
Wellenlänge
mit 1550,92 nm, wird über
eine optische Faser 21-1 am Demultiplexende abgestrahlt.
In der Zeichnung wird der Aufbau eines Mehrschichtfilmfilters des Übertragungstyps
verwendet, aber es kann auch ein Filteraufbau, bei dem Demultiplexlicht
reflektiert wird, ebenfalls verwendet werden, wobei das Demultiplexende
der optischen Faser 21-1 mit der Reflexionsseite verbunden
wird. Der Verlust am Demultiplexlicht mit der fünften Wellenlänge von
1550,92 nm beträgt
1,2 dB im Maximum und der Verlust am Duchgangsende beträgt 10 dB
im Minimum. Andere Wellenlängenlichtsignale
gelangen über
eine optische Abzweigeinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1,
das heißt,
dass ein Lichtsignal, welches ein anderes ist als die Wellenlänge des
fünften
Signals mit 1550,92 nm, und Wellenlängenstreulicht des Demultiplexlichts
mit 1550,92 nm fallen an dem Demultiplexstreulicht-Sperrteil 32-1 ein.
Ein Sperrfilter für
Demultiplexstreulicht umfasst ein Bragg-Fasergitter 33-1 zur
Reflexion eines Lichtsignals mit einer Wellenlänge von 1550,92 nm. Der Durchgangsverlust
für das
andere Licht als die Wellenlänge
von 1550,92 nm beträgt
maximal 0,5 dB und der Verlust des zurückgewiesenen Lichts, das heißt das Lichtsignal
der Wellenlänge
von 1550,92 nm, beträgt
nicht weniger als 40 dB. Lichtsignale mit anderen Wellenlängen als
die Wellenlänge
von 1550,92 nm gelangen durch das Demultiplexstreulicht-Sperrteil 32-1 und
erreichen eine optische Einfügeeinheit (Multiplexer) 42-1.
Hier hat das eingefügte
Lichtsignal 4-1 der Einzelwellenlänge von 1550,92 nm die gleiche
Wellenlänge,
wie das Demultiplexlicht, und wird über ein Einfallsende einer
optischen Faser 41-1 eingespeist und in den Durchgang anderer
Wellenlängenlichtsignale
gemultiplext über
ein Einfügemultiplexfilter 43-1.
Das Multiplexfilter 43-1 umfasst ein dielektrisches Mehrschichtfilmfilter
mit der Dicke von wenigen μm.
Damit beträgt
gerade bei der Hochgeschwindigkeitsmodulation von 10 Gbit/s die
Ausbreitungsverzögerung
in Folge von räumlicher
Streuung durch das dielektrische Mehrschichtfilmfilter ungefähr 0,1 ps
und die Wellenform- Beeinträchtigung
tritt kaum bei einer Pulsbreite von 0,1 ns bei 10 Gbit/s auf. Der
Eingangsverlust des zugeführten
Lichtsignals beträgt
1,2 dB im Maximum, der Durchgangsverlust des Lichtsignals anderer
Wellenlängen
als der Wellenlänge
von 1550,92 nm beträgt
0,8 dB im Maximum und das gemultiplexte Lichtsignal 1-2 tritt über eine
emittierende optische Faser 11-2 aus. Weiterhin beträgt der Verlust
des vorhergehenden Sperrstreulichts im Minimum 10 dB. Während der
Multiplexteil als Durchgangstyp ähnlich
dem Demultiplexteil dargestellt ist, kann dieses auch als Reflexionstyp
ausgebildet sein.
-
Der
Durchgangsverlust des Lichtsignals mit anderer Wellenlänge wird
auf maximal 2,1 dB gedrückt
und der Verlust, der eine Interferenzturbulenz am Multiplexlicht
von Demultiplexlicht ist, kann auf nicht weniger als 50 dB eingedämmt werden.
Sogar in einem Falle, bei dem die Verstärkungsdifferenz zwischen Wellenlängen eines
Wellenlängenmultiplexsignals über eine
Mehrzahl von Knoten von 16 Wellenlängen bei Intervallen von 0,8
nm (100 GHz) von 1547,72 nm bis 1559,79 nm eines Wellenlängenbereichs
10 dB beträgt,
ist eine Unterdrückung
von nicht weniger als 48 dB zur Aufrechterhaltung einer Pegelunterdrückung des
kohärenten Übersprechens einer
optischen Streuung von 38 dB möglich,
damit dies ein penaltyfreier Durchgang ist. Wenn eine Penalty von
nicht mehr als 0,5 dB zugelassen ist, werden Sperreigenschaften
von 40 dB als Vorgabewert für
den Aufbaus genügen,
bei dem das substantielle kohärente Übersprechen
30 dB beträgt.
-
Bei
einem Verfahren, bei dem mehrere dielektrische Mehrschichtfilme
zur Verbesserung der Sperreigenschaften von Streulicht überlagert
sind, ist die Filterform abgerunded im Vergleich zu dem Bragg-Fasergitter.
Daher ist die Wellenlängenabhängigkeit
der Verlustcharakteristik des Demultiplexlichts oder der Verlustcharakteristik
des eingespeisten Lichts groß,
so dass in der An ordnung bei Wellenlängenintervallen von 0,8 nm
der Verlust mit einer leichten Wellenlängenabweichung größer wurde.
-
Im
Allgemeinen ist eine zulässige
Wellenlängenabweichung
von ± 1,5
nm notwendig, aber die Wellenlängenbreite
kann in diesem Ausmaß nicht
erhalten werden. Andererseits wurde ein Bragg-Fasergitter mit einer
Bandbereite von ± 1,5
nm zum Sperren von Streulicht verwendet, und zwar nur unter Anwendung
der Demultiplex- oder Multiplexeigenschaften für den dielektrischen Mehrschichtfilm.
-
Bezüglich der
Abweisung des Streulichts im vorgenannten Ausführungsbeispiel, sendet der
dielektrische Mehrschichtfilm des Multiplexteils auch zur Abschirmung
des Demultiplexstreulichts hin, um ein kohärentes Übersprechen zu vermeiden, aber
im Wesentlichen wird ein ausreichender Abschirmeffekt durch den
dielektrischen Mehrschichtfilm des Demultiplex-/Multiplexteils und
durch das Bragg-Fasergitter erhalten. Mit anderen Worten werden
Funktion und Aufbau der vorliegenden Erfindung durch das dielektrische
Mehrschichtfilmfilter zur Abweisung von nicht weniger als 10 dB
des Demultiplexlichts und durch das Bragg-Fasergitterfilter realisiert,
welches das Streulicht mit nicht weniger als 30 dB abweist.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
ist in 2 dargestellt. Während im vorhergehenden Beispiel
das Demultiplexen/Multiplexen für
eine Wellenlänge
gezeigt worden ist, wird in diesem Beispiel das Demultiplexen/Multiplexen
für eine
Mehrzahl von Wellenlängen dargestellt.
Ein optisches Signal 1-1 mit Wellenlängenmultiplex wird über eine
Eingangsfaser 11-1 eines optischen Einfüge/Abzweigungskanalmultiplexers 12-1 eingespeist.
Eine optische Abzweigungseinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1 umfasst ein
dielektrisches Mehrschichtfilmfilter 23-1 zum Demultiplexen
einer ersten Wellenlänge
durchgehend zu einem dielektrischen Mehrschichtfilmfilter 23-N zum
Demultiplexen der N Anzahl von Wellenlängen, und das Signallicht 2-1 bis 2-N einer
spezifischen gedemultiplexten Wellenlänge wird über eine optische Faser 21-1 am
Demultiplexende ausgegeben. Die erste bis zur N-ten Wellenlänge können eine
geeignete Kombination von Wellenlängen aufnehmen. Während in
der Zeichnung der Aufbau eines Multiplexfilmfilters vom Übertragungstyp
dargestellt ist, kann auch ein Filteraufbau, bei dem Demultiplexlicht reflektiert
wird, verwendet werden. Dabei werden die optischen Fasern 21-1 bis 21-N am
Demultiplexende mit der Reflektionsseite verbunden. Der Verlust
von Demultiplexlicht zum Demultiplexende beträgt dabei 1,2 dB im Maximum
für einen
ersten Wellenleiter und ungefähr 0,8
dB·N
+ 1,2 dB im Maximum für
die N-te Wellenlänge.
Der Verlust des jeweiligen Demultiplex-Streulichts zum Durchgangsende
beträgt
10 dB im Minimum. Das andere Wellenlängenlichtsignal, welches über die
optische Abzweigungseinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1 durchgegangen
ist, und das Streulicht des Demultiplexlichts werden in ein Demultiplexstreulicht-Sperrteil 32-1 eingespeist. Ein
Sperrfilter für
Demultiplexstreulicht umfasst Bragg-Fasergitter 33-1 bis 33-N mit
den Sperreigenschaften korrespondierend zu jeder Wellenlänge. Der Verlust
des Durchgangslichts beträgt
0,5 dB im Maximum und der Verlust jedes abgewiesenen Streulichts beträgt nicht
weniger als 40 dB. Andere Wellenlängenlichtsignale, die das Demultiplexstreulicht-Sperrteil 32-1 passiert
haben, erreichen eine optische Einfügeeinheit (Multiplexer) 42-1.
Hier wird einfallendes Lichtsignal 4-1 bis 4-N mit
der gleichen Wellenlänge wie
das Demultiplexlicht über
das Einfallsende optischer Fasern 41-1 bis 41-N eingespeist
und gemultiplext in den Durchgang anderer Wellenlängenlichtsignale über Einfügemultiplexfilter 43-1 bis 43-N.
Die Einfügemultiplexfilter 43-1 bis 43-N entsprechender Wellenlängen umfassen
dielektrische Mehrschichtfilmfilter, deren Dicke wenige μm beträgt. Gerade
bei der Hochgeschwindigkeitsmodulation von 10 Gbit/s tritt daher
selten eine Wellenformverschlechterung auf. Der Wellenlängeneingangsverlust,
der den Minimalverlust des eingespeisten Lichtsignals erreicht, beträgt im Maximum
1,2 dB, und der Wellenlängeneingangsverlust,
der den Maximalverlust erreicht, beträgt (0,8·N + 1,2) dB im Maximum. Der
Verlust anderer Durchgangs-Wellenlängenlichtsignale beträgt 0,8 dB·N im Maximum
und das gemultiplexte Lichtsignal 1-2 wird über die
emittierende optische Faser 11-2 ausgegeben. Der Streuverlust
des vorherigen Demultiplexlichts beträgt 10 dB im Minimum. Während der
dargestellte Multiplexteil vom Übertragungstyp ist, ähnlich dem
des Demultiplexteils, kann auch einer des Reflexionstyps verwendet
werden.
-
Damit
wird der Durchgangsverlust des sonstigen Wellenlängenlichtsignals auf (0,8dB·2·N + 0,5) dB
im Maximum gedrückt
und die Streuung, welche eine Interferenzturbulenz des Demultiplexlichts
zum Eingangssignal ist, kann auf nicht weniger als 50 dB gedämpft werden.
Gerade wenn die Verstärkungsdifferenz
zwischen Wellenlängen
eines Wellenlängenmultiplexsignals
10 dB beträgt,
kann eine Unterdrückung
auf nicht mehr als 48 dB erfolgen, die notwendig ist, um einen zulässigen Pegel
des kohärenten Übersprechens
von 38 dB einzuhalten.
-
3 zeigt
einen Aufbau, deren Anordnung so ausgeführt ist, dass keine Turbulenz
in Folge der Streuung des reflektierenden Umkehrlichts in das De multiplexstück bei der
Abweisung des Demultiplexlichts in dem von 2 dargestellten
Beispiel auftritt. Signallicht mit anderer Wellenlänge, welches durch
eine optische Abzweigungseinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1 gegangen
ist und das Streulicht des Demultiplexlichts treffen auf ein Demultiplexstreulicht-Sperrteil 32-1.
Ein Demultiplexstreulicht-Sperrfilter umfasst Bragg-Fasergitter 33-1 bis 33-N mit
Abweisungseigenschaften korrespondierend zu jeder Wellenlänge. Der
Verlust des Durchgangslichts beträgt 0,5 dB im Maximum und der
Verlust jedes abgewiesenen Lichts beträgt nicht weniger als 40 dB.
Im Bragg-Fasergitter läuft
das abgewiesene Licht zurück
in den Kanal und versucht zur Einfallslichtfaser 11-1 zurückzukehren.
Durch Einfügung des
Sperrteils 5-2 für
rücklaufendes
Licht bezogen auf das reflektierte zurücklaufende Licht, kann das zurücklaufende
Licht um nicht weniger als 30 dB in seiner Intensität verringert
werden. Das Sperrteil für das
zurücklaufende
Licht umfasst einen optischen Isolator 5-1, wobei der Verlust
in Vorwärtsrichtung etwa
0,5 dB beträgt,
was kein Problem darstellt. Durch Einfügung des Sperrteils für das zurücklaufende
Licht, kann die Streuung des Demultiplexlichts der Demultiplexfilter 23-1 bis 23-N zum
Durchgang gemildert werden, wobei die Leistungsfähigkeit bei ansteigender Anzahl
von Wellenlängen
erreicht werden kann, so dass eine Kostenreduzierung möglich ist.
-
4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines optischen Ringnetzwerksystems, welches in einem lokalen Knoten
einen Einfüge-/Abzweigungsmultplexer
für optische
Signale für
die Wellenformverschlechterung beim Demultiplexen/Multiplexen bei schwachem
Signal und zum Sperren von Streulicht von stark gedemultiplextem
Licht hat. Der Ring umfasst einen faseroptischen Übertragungspfad 60,
um ein Signal gegen den Uhrzeigersinn weiterzuleiten, und eine optische
Faser 61, um es im Uhrzeigersinn fortzuführen. Ein
optisches Signal entlang des faseroptischen Übertragungspfads 60 wird
beschrieben, aber im faseroptischen Übertragungspfad 61 ist
die ähnliche
Funktion ausgebildet.
-
In
einem Zentralknoten 6-1 werden alle Wellenlängensignale λ1 bis λ8 eingespeist.
Ein optisches Signal 1-1, welches einem optischen Wellenlängenmultiplex
unterzogen ist, demultiplext ein optisches Signal vom Zentralknoten
der Einzelwellenlänge λ1 am ersten
lokalen Knoten 6-2 und fügt das optische Übertragungssignal λ1 am Zentralknoten
ein. Dabei wird das dielektrische Mehrschichtfilmfilter korrespondierend
zu der ersten Wellenlänge
des ersten Beispiels im Demultiplexteil und im Multiplexteil verwendet
und das Bragg-Fasergitter
wird für
die Demultiplexsperrlichtabweisung verwendet, wobei ge rade bei dem
Signal mit einer Rate von 10 Gibt/s kaum eine Wellenformverschlechterung
aufgrund des Filters auftritt und eine hohe Übertragungsqualität ohne Beeinträchtigung
durch kohärentes Übersprechen erhalten
werden kann. Bei der Durchführung
des Lichtsignal-Demultiplex/-Multiplex der zwei Wellenlängen λ2 bis λ3 von N =
2 am zweiten lokalen Knoten 6-3, der Einzelwellenlänge λ 4 am dritten
lokalen Knoten 6-4, der drei Wellenlängen λ5, λ6 und λ7 am vierten lokalen Knoten 6-5 und
der Einzelwellenlänge λ8 am fünften lokalen
Knoten 6-6, wird ein Einfüge-/Abzweigungsmultiplexer
für optische
Signale mit einem dielektrischen Mehrschichtfilmfilter verwendet, korrespondierend
zu einer Einzelwellenlänge
oder zu N Wellenlängen
und ein Bragg-Fasergitterfilter zur Abweisung von Demultiplexstreulicht,
um dadurch ein optisches Netzwerksystem mit hoher Signalqualität zu erstellen.
Außerdem
gelangt das Signallicht der Wellenlänge λ8 vom Zentralknoten über vier
Knoten, bis es am lokalen Knoten 6-6 gedemultiplext wird, wobei
sich Verstärkungsdifferenzen
aufsummieren. Ein hoher optischer Level von 4 dB kann erreicht werden,
da aber die Zurückweisung
von Demultiplexstreulicht in dem Einfüge/Abzweigungsmultiplexer mit
bis zu etwa 50 dB erreichbar ist, wird ein Streulichtpegel weit
unterhalb des zulässigen
Interferenzpegels von 38 dB erhalten.
-
5 zeigt
einen Aufbau eines Einfüge-/Abzweigunsmultiplexers,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, der einen Demultiplexteil
einer Wellenlänge
und einen optischen Koppler umfasst. Ein optisches Signal 1-1,
welches einem Wellenlängenmultiplex
unterzogen ist, ist für
optische Signale mit spezifischer Wellenlänge an einer optischen Abzweigeeinheit
(Wellenlängendemultiplexer) 22-1 gemultiplext, die
ein dielektrisches Multiplexfilmfilter 23-1 umfasst. Optische
Signale anderer Wellenlängen
gelangen durch die optische Abzweigungseinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1 und
werden in ein Demultplexstreulicht-Sperrteil 32-1 eingespeist,
welches ein Bragg-Fasergitter 33-1 umfasst, zur Abweisung
von Licht mit einer Wellenlänge
des Demultiplexlichts mit nicht weniger als 30 dB. Andere optische
Wellenlängensignale
erfahren kaum mehr Dämpfung
als 1 dB, aber Streuung von Demultiplexlicht wird mit nicht weniger
als 30 dB gedämpft.
Die Streuung von Demultiplexlicht in das Bragg-Fasergitter 33-1 and
er vorherigen optischen Abzweigungseinheit (Wellenlängendemultiplexer) 22-1 wird
mit nicht weniger als 10 dB abgewiesen und insgesamt mit nicht weniger
als 40 dB. Im vorliegenden Beispiel hat das Multiplexteil die gleiche
Wellenlänge
wie das Demultiplexlicht unter Verwendung eines optischen Kopplers 44-1,
aber ein separates Lichtsignal wird ge multiplext. Gleichzeitig wird
ein optischer Pegel eines Ausgangsteils 11-2 des optischen
Kupplers 44-1 so eingestellt, dass das Multiplexlicht im
Mittelwert gleich ist, wie das Durchgangslicht. Die Einspeisung über einen
optischen Koppler hat die Vorzüge,
dass die Kosten gering sind und das Einstellen einer Wellenlänge im Multiplexteil unnötig ist
und der Arbeitsvorgang leicht durchzuführen ist. Da jedoch keine Funktion
eines Filters gegeben ist, führt
dies möglicherweise
zu einer Verschlechterung der Signalqualität aufgrund von kohärentem Übersprechen,
wenn die Abschirmungseigenschaften des Demultiplexlichts schlecht
sind. Wird der Aufbau der vorliegenden Erfindung angewendet, wird
die Streuung von Demultiplexlicht mit nicht weniger als 40 dB abgeschirmt
und gerade bei dem Aufbau, der einen optischen Koppler verwendet, ist
es möglich,
den Einfluss kohärenten Übersprechens
zu vermeiden.
-
Obwohl
hier das Demultiplexen/Multiplexen einer Wellenlänge dargestellt worden ist,
kann ein Einfüge-/Abzweigungsmultiplexer
zweier Wellenlängen
dadurch aufgebaut werden, dass ein Demultiplexteil einer separaten
Wellenlänge
und ein Sperrteil in eine Durchgangsfaser nachfolgend zur ersten
Wellenlänge
eingesetzt werden, wobei drei Eingänge in einen optischen Koppler
verwendet werden. Der Aufbau für
eine Mehrzahl von Wellenlängen
kann ebenfalls in ähnlicher
Weise, wie oben beschrieben, realisiert werden.