DE69011718T2

DE69011718T2 - Optischer Regenerator und seine Verwendung in einem optischen Netzwerk.

Info

Publication number: DE69011718T2
Application number: DE69011718T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Aida; Kiyoshi Nakagawa; Shigendo Nishi; Masatoshi Saruwatari
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: EP0392493A1; US5083874A; DE69011718D1; AU5325890A; AU632108B2; CA2014552A1; EP0392493B1; CA2014552C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Zwischenverstärker, der in einem optischen Netzwerk verwendet wird, um eine übertragenes optisches Signal zu verstärken, und ein einen optischen Zwischenverstärker verwendendes optisches Netzwerk.
Ein herkömmliches, mit Zwischenverstärkern versehenes Unterwasserübertragungsnetzwerk, das beispielsweise ein Unterwasser-Lichtwellenleiterkabel verwendet, erfordert für Übertragungen über lange Entfernungen einen optischen Unterwasser Zwischenverstärker, der ein abgeschwächtes optisches Signal verstärkt. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des optischen Unterwasser-Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem herkömmlichen optischen Netzwerk zeigt.
In Fig. 1 umfaßt ein optisches Unterwasserkabel 51 einen Lichtwellenleiter 52 zur Übertragung eines optischen Signals und eine Speiseleitung 57 zur Lieferung der für die Zwischenverstärkerverarbeitung erforderlichen Leistung. Ein optischer Unterwasser-Zwischenverstärker 50, der in vorbestimmten Abständen in das optische Unterwasserkabel 51 eingefügt ist, umfaßt einen opto-elektrischen Umsetzer 53 zur Umsetzung des optischen Signals in ein elektrisches Signal, einen Verstärker 55 zum Verstärken des elektrischen Signals, einen elektro-optischen Umsetzer 54 zum Umsetzen des verstärkten elektrischen Signals in ein optisches Signal zur Eingabe in den Lichtwellenleiter 52 und eine Stromversorgungsschaltung 56 zur Stromversorgung der Umsetzer 53 und 54 und des Verstärkers 55.
Der optische Unterwasser-Zwischenverstärker 50 des herkömmlichen optischen Netzwerks hat also eine Anordnung, bei der ein abgeschwächtes optisches Signal zunächst in ein elektrisches Signal umgesetzt wird, welches verstärkt und dann zur Ausgabe auf einem hohen Signalpegel wieder in ein optisches Signal umgesetzt wird.
Bei einem solchen optischen Unterwasser-Zwischenverstärker 50 ist es zur Verstärkung des optischen Signals nötig, jeder Schaltung eine beträchtlichen Leistungsbetrag zu liefern. Dies verlangt unvermeidlich die Verwendung einer Speiseleitung mit beispielsweise sehr gutem Isolationsvermögen von einer Leistungsliefereinheit an Land zu dem optischen Unterwasser-Zwischenverstärker 50.
Darüberhinaus muß der optische Unterwasser-Zwischenverstärker 50 für seinen langzeitigen, wartungsfreien Betrieb sehr zuverlässig sein. Da jedoch jede Schaltung des herkömmlichen optischen Unterwasser-Zwischenverstärkers 50 viele Teile unter Einschluß von Halbleitervorrichtungen enthält, müssen die einzelnen Teile zum Erhalt der erforderlichen Zuverlässigkeit sehr zuverlässig gemacht werden. Dies führt unvermeidlich zu hohen Kosten für den optischen Unterwasser-Zwischenverstärker 50 und erhöht damit die Herstellungskosten des gesamten optischen Netzwerks.
Ein dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechendes optisches Netzwerk ist in der US-A- 4,990,619 offenbart. Dieses bekannte System verwendet eine Raman-Verstärkungsfaser, die über Koppler mit Übertragungsfasern gekoppelt ist. Pumplicht wird direkt von einer Quelle in die Raman-Verstärkungsfaser injiziert.
Das Dokument EP-A-0 221 711 bezieht sich auf ein Lichtwellenleiter-Kommunikationssystem unter Verwendung von Raman-Verstärkung, bei dem die Raman-Verstärkung in der optischen Übertragungsfaser dadurch bewirkt wird, das Pumplicht über einen optischen Koppler in die Übertragungsfaser injiziert wird. Bei dieser Anordnung ist die Übertragungsfaser selbst der optische Verstärker, der sich 40 km bis zum nächsten Pumpstrahlungsinjektionspunkt erstreckt.
Das Dokument EP-A-0 146 262 betrifft einen optischen Verstärker, der ebenfalls von der Raman-Verstärkung Gebrauch macht.
Das Dokument EP-A-0 268 523 bezieht sich ebenfalls nur auf einen optischen, von der Raman- Verstärkung Gebrauch machenden Verstärker, bei dem mehr als zwei Laserstrahlen in polarisations-multiplex Weise gebündelt werden, um eine große Lichtinjektionsmenge als Pumplicht für die Raman-Verstärkung zu erhalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein billiges optisches Netzwerk, das keine Stromversorgung zu optischen Zwischenverstärkern erfordert, sondern in der Lage ist, einen Langzeitbetrieb ohne Wartung auszuführen, sowie eine optischen Zwischenverstärker zur Verwendung in solch einem optischen Netzwerk zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit optischen Netzwerk bzw. einem optischen Zwischenverstärker gelöst, wie sie beansprucht sind.
Das optische Netzwerk der vorliegenden Erfindung enthält: ein optisches Kabel, das einen Lichtwellenleiter zur Übertragung von Signallicht einer vorbestimmten Wellenlänge zwischen wenigstens zwei Anschlußstellen enthält; wenigstens eine Zwischenverstärkeranordnung, die in Reihenschaltung in den Lichtwellenleiter zwischen den beiden Anschlußstellen eingefügt ist; und eine Pumplicht-Lieferanordnung zur Lieferung von Pumplicht an die Zwischenverstärkeranordnung. Die Zwischenverstärkeranordnung enthält: ein optisches Verstärkungselement, das einen Lichtwellenleiter enthält, der mit wenigstens einem Metall der Seltenerden dotiert ist und ein Eingangsende zum Empfang des Signallichts sowie ein Ausgangsende zur Ausgabe des Signallichts nach seiner Verstärkung aufweist und zur Verstärkung des Signallichts durch das Pumplicht angeregt wird; eine Eingangs-Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln der Optosignal-Übertragungsfaser mit dem Eingangsende des optischen Verstärkungselements und zum Anlegen des Signallichts von der Optosignal-Übertragungsfaser an das optische Verstärkungselement; eine Ausgangs-Kopplungsanordnung zum optischen Koppeln der Optosignal- Übertragungsfaser mit dem Ausgangsende des optischen Verstärkungselements und zur Ausgabe des verstärkten optischen Signals von dem optischen Verstärkungselement an die Optosignal-Übertragungsfaser; und eine Pumplicht-Eingabeanordnung zur Eingabe des Pumplichts von der Pumplicht-Lieferanordnung zu wenigstens einem der beiden Enden, dem Eingangsende und dem Ausgangsende des optischen Verstärkungselements.
Bei solch einem optischen Netzwerk der vorliegenden Erfindung verstärkt die Zwischenverstärkeranordnung das optische Eingangssignal direkt mittels des optischen Verstärkungselements, das von dem Pumplicht angeregt wird, und das Pumplicht wird von außen an die Zwischenverstärkeranordnung angelegt. Elektrische Leistung braucht daher nicht an die Zwischenverstärkeranordnung nicht geliefert zu werden. Daher ist das optische Netzwerk der vorliegenden Erfindung über einen langen Zeitraum betreibbar ohne die Notwendigkeit einer Wartung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches optisches Netzwerk zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem in Fig. 2 dargestellten optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Eingangsleistung des Pumplichts und der Verstärkung des optischen Verstärkungselements zeigt;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das noch ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine dritte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem in Fig. 8 dargestellten Netzwerk zeigt;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das eine vierte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem in Fig. 10 dargestellten optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel des optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem in Fig. 10 dargestellten optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Form des in Fig. 9 gezeigten optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Form des in Fig. 11 gezeigten optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Form des in Fig. 12 dargestellten optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung in dem in Fig. 16 dargestellten optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Form des in Fig. 17 dargestellten optischen Zwischenverstärkers zeigt;
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das eine sechste Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das eine siebte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung bei dem in Fig. 20 dargestellten optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 22 ist ein Blockdiagramm des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung, das für Experimente ausgebildet ist;
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung, die gemessene Signallichtpegel an vorbestimmten Punkten in dem in Fig. 22 dargestellten experimentellen optischen Netzwerk zeigt;
Fig. 24 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel einer Pumplichtquelle zeigt;
Fig. 25 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 28 ist ein Blockdiagramm, das noch ein anderes Beispiel des optischen Zwischenverstärkers der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 zeigt in Blockform eine Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung. Eine Sendeanschlußstelle 30A an einem Ort A und eine Empfangsanschlußstelle 30B an einem Ort B sind durch Lichtwellenleiterkabel (LWL-Kabel) L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; über in Reihe eingesetzte optische Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; verbunden. Diese LWL-Kabel weisen jeweils Optosignal-Übertragungsfasern 12&sub1;, 12&sub2; bzw. 12&sub3; auf. Unterstützungsanlageneinheiten 30C und 30D sind an verschiedenen Orten C und D vorgesehen und mit den optischen Zwischenverstärkern 10&sub1; und 10&sub2; uber Pumplicht-Übertragungskabel 16&sub1; bzw. 16&sub2; verbunden. Die Unterstützungsanlagen 30C und 30D liefern Pumplicht LP von Pumplichtquellen 18&sub1; und 18&sub2; an die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; über optische Fasern 15&sub1; und 15&sub2; der Pumplicht-Übertragungskabel 16&sub1; und 16&sub2;.
Beispielsweise liefert die Sendeanschlußstelle 30A Signallicht SL von einem optischen Sender 17 an die optische Faser 12&sub1; in dem LWL-Kabel 11&sub1;, durch welches das Signallicht SL an den optischen Zwischenverstärker 10&sub1; übertragen wird. Der optische Zwischenverstärker 10&sub1; verstärkt das Signallicht SL direkt und liefert es an die optische Faser 12&sub2; des LWL-Kabels 11&sub2;. Der optische Zwischenverstärker 10&sub2;, dessen Aufbau mit dem des optischen Zwischenverstärkers 10&sub1; identisch ist, verstärkt das empfangene Signallicht SL und liefert es dann an die optische Faser 12&sub3; des LWL-Kabels 11&sub3;. Die Empfangsanschlußstelle 30B setzt das empfangene Signallicht SL mittels einer Photodetektoreinheit 19 in ein elektrisches Signal SE um.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform jedes der optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; zur Verwendung bei der Ausführungsform von Fig. 2. Der dargestellte optische Zwischenverstärker ist zur Verwendung als optischer Zwischenverstärker 10&sub1; gezeigt. Der optische Zwischenverstärker 10&sub1; hat einen Optosignal-Eingangsanschluß 20, einen Optosignal-Ausgangsanschluß 21 und eine Pumplicht-Eingangsanschluß 22. Ein optisches Verstärkungselement 14 ist zwischen dem Optosignal-Eingangsanschluß 20 und dem Optosignal-Ausgangsanschluß 21 angeordnet. Der Optosignal-Eingangsanschluß 20, der Optosignal-Ausgangsanschluß 21 und der Pumplicht- Eingangsanschluß 22 bilden Signallicht und Pumplicht-Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß eines optischen Systems, das den optischen Zwischenverstärker 10&sub1; bildet, und sie stellen außerdem das Ende und den Anfang der Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub1; und 12&sub2; sowie das Ende einer Pumplicht-Übertragungsfaser 15&sub1; dar. Ein Koppler 13&sub1; ist in einem optischen Weg P&sub1; zwischen dem Optosignal-Eingangsanschluß 20 und dem eingangsseitigen Ende 23 des optischen Verstärkungselements 14 vorgesehen, während ein Spalter 13&sub2; in einem optischen Weg P&sub2; zwischen dem ausgangsseitigen Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14 und dem Optosignal-Ausgangsanschluß 21 angeordnet ist. Bei diesem optischen Zwischenverstärker wird das Signallicht SL, das von der Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub1; in dem LWL-Kabel 11&sub1; ausgeht, die mit dem Optosignal-Eingangsanschluß 20 verbunden ist, von dieser über den optischen Weg P&sub1; an das eingangsseitige Ende 23 des optischen Verstärkungselements 14 angelegt. Das Signallicht SL wird bei seinem Durchlauf durch das optische Verstärkungselement 14, das durch das Pumplicht LP angeregt wird, verstärkt und das so verstärkte Signallicht SL wird von dem ausgangsseitigen Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14 ausgegeben, um danach über den optischen Weg P&sub2; an die optische Faser 12&sub2; in dem LWL-Kabel 11&sub2; geliefert zu werden, das mit dem Optosignal-Ausgangsanschluß 21 verbunden ist.
Andererseits wird das Pumplicht LP, das von der optischen Faser 15&sub1; des Pumplichtliefer-LWL- Kabels 16&sub1; an dem Pumplicht-Eingangsanschluß 22 ausgegeben wird, von dem in dem optischen Weg P&sub1; enthaltenen Koppler 13&sub1; mit dem Signallicht SL in wellenlängen-multiplex Weise gebündelt und danach an das eingangsseitige Ende 23 des optischen Verstärkungselements 14 angelegt. In anderen Worten, das Signallicht SL und das Pumplicht LP werden in gleicher Richtung in das optische Verstärkungselement 14 eingeben, wodurch das optische Verstärkungselement 14 angeregt wird. Diese Anregungsmethode wird Vorwärtsanregung genannt. In dem optischen Verstärkungselement 14 wird das Pumplicht LP durch die Anregung des optischen Verstärkungselements 14 verbraucht, und das überschüssige Pumplicht wird von dem ausgangsseitigen Ende 24 ausgegeben. Bei diesem Beispiel wird das überschüssige Pumplicht von dem optischen Weg P&sub2; mittels des darin vorgesehenen Spalters 13&sub2; entfernt. Es ist aber auch möglich, ohne den Spalter 13&sub2; vorzusehen, sowohl das überschüssige Pumplicht als auch das Signallicht SL der Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub2; zuzuführen, die mit dem Signalausgangsanschluß 21 verbunden ist. Der Koppler 13&sub1; und der Spalter 13&sub2; können beispielsweise von Kaltlichtspiegeln oder Faserkopplern gleicher Charakteristik gebildet werden, die das Signallicht SL hindurchlassen, aber das Pumplicht LP reflektieren. Der Koppler 13&sub1; kann ein optischer Richtungskoppler sein.
In Fig. 3 kann das optische Verstärkungselement 14 beispielsweise aus einer Erbium-dotierten Siliziumoxidfaser mit einer Länge von etlichen 10 bis zu 100 m gebildet werden. In diesem Fall liegt die als Pumplicht geeignete Wellenlänge in dem Bereich von 1,46 bis 1,49 um. Es ist im Stand der Technik bekannt, daß die durch Pumplicht in diesem Wellenlängenbereich angeregte Faser eine Verstärkungscharakteristik aufweist, bei der die Verstärkung für das durch die Faser hindurchlaufende Licht bei Wellenlängen von 1,535 und 1,55 um maximal wird (siehe OFC'89 POSTDEADLINE PAPER THURSDAY, FEBRUARY, 1883, PD15, "A 212 km NON-REPEATED Er-3 DOPED FIBER AMPLIFIERS IN AN IN/DETECTlON REPEATER SYSTEM", K. HAGIMOTO et at, zum Beispiel). Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform liefert der optische Sender 17 beispielsweise das Signallicht SL mit einer Wellenlänge von 1,55 um, und die Pumplichtquellen 18&sub1; und 18&sub2; geben je Pumplicht einer Wellenlänge von beispielsweise 1,48 um ab. Natürlich kann Licht der Wellenlänge von 1,535 um ebenfalls als das Signallicht verwendet werden Durch Verwendung von Fasern, die mit anderen Metallen der Seltenerden als Erbium-dotiert sind, können Pumplicht und Signallicht anderer Wellenlängen eingesetzt werden. Allgemein ist die Wellenlänge des Pumplichts kürzer als die Wellenlänge des Signallichts.
Während in Fig. 3 dargestellt ist, daß das Pumplicht LP am eingangsseitigen Ende 23 des optischen Verstärkungselements 14 eintritt, kann der optische Zwischenverstärker auch so ausgebildet sein, daß das Pumplicht LP von einem optischen Koppler 13&sub2; so reflektiert wird, daß es über das ausgangsseitige Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14 in dieses in einer dem Signallicht SL entgegengesetzten Richtung eintritt, wie in Fig. 4 gezeigt. Diese Anregungsmethode wird als Rückwärtsanregung bezeichnet. Auch in diesem Fall kann der Spalter 13&sub1; zum Entfernen des übrigbleibenden Pumplichts LP weggelassen werden.
Im Fall beispielsweise der Vorwärtsanregung, stehen die Pumplichtleistung und die Verstärkung des LWL-Verstärkungselements, beispielsweise der Erbium-dotierten Faser, in einem Zusammenhang, wie er durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn die Leistung des Pumplichts einen gewissen Wert übersteigt (etwa 15 mW in Fig. 5), wird die Verstärkung positiv, jedoch ist der Zusammenhang zwischen der Pumplichtleistung und der Verstärkung nichtlinear. Die Verstärkung ist im wesentlichen gesättigt, wenn die Leistung des Pumplichts über einen festen Wert (beispielsweise etwa 50 mW) hinaus erhöht wird. Das bedeutet, das der Leistungswirkungsgrad abnimmt, wenn die Eingangsleistung des Pumplichts über einen gewissen Wert hinaus erhöht wird. Wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, erhält man im Fall der Vorwärtsanregung eine Verstärkung von 18 dB oder so, wenn die Pumplichtleistung 40 mW beträgt. Die Verstärkung steigt aber nur auf 19 dB, selbst wenn die Pumplichtleistung 80 mW beträgt. Gemäß unseren Experimenten wird, wenn 40 mW Pumplicht eingegeben werden, etwa 1,6 mW Pumplicht ausgegeben. Dies zeigt, daß der ausgangsseitige Endabschnitt der Erbium-dotierten Faser nicht mit einer ausreichenden Menge von Pumplicht versorgt wird, um die Verstärkung in Fig. 5 positiv zu machen. Um dies zu vermeiden, ist es möglich, eine solche Anordnung einzusetzen, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, und bei der das externe Pumplicht LP mittels eines optischen Teilers 26 in zwei Teile unterteilt wird, die über optische Wege P&sub3; und P&sub4; Kopplern 13&sub1; bzw. 13&sub2; geliefert werden, so daß sie gleichzeitig dem optischen Verstärkungselement 14 zugeführt werden, der eine Teil durch das eingangsseitige Ende 23 in derselben Richtung wie das Signallicht SL und der andere Teil durch das ausgangsseitige Ende 24 in Gegenrichtung zum Signallicht SL. Dies wird als Zweirichtungs-Anregung oder bidirektionale Anregung bezeichnet. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, eine sehr effiziente Anregung sowohl am eingangsseitigen Endabschnitt als auch am ausgangsseitigen Endabschnitt des LWL-Verstärkungselements auszuführen, was zu einer verbesserten Verstärkung führt, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 5 dargestellt. Wenn beispielsweise 20 mW Pumplicht an das LWL-Verstärkungselement geliefert wurden, und zwar gleichzeitig über sowohl dessen eingangsseitiges Ende 23 als auch sein ausgangsseitiges Ende 24, erhielt man eine Verstärkung von 21 dB, wie in Fig. 5 gezeigt. Im Fall der Vorwärtsanregung mit 40 mW Pumplicht betrug die Verstärkung dagegen nur 18 dB.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als, solange die Orte C und D, die sich für die Installation von Pumplichtquellen eignen, zur Verfügung stehen, beispielsweise innerhalb 100 km von gewünschten Zwischenverstärkerpunkten, ein sich über lange Entfernung erstreckendes optisches Netzwerk durch aufeinanderfolgende Installierung solcher optischer Zwischenverstärkerpunkte aufgebaut werden kann. Die Ausführungsform von Fig. 2 wurde im Zusammenhang mit dem Fall der Übertragung des Signallichts von der Sendeanschlußstelle 30A am Ort A zu der Empfangsanschlußstelle 30B am Ort B beschrieben. In der Praxis können die LWL-Kabel 11&sub1;, 11&sub2; und 11&sub3; jedoch je eine Vielzahl von Optosignal-Übertragungsfasern für eine Zweiwege-Optosignal-Übertragung aufweisen, und die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; enthalten ebenfalls optische Verstärkungselemente, entsprechend der Vielzahl von Optosignal-Übertragungsfasern. Aus Gründen der Kürze, werden jedoch weitere Ausführungsformen der Erfindung ebenfalls in bezug auf das System der Übertragung des Signallichts SL in einer Richtung beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung. Bei diesem optischen Netzwerk liefern die Sendeanschlußstelle 30A, die das Signallicht SL sendet, und die Empfangsanschlußstelle 30B, die das Signallicht SL empfängt, das Pumplicht LP an die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; bzw. 10&sub2;. Hierfür haben die LWL-Kabel 11&sub1; und 11&sub3; Pumplicht-Übertragungsfasern 15&sub1; bzw. 15&sub3;, über die das Pumplicht LP von Pumplichtquellen 18&sub1; und 18&sub2;, die in den Anschlußstellen 30A und 30B vorgesehen sind, an die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; angelegt wird. Die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; können irgendwelche der in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigten sein. Bei dem optischen Zwischenverstärker 10&sub1; sind der Optosignal-Eingangsanschluß 20 und der Pumplicht-Eingangsanschluß 22 an dasselbe LWL-Kabel 11&sub1; angeschlossen, und bei dem optischen Zwischenverstärker 10&sub2; sind der Optosignal-Ausgangsanschluß und der Pumplicht-Eingangsanschluß 22 an dasselbe LWL-Kabel 11&sub3; angeschlossen.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind in der Ausführungsform von Fig. 7 beispielsweise vier optische Zwischenverstärker 10&sub1; bis 10&sub4; vorgesehen, und das Pumplicht LP wird allen optischen Zwischenverstärkern von der Sendeanschlußstelle 30A und der Empfangsanschlußstelle 30B über die Pumplichtliefer-Fasern 15&sub1; bis 15&sub5; geliefert. Der optische Zwischenverstärker 10&sub1; hat einen Aufbau wie er in Fig. 9 gezeigt ist und bei dem ein Teil des Pumplichts LP von einem optischen Teiler 26 abgetrennt und dem optischen Koppler 13&sub1; geliefert wird, von dem es zusammen mit dem Signallicht SL dem optischen Verstärkungselement 14 zu dessen Anregung zugeführt wird. Der andere Teil des Pumplichts wird über die optische Pumplichtliefer-Faser 15&sub2; an den optischen Zwischenverstärker 10&sub2; der nächsten Stufe geliefert. Der optische Zwischenverstärker 10&sub4; kann auch den in Fig. 9 gezeigten Aufbau aufweisen, wobei jedoch in diesem Fall die Anschlüsse 20 und 22 mit dem LWL-Kabel 11&sub5; verbunden sind und die Anschlüsse 21 und 23 mit dem LWL-Kabel 11&sub4;. Durch Einsatz der Anordnung gemäß Fig. 9 auch für die zwischenliegenden optischen Zwischenverstärker 10&sub2; und 10&sub3;, kann die Anzahl optischer Zwischenverstärker erhöht werden. Bei jedem beliebigen optischen Zwischenverstärker 10&sub1; bis 10&sub4; kann das Pumplicht LP dem optischen Verstärkungselement 14 über dessen Optosignal-Ausgangsende 24 zugeführt werden. Außerdem kann das optische Netzwerk auch so angeordnet werden, daß das Pumplicht LP von einer der Anschlußstellen 30A und 30B geliefert wird.
Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um eine Kombination der Ausführungsformen handelt, die in den Fig. 2 und 8 dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform sendet die Sendeanschlußstelle 30A das Signallicht SL und das Pumplicht LP dem optischen Zwischenverstärker 10&sub1; über die in dem LWL- Kabel 11&sub1; enthaltenen optische Fasern 12&sub1; bzw. 15&sub1;. Der optische Zwischenverstärker 10&sub1; hat beispielsweise denselben Aufbau, wie er in Fig. 9 gezeigt ist. Das Signallicht SL wird in das optische Verstärkungselement 14 eingegeben und ein Teil des Pumplichts LP wird mittels des optischen Teilers 26 abgeteilt und dann über den Koppler 13&sub1; dem optischen Verstärkungselement 14 zusammen mit dem Signallicht SL geliefert. Der andere Teil des Pumplichts LP wird über die optische Faser 15&sub2; dem optischen Zwischenverstärker 10&sub2; der nächsten Stufe geliefert, wo es dazu benutzt wird, das optische Verstärkungselement 14 anzuregen. Andererseits wird Pumplicht LP von der Pumplichtquelle 18&sub2; der Unterstützungsanlage 30C über die optische Faser 15&sub2; des LWL-Kabels 16 an den optischen Zwischenverstärker 10&sub3; geliefert. Der optische Zwischenverstärker 10&sub3; hat einen Aufbau, wie er beispielhaft in Fig. 11 gezeigt ist, und bei dem ein Teil des Pumplichts LP, das von dem LWL-Kabel 16 geliefert wird, mittels des optischen Teilers 26 abgeteilt und dann dem Koppler 13&sub1; geliefert wird, von dem es zusammen mit dem Signallicht SL an das optische Verstärkungselement 14 angelegt wird, um dieses anzuregen. Der andere Teil des Pumplichts LP wird dem optischen Zwischenverstärker 10&sub4; der nächsten Stufe über die optische Pumplichtliefer-Faser 15&sub3; des optischen Kabels 11&sub4; geliefert. In nachfolgenden Stufen des optischen Netzwerks ist jede Unterstützungsanlage gleichen Aufbaus wie die Unterstützungsanlage 30C, die an einem gewünschten Punkt für jeweils eine Mehrzahl optischer Zwischenverstärker installiert ist, mit dem entsprechenden optischen Zwischenverstärker verbunden, der das ihm gelieferte Pumplicht LP in zwei Teile aufteilt und den einen Teil des Pumplichts LP zur optischen Verstärkung verwendet und den anderen Teil des Pumplichts LP an den optischen Zwischenverstärker der nachfolgenden Stufe sendet. Der optische Zwischenverstärker 10&sub3;, der mit der Unterstützungsanlage 30C in Fig. 10 verbunden ist, kann auch beispielsweise gemäß Darstellung in Fig. 12 aufgebaut sein. In diesem Fall wird das über das LWL-Kabel 16 gelieferte Pumplicht LP von dem optischen Teiler 26 in drei Teile aufgeteilt. Ein Teil des unterteilten Pumplichts LP wird dem optischen Verstärkungselement 14 geliefert, ein anderer Teil des Pumplichts LP wird über die optische Pumplichtliefer-Faser 15&sub4; an den optischen Zwischenverstärker 10&sub4; der nächsten Stufe gesendet, und der verbleibende Teil des Pumplichts LP wird über die optische Pumplichtliefer-Faser 15&sub3; an den optischen Zwischenverstärker 10&sub2; der vorhergehenden Stufe gesendet. Bei einer solchen Anordnung ist der optische Zwischenverstärker, der mit dem Pumplicht direkt von der Unterstützungsanlage beliefert wird, in der Lage, einen Teil des Pumplichts zu wenigstens einem optischen Zwischenverstärker sowohl auf der vorhergehenden Seite als auch auf der nachfolgenden Seite zu liefern.
Es ergibt sich aus dem Obigen, daß, wenn der optische Zwischenverstärker des in Fig. 12 gezeigten Aufbaus für jeden der optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; in der Ausführungsform von Fig. 2 verwendet wird, optische Zwischenverstärker, die nicht direkt mit irgendeiner Unterstützungsanlage verbunden sind, an beiden Seiten jedes der optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; vorgesehen werden können. Während bei den optischen Zwischenverstärkern, die in den Fig. 9, 11, und 12 gezeigt sind, das Pumplicht LP von dem optischen Teiler 26 an das optische Verstärkungselement 14 über dessen eingangsseitiges Ende 23 angelegt wird, kann das Pumplicht LP auch über das ausgangsseitige Ende 24 angelegt werden. Darüberhinaus können die in den Fig. 9, 11 und 12 gezeigten optischen Zwischenverstärker so abgewandelt werden, wie in den Fig. 13, 14 und 15 gezeigt wobei jeweils ein zweiter optischer Teil er 26&sub2; vorgesehen ist, so daß das Pumplicht an das optische Verstärkungselement 14 auch über das ausgangsseitige Ende 24 angelegt wird, wodurch die Zweirichtungs-Anregung des optischen Verstärkungselements 14 bewirkt wird.
Fig. 16 zeigt eine fünfte Ausführungsform des optischen Netzwerks der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird das Pumplicht LP von der Sendeanschlußstelle 30A und der Empfangsanschlußstelle 30B den optischen Zwischenverstärkern 10&sub1; bzw. 10&sub2; geliefert, jedoch sind keine optische Fasern in den optischen Kabeln 11&sub1; und 11&sub2; vorhanden, die der Übertragung von Pumplicht speziell zugeordnet sind. Vielmehr wird das Pumplicht LP über die Optosignal-Übertragungsfasern 12&sub1; und 12&sub3; übertragen. Bei der Sendeanschlußstelle 30A werden das Signallicht SL und das Pumplicht LP mittels eines Kopplers 27&sub1;, der beispielsweise von einem Kaltlichtspiegel gebildet wird, gekoppelt und dann der Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub1; des LWL-Kabels 11&sub1; geliefert. Als Koppler 27&sub1; kann auch ein optischer Richtungskoppler verwendet werden.
Der optische Zwischenverstärker 10&sub1; ist am eingangsseitigen Ende und am ausgangsseitigen Ende des optischen Verstärkungselements 14 optisch mit den optischen Fasern 12&sub1; und 12&sub2; der LWL-Kabel 11&sub1; und 11&sub2; gekoppelt, wie beispielhaft in Fig. 17 gezeigt. Deshalb wird das optische Verstärkungselement 14 von dem von der optischen Faser 12&sub1; gelieferten Pumplicht LP angeregt und verstärkt das Signallicht SL, das von derselben optischen Faser 12&sub1; eingegeben wird, und liefert das verstärkte Signallicht zur optischen Faser 12&sub2;. Das optische Verstärkungselement 14 ist beispielsweise die oben erwähnte Erbium-dotierte Faser etwa desselben Durchmessers wie der der Optosignal-Übertragungsfasern 12&sub1; und 12&sub2; und ist an dem eingangsseitigen Ende 23 und dem ausgangsseitigen Ende 24 mit den optische Fasern 12&sub1; und 12&sub2; schmelzverspleißt. In diesem Fall ist es möglich, die LWL-Kabel 11&sub1; und 11&sub2; als ein einziges durchgehendes Kabel auszubilden und das optische Verstärkungselement 14 in dieses einzuschließen. Auf der anderen Seite wird in der Empfangsanschlußstelle 30B, die in Fig. 16 gezeigt ist, das Signallicht SL von einem Koppler 27&sub2; extrahiert, und das Pumplicht LP von der Pumplichtquelle 18&sub2; wird über den Koppler 27&sub2; der Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub3; des LWL-Kabels 11&sub3; geliefert, von welcher es an den optischen Zwischenverstärker 10&sub2; angelegt wird. Der optische Zwischenverstärker 10&sub2; hat ebenfalls den gleichen Aufbau wie er in Fig. 17 gezeigt ist.
Die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; können auch in der Form einer Zweiseiten- Anregung ausgebildet werden, wie beispielhaft in Fig. 18 gezeigt. In diesem Beispiel werden das Signallicht SL und das Pumplicht LP, die über das LWL-Kabel 11 empfangen werden, zunächst von einem optischen Filter 13&sub1; voneinander getrennt, und das Pumplicht LP wird mittels des optischen Teilers 26&sub1; in zwei Teile aufgeteilt, von denen einer mittels des optischen Filters 13&sub1; wieder mit dem Signallicht SL gekoppelt wird und dann an das optische Verstärkungselement 14 angelegt wird. Der andere Teil des Pumplichts LP wird mittels des optischen Teilers 26&sub2; weiter unterteilt, wovon ein Teil über das optische Filter 13&sub2; an das optische Verstärkungselement 14 angelegt wird, während der andere Teil über das optische Filter 13&sub2; dem LWL-Kabel 11 geliefert und zur nächsten Stufe gesendet wird.
Allgemein muß das Spektrum des Signallichts schmal sein, damit der Einfluß der Dispersion durch die optische Faser vermieden wird. Darüberhinaus hat die optische Faser einen nichtlinearen optischen Effekt (stimulierte Brillouin-Streuung), weshalb die maximale Lichtleistung, die über die optische Faser übertragen werden kann, auf einen gewissen Wert pro Einheitsspektrum begrenzt ist. Im Fall der Verwendung eines optischen Signals mit einer Bandbreite von 50 MHz, ist beispielhaft die mittlere Leistung des Signallichts SL, das in die Optosignal-Übertragungsfaser eingekoppelt wird, auf beispielsweise etliche Milliwatt oder weniger beschränkt. Da im Gegensatz dazu das Pumplicht keine schmale Bandbreite aufzuweisen braucht, kann Pumplicht einer relativ großen Leistung, beispielsweise in der Größenordnung von hunderten von Milliwatt bis zu etlichen Watt, über die optische Faser übertragen werden, wenn Pumplicht einer großen Bandbreite eingesetzt wird. Das bedeutet, bei den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 5 ist die Leistung des von der Sendeanschlußstelle 30A an die optische Faser 12&sub1; zu liefernden Signallichts SL auf beispielsweise etwa 3 mW (im Fall eines Signals eines 50 MHz-Bandes) beschränkt, jedoch kann eine optische Übertragung über eine große Entfernung erreicht werden, weil Pumplicht ausreichender Leistung an den optischen Zwischenverstärker geliefert werden kann, so daß die optische Verstärkung mit einem Verstärkungsmaß ausgeführt wird, das einem Verlust durch die optische Faser entspricht.
Fig. 19 zeigt eine Modifikation der Ausführungsform von Fig. 16, bei der die Anzahl verwendeter optischer Zwischenverstärker erhöht ist. In einem bestimmten optischen Zwischenverstärker wird ein Teil des über die Optosignal-Übertragungsfaser 112 von der vorhergehenden Stufe gelieferten Pumplichts zur Verstärkung des Signallichts durch das optische Verstärkungselement verwendet, und das übrigbleibende Pumplicht wird über die Optosignal-Übertragungsfaser 12 an den optischen Zwischenverstärker der nächsten Stufe geliefert, in welchem es zur Anregung des optischen Verstärkungselements verwendet wird. Jeder der optischen Zwischenverstärker 10&sub1; bis 10&sub5; kann den gleichen Aufbau haben, wie er in Fig. 17 gezeigt ist. Beispielsweise im optischen Zwischenverstärker 10&sub1; wird ein Teil des Pumplichts LP, das über die Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub1; von der Sendeanschlußstelle 30A geliefert wird, zur Anregung des optischen Verstärkungselements 14 verbraucht, und das übrigbleibende Pumplicht LP wird an den optischen Zwischenverstärker 10&sub2; der nächsten Stufe geliefert. In dem optischen Zwischenverstärker 10&sub2; wird ein Teil des Pumplichts LP, das von dem optischen Zwischenverstärker 10&sub1; geliefert wird, zur Anregung des optischen Verstärkungselements 14 verwendet, und das übrigbleibende Pumplicht LP wird an den optischen Zwischenverstärker 10&sub3; der nächsten Stufe geliefert. In ähnlicher Weise liefert auch die Empfangsanschlußstelle 30B Pumplicht LP an die optischen Zwischenverstärker 10&sub5;, 10&sub4; und 10&sub3;. Der in Fig. 18 gezeigte optische Zwischenverstärker kann für jeden der optischen Zwischenverstärker 10&sub1; bis 10&sub5; verwendet werden, jedoch müssen, da der optische Zwischenverstärker von Fig. 18 das Pumplicht LP nur in einer Richtung überträgt, die optischen Teiler 26&sub1; und 26&sub2; in beispielsweise den optischen Zwischenverstärkern 10&sub4; und 10&sub5; in der Richtung umgekehrt werden. Wenn das optische Verstärkungselement beispielsweise eine Erbium-dotierte Faser ist, wird die Erbium Dotierungsmenge und/oder die Länge der Erbium-dotierten Faser geeignet ausgewählt, so daß ein gewünschtes Verstärkungsmaß in dem optischen Verstärkungselement jedes optischen Zwischenverstärkers erhalten wird. Durch Wahl des Verstärkungsmaßes in jedem optischen Zwischenverstärker derart, daß das Signal/Rauschverhältnis am Optosignal-Eingangsanschluß des optischen Zwischenverstärkers der nächsten Stufe über einem vorbestimmten Wert liegt, kann ein optisches Netzwerk mit ausgezeichnetem Signal/Rauschverhältnis realisiert werden. Durch Vorsehen eines optischen Zwischenverstärkers an jeder Position, wo der Verlust in der jeweiligen Übertragungsstrecke 4,3 dB beträgt, und durch Einstellen des Verstärkungsmaßes in jedem optischen Zwischenverstärker auf 4,3 dB, kann insbesondere ein optisches Netzwerk mit einem maximalen Signal/Rauschverhältnis gebildet werden. Das gleiche gilt für die anderen Ausführungsformen.
Fig. 20 zeigt eine modifizierte Form der Ausführungsform von Fig. 19. Auch in diesem Beispiel haben die LWL-Kabel 11&sub1; bis 11&sub5; keine der Übertragung von Pumplicht speziell zugewiesenen optischen Fasern, sondern das Signallicht SL und das Pumplicht LP werden über die Optosignal-Übertragungsfasern übertragen. Das Pumplicht LP wird von der Pumplichtquelle 18&sub1; der Sendeanschlußstelle 30A nacheinander über die Optosignal-Übertragungsfasern 12&sub1; und 12&sub2; an die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; geliefert, wie es bei der Ausführungsform von Fig. 19 der Fall ist. Der optische Zwischenverstärker 10&sub3; kann beispielsweise so aufgebaut sein, wie in Fig. 3 gezeigt jedoch ist in diesem Fall der Demultiplexer 13&sub2; nicht vorgesehen, und der optische Zwischenverstärker 10&sub3; wird mit dem Pumplicht LP über das LWL-Kabel 16 von der Pumplichtquelle 18&sub2; der Unterstützungsanlage 30C beliefert. In Fig. 20 wird das übrigbleibende Pumplicht mit Ausnahme des für die optische Verstärkung durch das optische Verstärkungselement in dem optischen Zwischenverstärker 10&sub3; verwendeten über die Optosignal-Übertragungsfaser 12&sub4; des optischen Kabels 11&sub4; an den optischen Zwischenverstärker 10&sub4; geliefert, in welchem es für die Anregung des optischen Verstärkungselements verwendet wird. Ein in Fig. 21 gezeigter optischer Zwischenverstärker kann auch als der optische Zwischenverstärker 10&sub3; verwendet werden. In Fig. 21 wird das Pumplicht LP von der Unterstützungsanlage 30C von dem optische Teiler 26&sub1; in zwei Teile aufgeteilt, von denen einer von dem Koppler 13 zusammen mit dem Signallicht SL an das optische Verstärkungselement 14 angelegt wird, während der andere an den optischen Richtungskoppler 26&sub2; angelegt wird, in welchem es mit dem verstärkten Signallicht multiplex-gebündelt wird, um danach an die nächste Stufe gesendet zu werden. Natürlich kann auch ein Koppler, wie etwa ein Kaltlichtspiegel, anstelle des optischen Richtungskopplers 26&sub2; verwendet werden. Ein sich über große Entfernungen erstreckendes optisches Netzwerk kann dadurch realisiert werden, daß nach jeweils einer Mehrzahl optischer Zwischenverstärker solch ein optischer Zwischenverstärker vorgesehen wird, wie er in Fig. 3 oder 21 gezeigt ist, und daß das Pumplicht LP von der entsprechenden Unterstützungsanlage geliefert wird, wie oben erwähnt.
In dem Fall, wo das Signallicht SL und das Pumplicht LP einander überlagert sind und über dieselbe Optosignal-Übertragungsfaser übertragen werden, wie in den Fig. 16, 19 und 20 gezeigten Ausführungsformen, kann nebenbei bemerkt, der Raman-Verstärkungseffekt in der optischen Faser durch geeignete Auswahl des Materials der optische Faser und der Wellenlängen von Pumplicht und Signallicht erwartet werden. Wenn beispielsweise eine optische Faser aus Siliziumoxid verwendet wird, werden Signallicht einer Wellenlänge von 1,55 um und Pumplich einer Wellenlänge von 1,45 bis 1,49 um verwendet. Fig. 22 ist ein Blockdiagramm eines experimentellen Übertragungssystems, mit dem Experimente an einer 310 km langen Übertragungsleitung über einen optischen Zwischenverstärker ausgeführt wurden, und Fig. 23 zeigt die Leistung des Signallichts, die an vorbestimmten Punkten der Übertragungsleitung gemessen wurden. In der Sendeanschlußstelle 30A wird ein Signal von 1,8 Gbits/sec an einen Treiber 31 angelegt, dessen Ausgangssignal zur Ansteuerung einer Laserdiode 17 des Typs mit verteilter Rückkopplung (DFB) benutzt wird. Das optische Ausgangssignal der Laserdiode 17 wird mittels des optischen Verstärkers 14&sub1;, der von einer Erbium-dotierten Faser gebildet wird, verstärkt und dann an den Koppler 27&sub1; angelegt, in welchem es mit Pumplicht LP von einer Laserdiode 18&sub1; in wellenlängen-multiplex Weise gebündelt wird, um danach einem Ende einer dispersionsverschobenen Faser 12&sub1; zugeführt zu werden. Die Pumplichtquelle für das optische Verstärkungselement 14&sub1; ist der Kürze wegen nicht gezeigt. Die optische Faser 12&sub1; ist 276 km lang und ist am anderen Ende mit dem eingangsseitigen Ende 23 einer Erbium-dotierten Faser verbunden, die das optische Verstärkungselement 14&sub2; darstellt, das den optischen Zwischenverstärker 10 bildet. Das ausgangsseitige Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14&sub2; ist mit einem Ende der optischen Faser 12&sub2; verbunden, die aus dem gleichen Material besteht, wie die optische Faser 12&sub1;, und vom anderen Ende der optischen Faser 12&sub2; ausgegebenes Signallicht wird über den Koppler 27&sub2; und ein schmalbandiges optisches Filter 32, das nur das Signallicht hindurchläßt, an eine Lawinendurchbruchsphotodiode (APD) 19 angelegt. In der APD 19 wird das Signallicht in ein elektrisches Signal umgesetzt. Das Ausgangssignal der APD 19 wird an einen Empfänger 33 angelegt in welchem es zur Regenerierung eines Signals geformt und takterneuert wird.
In Fig. 23 sind Meßwerte der Leistung des optischen Signals jeweils am Ausgang P&sub1; der Laserdiode 17, am Ausgang P&sub2; des optischen Verstärkers 14&sub1;, an den Punkten P&sub3; bis P&sub5; auf der optischen Faser 12&sub1; in vorbestimmten Abständen von der Sendeanschlußstelle 30A, am Eingang P&sub6; und am Ausgang P&sub7; des optischen Zwischenverstärkers 10, am Eingang P&sub8; der Empfangsanschlußstelle 30B und am Eingang P&sub9; der APD 19, an den entsprechenden Meßpunkten P&sub1; bis P&sub9; gezeigt. Die gestrichelte Linie stellt einen vorab gemessenen Übertragungsverlust, 0,2 dB/km, dieser optischen Faser dar. In der Sendeanschlußstelle 30A wird das Ausgangssignal der Laserdiode 17 (P&sub1;) vom optischen Verstärker 14&sub1; um etwa 15 dB verstärkt und dann in die optische Faser 12&sub1; eingegeben. Es muß hier angemerkt werden, daß der Pegel des Signallichts über eine Entfernung von etwa 20 km von der Sendeanschlußstelle 30A ungeachtet des Übertragungsverlustes durch die optische Faser (P&sub2; bis P&sub3;) im wesentlichen konstant bleibt. Der Grund dafür ist, daß das Signallicht in diesem 20 km Abschnitt der Raman-Verstärkung unterworfen war. Das Pumplicht LP von der Sendeanschlußstelle 30A wird in diesem Abschnitt für die Raman-Verstärkung verbraucht, und die Raman-Verstärkung nimmt danach ab (P&sub3; bis P&sub6;), während das Signallicht von dem Übertragungsverlust der optischen Faser beeinflußt wird, 0,2 dB/km. Die in dem 0 bis 50 km Abschnitt erhaltene Raman-Verstärkung betrug 4,3 dB. Das bedeutet, daß, obwohl die Optoleistungsübertragungskapazität der optischen Faser aufgrund ihrer nicht-linearen Charakteristik begrenzt ist, worauf oben Bezug genommen wurde, war die Leistung des übertragenen Signallichts äquivalent zu einem Überschuß von 4,3 dB über der Grenze.
In dem optischen Zwischenverstärker 10 wird das Pumplicht LP von der Empfangsanschlußstelle 30B geliefert, und das Signallicht wird von dem optischen Verstärker 14&sub2; mit einer Verstärkung von 13,2 dB oder so verstärkt (P&sub6; bis P&sub7;) und dann an die optische Faser 12&sub2; geliefert. Auch in der optischen Faser 12&sub2; war das Signallicht der Raman-Verstärkung unterworfen, und deren Verstärkungsmaß betrug etwa 5,5 dB. Wie in Fig. 23 gezeigt, fällt der Pegel des Signallichts am Eingang P&sub9; der APD 19 wegen des bei diesem Experiment verwendeten optischen Filters 32 etwas ab. Durch Auslegung des optischen Netzwerks unter Ausnutzung des Raman-Verstärkungseffekts, wie oben erwähnt, wurden insgesamt 9,8 dB allein an Raman-Verstärkung erzielt. Ein anderer wichtiger Faktor ist, daß, da die Leistung des von der Sendeanschlußstelle 30A übertragenen Signallichts bis 20 mW betrug (im Fall von 27 GHz in dem Experiment), Pumplicht einer sehr hohen Leistung für die starke Verstärkung des Signallichts benötigt würde, falls ein optischer Zwischenverstärker an einem Punkt nahe der Sendeanschlußstelle 30A gelegen wäre, wo das Signallicht noch nicht soweit abgeschwächt ist. Andererseits wäre die für eine starke Verstärkung erforderliche Pumplichtleistung nur sehr gering, falls der optische Zwischenverstärker an einem Punkt weit entfernt von der Sendeanschlußstelle 30A gelegen ist, wo der Pegel des Signallichts in Folge des Übertragungsverlusts der optischen Faser wesentlich abgesenkt ist. Deshalb ist es bei der Ausführungsform von Fig. 16 zum Beispiel auch möglich, eine Anordnung einzusetzen, bei der das Pumplicht an die optischen Zwischenverstärker 10&sub1; und 10&sub2; von der Empfangsanschlußstelle 30B geliefert wird, während das Pumplicht von der Sendeanschlußstelle 30A ausschließlich zum Erhalt der Raman-Verstärkung benutzt wird.
Nebenbei bemerkt kann der Raman-Verstärkungseffekt in dem Fall erwartet werden, wo das Pumplicht und das Signallicht über die Optosignal-Übertragungsfaser in gleicher Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen wie bei den Ausführungsformen der Fig. 16, 19, 20 und 22 übertragen werden, und das Raman-Verstärkungsmaß ist maximal, wenn die Polarisationsrichtung des Signallichts und die Polarisationsrichtung des Pumplichts zueinander parallel sind, wohingegen das Verstärkungsmaß 1 (0 dB) ist, wenn ihre Polarisationsrichtungen orthogonal zueinander sind. Da sich die Polarisationsrichtung von Licht gewöhnlich ändert, wenn sich dieses durch die optische Faser fortpflanzt, schwankt das Raman-Verstärkungsmaß, wenn linear polarisiertes Pumplicht eingesetzt wird. Fig. 24 zeigt den Aufbau einer Anschlußstellenanlage, die eine solche Schwankung des Raman-Verstärkungsmaßes vermeidet.
Fig. 24 zeigt ein Beispiel des Aufbaus der Empfangsanschlußstellenanlage 30B, bei der Pumplichtquellen 18a und 18b, die unabhängig voneinander arbeiten, Pumplichtteile LP mit sich senkrecht schneidenden Polarisationsrichtungen ergeben, die einander mittels eines Polarisationswellenkopplers 27b überlagert werden, wobei die Relation ihrer sich senkrecht schneidenden Polarisationsrichtungen erhalten bleibt. Die so überlagerten Pumplichtteile LP werden von einem Koppler 27a reflektiert, um der Optosignal-Übertragungsfaser 12 geliefert zu werden. Wenn solch zwei multiplex-gebündelte Pumplichtteile LP, deren Polarisationsrichtungen sich senkrecht schneiden, in die optische Faser 12 eintreten, dann unterliegen ihre Polarisationsrichtungen immer der gleichen Änderung, so daß folglich ihre Orthogonalität erhalten bleibt. Deshalb ist die Summe der Polarisationskomponenten des Signallichts in den beiden Polarisationsrichtungen konstant, so daß keine Schwankungen des Raman-Verstärkungsmaßes verursacht werden.
Fig. 25 zeigt ein anderes Beispiel des Aufbaus des optischen Zwischenverstärkers, beispielsweise 10&sub1; in den Fig. 18, 19 und 20. In diesem optischen Zwischenverstärker 10&sub1; sind optische Bandpaßfilter 32&sub1; und 32&sub2; am eingangsseitigen Ende 23 und am ausgangsseitigen Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14 vorgesehen, die das Signallicht SL und das Pumplicht LP hindurchlassen, jedoch den Durchgang von anderem optischen Rauschen sperren. In diesem Fall kann ein solches Filter wenigstens an einem Ende, daß heißt am eingangsseitigen Ende oder am ausgangsseitigen Ende des optischen Verstärkungselements 14 vorgesehen werden. Durch das Vorsehen solcher optischer Bandpaßfilter in jedem optischen Zwischenverstärker ist es möglich zu verhindern, daß optisches Rauschen außerhalb des Signalbandes, welches in dem optischen Verstärkungselement 14 auftritt, nacheinander in den jeweiligen optischen Zwischenverstärkern akkumuliert wird. Dies stellt den Aufbau eines optischen zwischenverstärkten Systems mit ausgezeichnetem Signal/Rauschverhältnis sicher. Der gleiche Effekt könnte in dem Fall erzielt werden, wo ein optisches Bandpaßfilter, daß das Band des Signallichts SL hindurchläßt, in ähnlicher Weise wenigstens an einem von beiden Enden, dem eingangsseitigen Ende 23 und dem ausgangsseitigen Ende 24, des optischen Verstärkungselements 14 vorgesehen wird, oder ein Koppler einer Charakteristik, die nur das Band des Signallichts SL hindurchläßt, aber Licht anderer Bänder reflektiert, als wenigstens einer der Koppler 13&sub1; und 13&sub2; in den optischen Zwischenverstärkern benutzt wird, die in den Fig. 3, 4, 6, 9, 11 bis 15, 18 und 21 gezeigt sind. Alternativ können die zuvor beschriebenen verschiedenen optischen Zwischenverstärker so aufgebaut werden, wie es in Fig. 26 gezeigt ist, wo das optische Verstärkungselement 14 in zwei Teile unterteilt ist und das oben erwähnte optische Bandpaßfilter 32 dazwischen eingesetzt ist.
Im Fall der Übertragung von zwei oder mehr Signallichtteilen, in wellenlängen-multiplex Weise gebündelt durch das optische Verstärkungselement, das zwei oder mehr Lichtteile unterschiedlicher Wellenlängen verstärkt wie etwa die zuvor erwähnte Erbium-dotierte Faser, unterscheidet sich das Verstärkungsmaß des optischen Verstärkungselements gewöhnlich abhängig von der Wellenlänge, und auch der Übertragungsverlust in jedem Übertragungsabschnitt unterscheidet sich abhängig von der Wellenlänge. Wenn in einem solchen Fall jedes Signallicht ohne Justierung des Verstärkungsmaßes für die jeweilige Wellenlänge in irgendeinem optischen Zwischenverstärker intakt verstärkt wird, variieren die Verstärkungen für die jeweiligen Wellenlängen mehr und mehr, bis das Verstärkungsmaß für das Signallicht einer bestimmten Wellenlänge den linearen Betriebsbereich des optischen Verstärkungselements überschreitet, was eine normale Signallichtübertragung vereitelt. Um dies zu vermeiden, wird als jedes der optischen Filter 32&sub1; und 32&sub2; in Fig. 25 oder als das optische Filter 32 in Fig. 26 ein optisches Filter verwendet, das eine gewünschte Übertragungscharakteristik für Signallicht jeder Wellenlänge aufweist, so daß die Summe des Verstärkungsmaßes des optischen Verstärkungselements für das Signallicht jeder Wellenlänge und der Übertragungsverlust des Signallichts durch die Optosignal-Übertragungsfaser im wesentlichen konstant wird. Eine andere Methode besteht darin, das Ausgangslicht des optischen Verstärkungselements 14 mittels eines Demultiplexers 35 zu Signallichtteilen S&sub1; bis Sn in dem Signallichtwellenlängenband und Pumplicht LP zu zerlegen und die Pegel der Signallichtteile S&sub1; bis Sn durch optische Abschwächer 37&sub1; bis 37n einzustellen, wie in Fig. 27 gezeigt. Diese pegeljustierten Signallichtteile S&sub1; bis Sn und das Pumplicht LP, das über einen Bypass 38 läuft, werden mittels eines Kopplers 36 gekoppelt und dann an die Optosignal-Übertragungsfaser 12 angelegt. In Fig. 27 kann das Pumplicht LP an den Koppler 36 von der optischen Faser 12 auf der Signallicht-Sendeseite angelegt werden.
Fig. 28 zeigt ein anderes Beispiel des Aufbaus des optischen Zwischenverstärkers zur Verwendung bei den Fig. 16, 19 und 20. In der Übertragungsleitung, in die ein optischer Verstärker eingesetzt ist, tritt, wenn das Produkt der Verstärkung des optischen Verstärkers und des Reflexionsvermögens, etwa von einem optischen Knotenpunkt, in der Richtung der Übertragung des Signallichts zum optischen Verstärker größer als 1 ist, eine Schwingung auf, so daß keine normale Signalübertragung erreicht werden kann. Bei dieser Ausführungsform sind ein optischer Demultiplexkoppler 35 und ein optischer Multiplexkoppler 36 am ausgangsseitigen Ende 24 des optischen Verstärkungselements 14 vorgesehen und ein unidirektionales Element 41 oder sogenannter Isolator, wie etwa eine Kombination aus einem YIG Element, das in ein Magnetfeld gesetzt ist, und einem Polarisator, ist zwischen die beiden Koppler 35 und 36 gesetzt. Dies dient dazu, dem optischen Zwischenverstärker Bidirektionalität für das Wellenlängenband des Pumplichts und Unidirektionalität für das Signallicht zu verleihen, um zu verhindern, daß dessen reflektiertes Licht in ihn zurückkehrt. Das von dem optischen Verstärkungselement 14 ausgegebene Signallicht wird über den Koppler 35, das unidirektionale Element 41 und den Koppler 36 an die Optosignal-Übertragungsfaser 12 angelegt, und eine reflektierte Komponente des Signallichts wird von dem unidirektionalen Element 41 abgefangen und kann daher nicht zu dem optischen Verstärkungselement 14 zurückkehren. Andererseits wird das von der Optosignal-Übertragungsfaser 12 an den Koppler 36 gelieferte Pumplicht von diesem an den Koppler 35 und dann an das optische Verstärkungselement 14 geliefert. Das unidirektionale Element dient also als ein Isolator für das Signallicht. Derselbe Effekt könnte dadurch erzielt werden, daß man solch einen Isolator 41 im Signalweg an der Ausgangsseite des optischen Verstärkungselements 14 in den optischen Zwischenverstärkern vorsieht, die in den Fig. 3, 4, 6, 9, 11 bis 15, 19 und 21 gezeigt sind.
Wie oben beschrieben, setzt der optische Zwischenverstärker zur Verwendung in dem optischen Netzwerk ein optisches Verstärkungselement ein, das von Pumplicht angeregt wird, welches von außen geliefert wird, und das Signallicht direkt verstärken kann, daß heißt es werden keine elektronischen Halbleitervorrichtungen benutzt. Demzufolge ist es möglich, ökonomisch ein optisches Netzwerk zu realisieren, das sehr zuverlässig ist und über eine lange Zeitdauer wartungsfrei ist. Darüberhinaus kann durch bidirektionale Anregung des optischen Verstärkungselements in dem optischen Zwischenverstärker die Verstärkung für das Signallicht verbessert werden, womit der Zwischenverstärkerabstand entsprechend erhöht werden kann.
Es ist ersichtlich, daß viele Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen des neuen Konzepts der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Optisches Netzwerk, umfassend:

ein optisches Kabel (11&sub1;-11&sub3;) das eine Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub1;) enthält, die wenigstens zwei Anschlußstellen (30A, 30B) verbindet, und zwischen diesen Signallicht einer vorbestimmten Wellenlänge überträgt;

wenigstens eine optische Zwischenverstärkeranordnung (10&sub1;, 10&sub2;), die in Reihe in die Optosignal-Übertragungsfaser zwischen den beiden Anschlußstellen eingesetzt ist; und

eine Pumplicht-Lieferanordnung (15&sub1;, 16&sub1;, 18&sub1;; 15&sub2;, 16&sub2;, 18&sub2;) zur Lieferung von Pumplicht an die optische Zwischenverstärkeranordnung von außerhalb derselben;

wobei die optische Zwischenverstärkeranordnung enthält:

eine optische Verstärkungsfaser (14) mit einem Eingangsende (23) zur Eingabe des Signallichts und einem Ausgangsende (24) zur Ausgabe verstärkten Signallichts;

eine Eingangskopplungsanordnung (13&sub1;) zum optischen Koppeln der Optosignal-Übertragungsfaser und des Eingangsendes der optischen Verstärkungsfaser zur Eingabe des Signallichts von der Optosignal-Übertragungsfaser in die optische Verstärkungsfaser; und

eine Ausgangskopplungsanordnung (13&sub2;) zum optischen Koppeln der Optosignal- Übertragungsfaser und des Ausgangsendes der optischen Verstärkungsfaser zur Ausgabe des von der optischen Verstärkungsfaser verstärkten Signallichts an die Optosignal-Übertragungsfaser,

dadurch gekennzeichnet, daß

die optische Übertragungsfaser (14) mit wenigstens einem Metall der Seltenerden dotiert ist und von dem Pumplicht zur Verstärkung des Signallichts auf einen Hochenergiezustand angeregt wird, und daß

eine Pumplicht-Eingabeanordnung (13&sub1;; 26) zur Eingabe des Pumplichts in die optische Verstärkungsfaser über die Eingangskopplungsanordnung und/oder die Ausgangskopplungsanordnung, der optischen Zwischenverstärkeranordnung vorgesehen ist; und

wobei die Pumplicht-Lieferanordnung eine Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) enthält, die an einer von der optischen Zwischenverstärkeranordnung entfernten Stelle vorgesehen ist, um das Pumplicht zu erzeugen, sowie eine Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung (15&sub1;; 15&sub2;), die die Pumplichtquellenanordnung und die Pumplicht-Eingabeanordnung miteinander verbindet, um das Pumplicht von der Pumplichtquellenanordnung zu übertragen.

2. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;, 18&sub2;) an einer Stelle vorgesehen ist, die von jenen der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) verschieden ist, und bei dem die Pumplicht-Lieferanordnung ein Pumplicht-Lieferkabel (16&sub1;; 16&sub2;) enthält, in welchem die Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung (15&sub1;; 15&sub2;) installiert ist, die die Pumplichtquellenanordnung und die Pumplicht-Eingabeanordnung der optischen Zwischenverstärkeranordnung (10&sub1;, 10&sub2;) miteinander verbindet, um das Pumplicht von der Lichtquellenanordnung an die optische Zwischenverstärkeranordnung zu übertragen.

3. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) in wenigsten einer der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) vorgesehen ist, und bei dem die Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung in dem optischen Kabel (11&sub1;-11&sub3;) vorgesehen ist.

4. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Zwischenverstärkeranordnung wenigstens zwei optische Zwischenverstärker (10&sub1;, 10&sub2;) umfaßt, die in Reihe in die Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub1;-12&sub3;) an wenigstens zwei verschiedenen Stellen eingesetzt sind, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) in wenigstens einer der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) vorgesehen ist, und bei dem die Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung eine in dem optischen Kabel (11&sub1;) vorgesehene erste Pumplicht-Übertragungsfaser (15&sub1;) zur Verbindung der Pumplichtquellenanordnung und der Pumplicht-Eingabeanordnung eines ersten der optischen Zwischenverstärker (10&sub1;) zur Übertragung des Pumplichts von der Pumplichtquellenanordnung an den ersten optischen Zwischenverstärker, sowie eine zweite Pumplicht-Übertragungsfaser (15&sub2;) enthält, die an einem Ende in dem ersten optischen Zwischenverstärker mit einem Teil des dem ersten optischen Zwischenverstärker gelieferten Pumplichts beliefert wird und an dem anderen Ende mit der Pumplicht-Eingabeanordnung eines zweiten der optischen Zwischenverstärker (10&sub2;) verbunden ist, wobei die zweite Pumplicht- Übertragungsfaser in dem optischen Kabel (11&sub2;) zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Zwischenverstärker vorgesehen ist.

5. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Zwischenverstärkeranordnung wenigstens zwei optische Zwischenverstärker (10&sub1;, 10&sub2;) umfaßt die in Reihe in die Optosignal-Übertragungsfaser (11&sub1;-11&sub3;) an wenigstens zwei verschiedenen Stellen eingesetzt sind, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) an einer Stelle vorgesehen ist, die sich von jenen der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) unterscheidet, bei dem die Pumplicht-Lieferanordnung ein Pumplicht-Übertragungskabel (16&sub1;; 16&sub2;) enthält, in welchem die Pumplicht- Übertragungsfaseranordnung (15&sub1;; 15&sub2;) installiert ist, und bei dem die Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung eine erste Pumplicht-Übertragungsfaser (15&sub1;) zur Verbindung der Pumplichtquellenanordnung mit der Pumplicht-Eingabeanordnung eines ersten der optischen Zwischenverstärker zur Übertragung des Pumplichts von der Pumplichtquellenanordnung zu dem ersten optischen Zwischenverstärker, und eine zweite Pumplicht-Übertragungsfaser (15&sub2;) enthält, die an einem Ende in dem ersten optischen Zwischenverstärker mit einem Teil des dem ersten optischen Zwischenverstärker gelieferten Pumplichts beliefert wird, und am anderen Ende mit der Pumplicht-Eingabeanordnung (26) eines zweiten der optischen Zwischenverstärker (10&sub2;) verbunden ist, wobei die zweite Pumplicht-Übertragungsfaser in dem optischen Kabel (11&sub2;) zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Zwischenverstärker zur Übertragung eines Teiles des Pumplichts an den zweiten optischen Zwischenverstärker vorgesehen ist.

6. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;, 18&sub2;) in wenigsten einer der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) vorgesehen ist, bei dem die Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub1;-12&sub3;) auch als die Pumplicht-Übertragungsfaseranordung dient, und bei dem die Pumplicht-Lieferanordnung eine Kopplungsanordnung (27&sub1;; 27&sub2;) zur Eingabe des Pumplichts von der Pumplichtquellenanordnung in die Optosignal-Übertragungsfaser enthält, und bei dem die Pumplicht-Eingabeanordnung (13&sub1;; 13&sub2;) der optischen Zwischenverstärkeranordnung (10&sub1;; 10&sub2;) auch als die Eingangskopplungsanordnung und/oder die Ausgangskopplungsanordnung dient.

7. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Zwischenverstärkerarordnung wenigstens zwei optische Zwischenverstärker (10&sub1;, 10&sub2;) umfaßt die in Reihe in die Optosignal-Übertragungsfaser (11&sub1;-11&sub3;) an wenigstens zwei verschiedenen Stellen eingesetzt sind, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) in wenigstens einer der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) vorgesehen ist, und die Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub1;-12&sub3;) auch als die Pumplicht-Übertragungsfaseranordung dient, und bei dem die Pumplicht-Lieferanordnung eine Kopplungsanordnung (27&sub1;; 27&sub2;) zum optischen Koppeln des Pumplichts von der Pumplichtquellenanordnung zu der Optosignal-Übertragungsfaser zur Lieferung des Pumplichts an einen ersten der optischen Zwischenverstärker, sowie eine Pumplichtkopplungsanordnung (26&sub1;, 26&sub2;) zum optischen Koppeln eines Teiles des Pumplichts an die Optosignal-Übertragungsfaser zwischen dem ersten optischen Zwischenverstärker (10&sub1;) und einem zweiten der optischen Zwischenverstärker (10&sub2;) zur Lieferung des einen Teiles des Pumplichts an den zweiten optischen Zwischenverstärker enthält, wobei die Pumplicht-Eingabeanordnung (13&sub1;) des ersten und des zweiten optischen Zwischenverstärkers auch als die Eingangskopplungsanordnung und/oder die Ausgangskopplungsanordnung dient.

8. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Zwischenverstärkeranordnung wenigstens zwei optische Zwischenverstärker (10&sub1;, 10&sub2;) umfaßt, die in Reihe in die Optosignal-Übertragungsfaser (11&sub1;-11&sub3;) an wenigsten zwei verschiedenen Stellen eingesetzt sind, bei dem die Pumplichtquellenanordnung (18&sub1;; 18&sub2;) an einer Stelle vorgesehen ist, die von jenen der beiden Anschlußstellen (30A, 30B) verschieden ist, bei dem die Pumplicht-Lieferanordnung ein Pumplicht-Übertragungskabel (16&sub1;; 16&sub2;), in welchem die Pumplicht-Übertragungsfaseranordnung (15&sub1;) zur Übertragung des Pumplichts zu einem ersten der optischen Zwischenverstärker installiert ist, eine Teileranordnung (26), die in dem ersten optischen Zwischenverstärker (10&sub1;) vorgesehen ist, um einen Teil des dem ersten optischen Zwischenverstärker gelieferten Pumplichts abzuteilen, und eine Pumplichtausgabeanordnung (P&sub4;) zum optischen Koppeln des abgeteilten Teils des Pumplichts zu der Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub2;) enthält, welche den ersten optischen Zwischenverstärker und einen zweiten der optischen Zwischenverstärker miteinander verbindet, um das abgeteilte Pumplicht an den zweiten optischen Zwischenverstärker zu liefern.

9. Optisches Netzwerk nach Anspruch 3, 4, 6 oder 7, bei dem die Pumplichtquellenanordnung wenigstens in derjenigen der beiden Anschlußstellen vorgesehen ist, die das optische Signal empfängt.

10. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem das wenigstens eine Metall der Seltenerden Erbium ist.

11. Optisches Netzwerk nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Wellenlängenband des Signallichts und das Wellenlängenband des Pumplichts so gewählt sind, daß das Pumplicht einen Raman-Verstärkungseffekt für das Signallicht in der Optosignal-Übertragungsfaser hervorruft, und daß das Pumplicht die optische Verstärkungsfaser zur Verstärkung des Signallichts anregt.

12. Optisches Netzwerk nach Anspruch 12, bei dem das wenigstens eine Metall der Seltenerden Erbium ist, die Wellenlänge des Signallichts 1,535 und/oder 1,55 um enthält und das Wellenlängenband des Pumplichts 1,48 um enthält.

13. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Pumplichtquellenanordnung enthält: eine Vielzahl von Pumplichtquellen (18a, 18b) zur Erzeugung einer Vielzahl von Pumplichtteilen unterschiedlicher Polarisationsrichtungen, sowie eine zweite Kopplungsanordnung (27b) zum Bündeln der Vielzahl von Pumplichtteilen zu dem Pumplicht zur Lieferung an die Kopplungsanordnung (27a).

14. Optisches Netzwerk nach Anspruch 13, bei dem die Vielzahl von Pumplichtquellen (18a, 18b) zwei Pumplichtquellen zur Erzeugung von zwei Pumplichtteilen mit sich senkrecht schneidenden Polarisationsrichtungen sind.

15. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, 2, 3, 5 oder 6, bei dem die optische Zwischenverstärkeranordnung (10&sub1;) eine optische Teileranordnung (26) zum Teilen des ihr gelieferten Pumplichts in einen ersten Pumplichtteil (P&sub3;) und einen zweiten Pumplichtteil (P&sub4;) aufweist, und bei dem die Eingangskopplungsanordnung (13&sub1;) und die Ausgangskopplungsanordnung (13&sub2;) die Pumplicht-Eingabeanordnung darstellen, durch die der erste Pumplichtteil und der zweite Pumplichtteil von der Teileranordnung über das Eingangsende bzw. das Ausgangsende der optischen Verstärkungsfaser in diese eingegeben werden.

16. Optisches Netzwerk nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der erste optische Zwischenverstärker eine optische Teileranordnung (26) aufweist, durch die das ihm über die erste Pumplicht-Übertragungsfaser (15&sub1;) gelieferte Pumplicht in einen ersten Pumplichtteil (P&sub4;) und einen zweiten Pumplichtteil unterteilt wird und der erste Pumplichtteil der zweiten Pumplicht- Übertragungsfaser (15&sub2;) geliefert wird, und bei dem die Pumplicht-Eingabeanordnung des ersten optischen Zwischenverstärkers eine Anordnung zur Eingabe des zweiten Pumplichtteils in die optische Verstärkungsfaser über die Eingangskopplungsanordnung (13&sub1;) und/oder die Ausgangskopplungsanordnung (13&sub2;) ist.

17. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Zwischenverstärkeranordnung (10&sub1;) ein optisches Bandpaßfilter (32&sub1;, 32&sub2;) enthält, das in einem optischen Weg vorgesehen ist, der die Eingangskopplungsanordnung und die Ausgangskopplungsanordnung über die optische Verstärkungsfaser (14) miteinander verbindet, um optisches Rauschen mit Ausnahme des Signallichts und des Pumplichts abzuschneiden.

18. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die optische Verstärkungsfaser der optischen Zwischenverstärkeranordnung (10) im wesentlichen in ihrer Mitte in zwei Teile (14&sub1;, 14&sub2;) unterteilt ist und eine optische Bandpaßfilteranordnung (32) zwischen der geteilten optischen Verstärkungsfaser vorgesehen ist, welche das Wellenlängenband des Signallichts und das Wellenlängenband des Pumplichts hindurch läßt, aber anderes optisches Rauschen abschneidet.

19. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem das Signallicht eine Vielzahl gebündelter optischer Signale unterschiedlicher Wellenlängen enthält und bei dem die Ausgangskopplungsanordnung der optischen Zwischenverstärkeranordnung enthält: eine optische Demultiplexanordnung (35), durch die das vom Ausgangsende (24) der optischen Verstärkungsfaser (14) nach Verstärkung ausgegebene Signallicht in die Vielzahl optischer Signale zerlegt wird, eine Vielzahl optischer Abschwächer (37&sub1; - 37n) zum Abschwächen der Pegel der zerlegten optischen Signale auf gewünschte Werte, und eine optische Multiplexanordnung (36) zum Bündeln der optischen Signale von den optischen Abschwächern und zu deren Lieferung an die Optosignal-Übertragungsfaser (12).

20. Optisches Netzwerk nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Signallicht eine Vielzahl gebündelter optischer Signale unterschiedlicher Wellenlängen enthält, und bei dem die optische Kopplungsanordnung enthält: eine erste Kopplungsanordnung (35) mit einem ersten Port, in den das von dem Ausgangsende der optischen Verstärkungsfaser (14) nach Verstärkung ausgegebene Signallicht eingegeben wird, einer Vielzahl zweiter Ports, die zwischen sich und dem ersten Port optische Wege für jeweils die Vielzahl von in dem Signallicht enthaltenen optischen Signalen bilden, und einem dritten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg für das Pumplicht (LP) bildet, eine Vielzahl von optischen Abschwächern (37&sub1; - 37n) durch die die Pegel der Vielzahl optischer Signale, die von der Vielzahl zweiter Ports ausgegeben werden, auf gewünschte Werte abgeschwächt werden, eine zweite Kopplungsanordnung (36) mit einer Vielzahl vierter Ports, in die die Vielzahl optischer Signale von der Vielzahl optischer Abschwächer eingegeben wird, einem fünften Port, der zwischen sich und der Vielzahl vierter Ports optische Wege für jeweils die Vielzahl der optischen Signale bildet, und einem sechsten Port, der zwischen sich und dem fünften Port einen optischen Weg für das Pumplicht bildet, und eine optische Bypassanordnung (38) die den dritten und den sechsten Port für das Pumplicht untereinander verbindet.

21. Optisches Netzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Ausgangskopplungsanordnung eine unidirektionale Isolatoranordnung (41) enthält, die das Signallicht von der optischen Verstärkungsfaser (14) nur in dessen Übertragungsrichtung hindurchläßt.

22. Optisches Netzwerk nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Ausgangskopplungsanordnung enthält: eine Isolatoranordnung (41), die das Signallicht von dem Ausgangsende (24) der optischen Verstärkungsfaser (14) nur in dessen Übertragungsrichtung hindurchläßt; eine erste Kopplungsanordnung (35) mit einem ersten Port, der mit dem Signallicht vom Ausgangsende der optischen Verstärkungsfaser beliefert wird, einem zweiten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg für jeweils das Signallicht bildet und das Signallicht über den optischen Weg an die Isolatoranordnung liefert, und einem dritten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg nur für das Pumplicht bildet; eine zweite Kopplungsanordnung (36) mit einem vierten Port, der mit dem Signallicht von der Isolatoranordnung beliefert wird, einem fünften Port, der zwischen sich und dem vierten Port einen optischen Weg nur für das Signallicht bildet und das Signallicht über den optischen Weg an die Optosignal-Übertragungsfaser liefert, und einem sechsten Port, der zwischen sich und dem fünften Port einen optischen Weg nur für das Pumplicht bildet; und eine Bypassanordnung (38), die den dritten Port der ersten Kopplungsanordnung und den sechsten Port der zweiten Kopplungsanordnung für das Pumplicht miteinander verbindet.

23. Optischer Zwischenverstärker, der mit einer Optosignal-Übertragungsfaser (12&sub1;, 12&sub2;) in Reihe zu schalten ist, um Signallicht zwischenzuverstärken, wobei der optische Zwischenverstärker umfaßt:

eine optische Verstärkungsanordnung (14) mit einem Eingangsende (23) zur Eingabe des Signallichts und einem Ausgangsende (24) zur Ausgabe des Signallichts nach dessen Verstärkung, die von Pumplicht zur Verstärkung des Signallichts angeregt wird;

eine Eingangskopplungsanordnung (13&sub1;) zum optischen Verbinden der Optosignal- Übertragungsfaser (12&sub1;) und des Eingangsendes der optischen Verstärkungsanordnung miteinander, um das Signallicht von der Optosignal-Übertragungsfaser in die optische Verstärkungsanordnung einzugeben; und

eine Ausgangskopplungsanordnung (13&sub2;) zum optischen Verbinden der Optosignal- Übertragungsfaser (12&sub2;) und des Ausgangsendes der optischen Verstärkungsanordnung miteinander, um das von der optischen Verstärkungsanordnung verstärkte Signallicht zu der optischen Übertragungsfaser auszugeben;

gekennzeichnet durch

eine optische Teileranordnung (26) zum Aufteilen des von der Außenseite gelieferten Pumplichts in einen ersten Pumplichtteil (P&sub3;) und einen zweiten Pumplichtteil (P&sub4;);

wobei die Eingangskopplungsanordnung und die Ausgangskopplungsanordnung eine erste Pumplicht-Eingabeanordnung und eine zweite Pumplicht-Eingabeanordnung zur Eingabe des ersten Pumplichtteils und des zweiten Pumplichtteils in das Eingangsende bzw. das Ausgangsende der optischen Verstärkungsanordnung zur Anregung der optischen Verstärkungsanordnung auf einen hohen Energiezustand durch das Pumplicht zur Verstärkung des Signallichts enthalten.

24. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, bei dem die optische Verstärkungsanordnung eine optische Faser (14) enthält, die mit wenigstens einem Metall der Seltenerden dotiert ist.

25. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 24, bei dem das wenigstens eine Metall der Seltenerden Erbium ist.

26. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, ferner enthaltend eine optische Filteranordnung (32; 32&sub1;, 32&sub2;), die in einem die Eingangskopplungsanordnung und die Ausgangskopplungsanordnung über die optische Verstärkungsanordnung (14) miteinander verbindenden optischen Weg vorgesehen ist, um optisches Rauschen mit Ausnahme des Wellenlängenbandes des Signallichts und des Wellenlängenbandes des Pumplichts abzuschneiden.

27. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23 oder 24, bei dem die optische Verstärkungsanordnung im wesentlichen in ihrer Mitte in zwei Teile (14&sub1;, 14&sub2;) unterteilt ist und zwischen der unterteilten optischen Verstärkungsanordnung eine optische Bandpassfilteranordnung (32) vorgesehen ist, die das Wellenlängenband des Signallichts und das Wellenlängenband des Pumplichts hindurchläßt, aber anderes optisches Rauschen abschneidet.

28. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, bei dem das Signallicht eine Vielzahl gebündelter optischer Signale verschiedener Wellenlängen enthält und bei dem die Ausgangskopplungsanordnung enthält: eine optische Demultiplexanordnung (35), durch die das vom Ausgangsende der optischen Verstärkungsanordnung nach Verstärkung ausgegebene Signallicht in die Vielzahl optischer Signale zerlegt wird; eine Vielzahl optischer Abschwächer (37&sub1; - 37n) zum Abschwächen der Pegel der zerlegten optischen Signale auf gewünschte Werte; und eine optische Multiplexanordnung (36) zum Bündeln der optischen Signale von den optischen Abschwächern und zu deren Lieferung an die Optosignal-Übertragungsfaser (12).

29. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, bei dem das Signallicht eine Vielzahl gebündelter optischer Signale verschiedener Wellenlängen enthält und bei dem die Ausgangskopplungsanordnung enthält: eine erste Kopplungsanordnung (35) mit einem ersten Port, in den das vom Ausgangsende (24) der optischen Verstärkungsanordnung (14) nach Verstärkung ausgegebene Signallicht eingegeben wird, einer Vielzahl zweiter Ports, die zwischen sich und dem ersten Port für jeweils die Vielzahl von in dem Signallicht enthaltenen optischen Signalen optische Wege bilden, und einem dritten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg für das Pumplicht bildet; eine Vielzahl optischer Abschwächer (37&sub1; - 37n) durch die die Pegel der Vielzahl von der Vielzahl zweiter Ports ausgegebener optischer Signale auf gewünschte Werte abgeschwächt werden; eine zweite Kopplungsanordnung (36) mit einer Vielzahl vierter Ports, in die die Vielzahl optischer Signale von der Vielzahl optischer Abschwächer eingegeben wird, einem fünften Port, der zwischen sich und der Vielzahl vierter Ports für jeweils die Vielzahl von optischen Signalen optische Wege bildet, und einem sechsten Port, der zwischen sich und dem fünften Port einen optischen Weg für das Pumplicht bildet; und eine optische Bypassanordnung, die den dritten Port und den sechsten Port für das Pumplicht untereinander verbindet.

30. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, bei dem die Ausgangskopplungsanordnung eine unidirektionale Isolatoranordnung (41) enthält, die das Signallicht von der optischen Verstärkungsanordnung (14) nur in dessen Übertragungsrichtung durchläßt.

31. Optischer Zwischenverstärker nach Anspruch 23, bei dem die Ausgangskopplungsanordnung enthält: eine Isolatoranordnung (41), die das Signallicht von dem Ausgangsende (24) der optischen Verstärkungsanordnung (14) nur in dessen Übertragungsrichtung hindurchläßt; eine erste Kopplungsanordnung (35) mit einem ersten Port, der mit dem Signallicht vom Ausgangsende der optischen Verstärkungsanordnung beliefert wird, einem zweiten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg nur für das Signallicht bildet und das Signallicht über den optischen Weg an die Isolatoranordnung liefert, und einem dritten Port, der zwischen sich und dem ersten Port einen optischen Weg nur für das Pumplicht bildet; eine zweite Kopplungsanordnung (36) mit einem vierten Port, der mit dem Signallicht von der Isolatoranordnung beliefert wird, einem fünften Port, der zwischen sich und dem vierten Port einen optischen Weg nur für das Signallicht bildet und das Signallicht über den optischen Weg an die Optosignal-Übertragungsfaser liefert, und einem sechsten Port, der zwischen sich und dem fünften Port einen optischen Weg nur für das Pumplicht bildet; und eine Bypassanordnung (38), die den dritten Port der ersten Kopplungsanordnung und den sechsten Port der zweiten Kopplungsanordnung für das Pumplicht miteinander verbindet.