DE69228087T2

DE69228087T2 - Optischer Verstärker

Info

Publication number: DE69228087T2
Application number: DE1992628087
Authority: DE
Inventors: Kazunori Kanagawa-Ku Yokohama-Shi Nakamura; I Kou Ontario K2G 5G2 Tei
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2012-05-27
Also published as: EP0516363A2; EP0516363B1; ES2127741T3; DE69228087D1; EP0516363A3; CA2069567A1; CA2069567C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für eine optische Verstärkungsvorrichtung, die optische Übertragungsleitungen, optische Verstärker, optische Isolatoren und weitere Komponenten aufweist.

Stand der Technik

Optische Verstärkungsvorrichtungen, die optische Fasern mit einer optischen Verstärkungsfähigkeit verwenden, sowie Laserverstärker sind bekannt und werden als Mittel zum Schalten von optischen Übertragungsleitungen in optischen CATV-Systemen und anderen praktischen Anwendungen verwendet.
Es wurde berichtet, daß Licht des 1,55 im Bands wirksam durch Verwenden einer single-mode optischen Faser vom Silica-Typ mit einem Erbium (Er) gedopten Kern in einem optischen Verstärkungssystem des oben beschriebenen Typs verstärkt werden kann.
Wie in Fig. 6 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, umfaßt eine betrachtete optische Verstärkungsvorrichtung normalerweise eine Pumpquelle 11 zum optischen Pumpen, einen optischen Kombinator 12 zum Kombinieren optischer Signale und gepumpten Lichts sowie einen optischen Verstärker 13 vom optischen Fasertyp, der einen mit einem Seltenerdelement gedopten Kern hat und der mit einer optischen Übertragungsleitung 14 verbunden ist, an die ein optischer Isolator 15 angefügt ist.
Ein optisches Übertragungssystem, das eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, aufweist, hat normalerweise eine Anzahl von Knoten, die unterschiedliche optische Übertragungsleitungen verbinden, oder solche, die optische Übertragungsleitungen und verschiedene Teile der optischen Ausrüstung verbinden.
Knoten eines optischen Übertragungssystems können Signallicht reflektieren, wenn dort Nichtübereinstimmungen von Anpassungen vorhanden sind, und folglich können bestimmte optische Verstärker des Systems durch das reflektierte Licht zum Schwingen und zur Fehlfunktion gebracht werden.
Es ist daher von entscheidender Wichtigkeit für ein optisches Verstärkungssystem, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, daß es geeignet ist, durch Lichtreflektion hervorgerufenen instabilen Betrieb und Schwingungen von jedem seiner optischen Verstärker wirksam zu vermeiden, um eine hohe Verstärkung zu erreichen.
Der optische Isolator 15 der Vorrichtung nach Fig. 6 ist mit einem oder beiden Enden des optischen Verstärkers 13 verbun den, um etwaige mögliche Schwingungen des optischen Verstärkers 13 aufgrund von Lichtreflektion zu unterdrücken.
Der optische Isolator 15 umfaßt typischerweise ein optisches Element, das keine Polarisationsabhängigkeit aufweist und einen Dämpfungswert für rücklaufendes Licht zwischen 20 und 60 dB zeigt.
Ein optisches Übertragungssystem, das einen mit der optischen Übertragungsleitung 14 verbundenen optischen Isolator 15 aufweist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, hat gewisse Nachteile, wie nachfolgend beschrieben ist.
Erstens kann es nicht zur optischen Signalübertragung in der umgekehrten Richtung verwendet werden und ist daher nicht geeignet für bidirektionale Telekommunikation.
Zweitens ist es nicht kompatibel mit einem sog. optischen Zeitbereichsreflektions-Verfahren (OTDR) zum Erkennen etwaiger fehl-funktionierender Stellen in dem optischen Übertragungssystem und zum Testen und Überwachen seines Betriebs.
OTDR ist ein Verfahren, bei dem gepulstes Signallicht p1 in die optische Übertragungsleitung 14 über ihren Eingangsanschluß eingespeist wird und bei dem das durch das Signallicht p1 erzeugte rücklaufende Licht p2, wie rückstreuendes Licht oder rückreflektierendes Licht, an dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 14 auf zeitabhängige Änderungen beobachtet wird, um etwaige in dem optischen Übertragungssystem vorhandene fehl-funktionierende Stellen zu erkennen. Wenn jedoch ein optischer Isolator 15 in Reihe mit dem optischen Verstärker 13 verbunden ist, wie es in Fig. 6 darge stellt ist, wird das rücklaufende Licht p2 durch den optischen Isolator in einem Umfang von 20 bis 60 dB gedämpft und kann den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 14 nicht erreichen.
Daher sind verschiedene Meßverfahren, die rücklaufendes Licht verwenden, nicht kompatibel mit bekannten optischen Übertragungssystemen, die optische Isolatoren 15 aufweisen.
Im Hinblick auf das obige technische Problem ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine optische Verstärkungsvorrichtung zu schaffen, die einen optischen Isolator aufweist und die zur bidirektionalen Telekommunikation und zur Messung sowie Beobachtung von verschiedenen Typen unter Verwendung rücklaufenden Lichts benutzt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird eine optische Verstärkungsvorrichtung geschaffen, die folgendes umfaßt: einen Eingangsanschluß, einen Ausgangsanschluß, eine zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluß geschaltete optische Übertragungsleitung, einen in die optische Übertragungsleitung geschalteten optischen Verstärker zum Verstärken eines an dem Eingangsanschluß empfangenen Lichtsignals und einen in die optische Übertragungsleitung geschalteten optischen Isolator zum Unterdrücken von durch ein etwaiges reflektiertes Lichtsignal hervorgerufenen Schwingungen des optischen Verstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Zirkulator neben dem Ausgangsanschluß in die optische Übertragungsleitung geschaltet ist, wobei der optische Zirkulator so ausgelegt ist, daß er das verstärkte Eingangslichtsignal zu dem Ausgangsanschluß durch läßt, und weiterhin so ausgelegt ist, daß er das reflektierte Lichtsignal zu einer optischen Übertragungsleitung durchläßt, die den optischen Verstärker und den optischen Isolator überbrückt.
Eine optische Pumpeinheit zum Pumpen von Signallicht kann zum Zwecke der vorliegenden Erfindung stromaufwärts des optischen Verstärkers an die optische Übertragungsleitung angeschlossen sein.
Die optische Pumpeinheit zum Pumpen von Signallicht kann eine Pumpquelle zum Erzeugen gepumpten Lichts, eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der Pumpquelle und einen optischen Kombinator zum Zuführen von gepumptem Licht zu dem optischen Verstärker umfassen.
Alternativ kann die optische Pumpeinheit an den dem Ausgangsanschluß der Vorrichtung benachbarten optischen Zirkulator angeschlossen sein, um gepumptes Signallicht über die Übertragungsleitung an den Verstärker weiterzuleiten.
Die an dem optischen Zirkulator angeschlossene optische Pumpeinheit kann eine Pumpquelle zum Erzeugen gepumpten Lichts und eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der Pumpquelle aufweisen.
Wenn optische Zirkulatoren jeweils auf der Seite des Eingangsanschlusses bzw. des Ausgangsanschlusses der optischen Übertragungsleitung einer solchen optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet sind, wird das von dem Eingangsanschluß an den Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung übertragene Signallicht nach dem Durchlaufen des optischen Zirkulators auf der Eingangsanschlußseite durch den optischen Verstärker verstärkt und läuft dann durch den optischen Isolator und danach durch den optischen Zirkulator auf der Ausgangsanschlußseite.
Andererseits läuft rücklaufendes Licht durch den optischen Zirkulator auf der Ausgangsanschlußseite und dann durch den optischen Zirkulator auf der Eingangsanschlußseite, bevor es zu dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung gelangt, ohne den optischen Isolator zu durchlaufen.
Daraus kann ersehen werden, daß Signallicht und rücklaufendes Licht in einer optischen Verstärkungsvorrichtung, die einen wie oben beschriebenen Aufbau hat, unabhängig isoliert und miteinander kombiniert werden können.
Nun wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines in der Ausführungsform gem. Fig. 1 verwendeten optischen Elements;
Fig. 3 ist eine Kurve, die das Ergebnis eines Experiments unter Verwendung der Ausführungsform gem. Fig. 1 und einer herkömmlichen optischen Verstärkungsvorrichtung mit einem OTDR-Verfahren zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer weiteren anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen optischen Verstärkungsvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Ausführungsform einen optischen Verstärker 1, einen optischen Isolator 2 zum Unterdrücken einer durch reflektiertes Signallicht hervorgerufenen Schwingung des optischen Verstärkers, eine optische Übertragungsleitung 3 zum Leiten von Lichtsignalen, optische Elemente 4, 5 zum unabhängigen Isolieren und Kombinieren von Signallicht und rücklaufendem Licht, einen optischen Kombinator 6 zum Kombinieren von Signallicht und gepumptem Licht, eine Pumpquelle 7 zur optischen Verstärkung und einer Ansteuerschaltung 8 zum Ansteuern der Pumpquelle 7.
Von den oben aufgezählten Komponenten bilden der optische Verstärker 1, der optische Kombinator 6, die Pumpquelle 7 und die Ansteuerschaltung 8 eine optische Verstärkungseinheit 9.
Der optische Verstärker 1 kann einen optischen Wellenleiter zur optischen Verstärkung, wie in Fig. 1 dargestellt, oder einen bekannten herkömmlichen Laserverstärker (nicht dargestellt) aufweisen.
Ein optischer Wellenleiter zur optischen Verstärkung für die Verwendung in dem optischen Verstärker 1 ist typischerweise eine single-mode optische Faser eines Silica- oder Fluorid- Typs mit einem Kern und einem Mantel, die mit einer Plastikschicht bedeckt sind.
Der Kern eines optischen Wellenleiters, der für den Zweck der Erfindung verwendet wird, ist aus einem Grundglas des Silica- oder Fluorid-Typs, das mit einem oder mehr als einem Seltenerdelement wie Erbium (Er) und Neodymium (Nd) gedopt ist. Zusätzlich kann eine oder mehr als eine Substanz, die aus einer Gruppe von Substanzen einschließlich alkalischer Erdelemente wie Beryllium (Be), Oxide von Yttrium-Aluminium-Garnet(YAG)-Legierungen, Oxide von Yttrium-Lanthanoid-Fluorine(YLF)-Legierungen, Übergangsmetallione ausgewählt wird, zum Dopen des Grundglases verwendet werden.
Alternativ kann der Kern des optischen Wellenleiters aus Fluoridglas eines Erbium- oder Neodymium-gedoptem ZBLAN (ZrF&sub4;- BaF&sub2;-LaF&sub3;-NaF) Typs hergestellt sein oder unabhängig BaF&sub2;, AIF&sub3; und/oder NdF&sub3; enthalten.
Die Mantelschicht des optischen Wellenleiters ist ebenso aus Glas vom Silica- oder Fluorid-Typ hergestellt, das eine oder mehr als eine der Dop-Substanzen, wie oben beschrieben, ent hält und das naheliegenderweise einen Brechungsindex kleiner als den des Kerns hat.
Der optische Isolator 2 ist ein optisches Element, das keine Polarisationsabhängigkeit hat und das Schwingungen des Verstärkers wirksam unterdrücken kann, wie es oben beschrieben ist.
Die optische Übertragungsleitung 3 kann eine optische Faser bekannten Typs sein, wie ein Silica- oder Fluorid-Typ.
Die optischen Elemente 4, 5 sind typischerweise optische Zirkulatoren, die jeweils eine Mehrzahl von Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 41-44 und 51-54 haben, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, geht das einfallende Licht, das in das optische Element 4 durch den Anschluß 41 eintritt, aus dem Anschluß 42 heraus und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 43 hereintritt, geht aus dem Anschluß 44 heraus, während das Licht, das in das optische Element 4 durch den Anschluß 42 eintritt, aus dem Anschluß 43 herausgeht und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 44 eintritt, aus dem Anschluß 41 herausgeht.
In ähnlicher Weise geht das einfallende Licht, das in das optische Element 5 durch den Anschluß 51 eintritt, aus dem Anschluß 52 heraus und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 53 hereintritt, geht aus dem Anschluß 54 heraus, während das Licht, das in das optische Element 5 durch den Anschluß 52 eintritt, aus dem Anschluß 53 herausgeht und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 54 eintritt, aus dem Anschluß 51 herausgeht.
Der optische Kombinator 6 weist einen Optokoppler, wie ein Wellen-Teiler-Modul (WDM), auf, um Signallicht und gepumptes Licht zu kombinieren.
Die Pumpquelle 7 weist typischerweise einen Halbleiterlaser auf, der zu Schwingungen zum Emittieren von Licht in einem geforderten Frequenzband, wie ein 0,8 um Band, 0,98 um Band oder 1,48 um Band, geeignet ist.
Die optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine Übertragungsstrecke für Signallicht p1 von dem Eingangsanschluß (dargestellt an dem links außen gelegenen Ende) an den Ausgangsanschluß (dargestellt an dem rechts außen gelegenen Ende) einer optischen Übertragungsleitung 3 über Anschlüsse 41 und 42 eines optischen Elements 4, einen optischen Kombinator 6, einen optischen Verstärker 1, einen optischen Isolator 2 und zwei Anschlüsse 51 und 52 eines anderen optischen Elements 5 sowie eine Übertragungsstrecke für rücklaufendes Licht p2 von dem Ausgangsanschluß (dargestellt an dem rechts außen gelegenen Ende) an den Eingangsanschluß (dargestellt an dem links außen gelegenen Ende) der optischen Übertragungsleitung 3 über Anschlüsse 52 und 53 eines optischen Elements 5 und zwei Anschlüsse 44 und 41 des optischen Elements 4.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem Eingangs anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 hereinkommt, durch den Anschluß 4&sub1;, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 4&sub2;, den optischen Kombinator 6, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 5&sub1;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub2; weiter und geht aus dem Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Wenn Signallicht p1 durch diese Komponenten der optischen Übertragungsleitung 3 hindurchläuft, tritt gepumptes Licht p3, das aus der Pumpquelle 7 stammt, die von der Ansteuerschaltung 8 gesteuert (zum Leuchten gebracht) wird, in die optische Übertragungsleitung 3 über den optischen Kombinator 6 herein, um den optischen Verstärker 1 anzuregen, so daß das Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker läuft, durch letzteren verstärkt wird.
Auf der anderen Seite läuft rücklaufendes Licht p2, das in einer zu der des Signallichts p1 entgegengesetzten Richtung fortschreitet, durch den Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3, den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, den Anschluß 5&sub3;, den Anschluß 4&sub4;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub1;, bevor es in den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 ohne Durchlaufen des optischen Isolators 2 eintritt.
Folglich können Signallicht p1 und rücklaufendes Licht p2 unabhängig isoliert und durch eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kombiniert werden.
Fig. 3(a) und 3(b) sind Kurven, die das Ergebnis eines Experiments zeigen, bei dem die Ausführungsform gemäß Fig. 1 und eine herkömmliche optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, zusammen mit einem OTDR-Verfahren verwendet wurden.
In Fig. 3(a) und 3(b) repräsentiert die Ordinatenachse den Betrag des zurückgeworfenen Lichts (dB) und die Abszissenachse repräsentiert die Strecke, über die Licht übertragen wurde (km).
Die Einheit der Ordinate (1 bit: 5 dB) ist ein bestimmter Referenzwert.
Für das Experiment wurden eine OTDR-Vorrichtung, eine 17 km lange single-mode optische Faser (die einen Kern mit einem Brechungsindex von 1,463000 hat), eine optische Verstärkungsvorrichtung und eine 20 km lange single-mode optische Faser (die einen Kern mit demselben Brechungsindex wie denjenigen der ersten optischen Faser hat) miteinander in der beschriebenen Reihenfolge verbunden und übliche Meßmethoden wurden befolgt.
Das für das Experiment verwendete eintretende Licht hatte eine Wellenlänge von 1,5 um und eine Übertragungsstrecke von etwa 64 km.
Wenn das OTDR-Verfahren mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 benutzt wurde, konnte der Zustand der optischen Faser, die stromabwärts mit der optischen Verstär kungsvorrichtung verbunden ist, bestimmt werden, wie in Fig. 3 (a) dargestellt ist.
Dies deshalb, da die optische Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 optische Elemente 4, 5 aufweist und daher rücklaufendes Licht p2 an den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 ohne Rücksicht auf das Vorhandensein eines optischen Isolators 2 übertragen werden kann.
Wenn das OTDR-Verfahren mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 6 benutzt wurde, konnte der Zustand der optischen Faser, die stromabwärts mit der optischen Verstärkungsvorrichtung verbunden ist, nicht bestimmt werden, wie in Fig. 3(b) dargestellt ist.
Dies deshalb, da die einen optischen Isolator aufweisende optische Verstärkungsvorrichtung nicht mit einem optischen Zirkulator versehen ist.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann ein optischer Isolator 2 stromabwärts mit dem optischen Element 1 und/oder dem optischen Verstärker 1 verbunden sein, um die Reflektion von Signallicht p1 so weit wie möglich zu vermindern.
Das mit dem Eingangsanschluß einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 verbundene optische Element 4 kann weggelassen werden. Dann wird ein gegebenes Meßmittel an den Anschluß 5&sub3; des in der Nähe des Ausgangsanschlusses der Vorrichtung angeordneten optischen Elements angeschlossen.
Fig. 4 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Während die optische Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 4 im wesentlichen ähnlich zu der gem. Fig. 1 ist, unterscheidet sich die erstere von der letzteren darin, daß eine optische Pumpeinheit 9 mit dem Anschluß 5 g des optischen Elements 5 der ersteren verbunden ist.
Die optische Pumpeinheit 9 dieser Ausführungsform weist nicht einen optischen Kombinator 6 auf.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 hereinkommt, durch den Anschluß 4&sub1;, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 4&sub2;, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 5&sub1;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub2; weiter und geht aus dem Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus auf dieselbe Weise, wie sie vorher unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde.
Wenn Signallicht p1 durch diese Komponenten der optischen Übertragungsleitung 3 hindurchläuft, tritt gepumptes Licht p3, das von der Pumpquelle 7 kommt, die durch die Ansteuerschaltung 8 angesteuert (zum Leuchten gebracht) wird, in die optische Übertragungsleitung 3 über den Anschluß 5&sub4;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub1; ein, um den optischen Verstärker 1 anzuregen, so daß Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Auf der anderen Seite läuft rücklaufendes Licht p2, das in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Signallichts p1 fortschreitet, durch den Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3, den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, den Anschluß 5&sub3;, die optische Übertragungsleitung 3', den Anschluß 4&sub4;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub1;, bevor es in den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, ohne den optischen Isolator 2 zu durchlaufen.
Folglich können Signallicht p1 und rücklaufendes Licht p2 durch eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, unabhängig isoliert und kombiniert werden. Es ist offensichtlich, daß die Ausführungsform nach Fig. 4 auf verschiedene Weisen wie in dem Fall der ersten Ausführungsform gem. Fig. 1 modifiziert werden kann.
Schließlich wird eine bevorzugte, in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform beschrieben werden.
Diese Ausführungsform wird realisiert durch Hinzufügen eines optischen Verstärkungsmittels zwischen die Anschlüsse 4&sub4; und 5&sub3; der optischen Elemente 4 bzw. 5 der Ausführungsform gem. Fig. 4, um ihr eine bidirektionale Verstärkungsfähigkeit zum Unterstützen bidirektionaler Telekommunikation zu geben.
In der Ausführungsform gem. Fig. 5, sind ein optischer Verstärker 1' und ein optischer Isolator 2' in einen optischen Übertragungspfad eingesetzt, der die Anschlüsse 4&sub4; und 5&sub3; der optischen Elemente 4 bzw. 5 umfaßt, und optische Pumpeinheiten 9&sub1; und 9&sub2; des oben beschriebenen Typs sind mit den Anschlüssen 4&sub3; und 5&sub4; der optischen Elemente 4 bzw. 5 verbunden, um die optischen Verstärkungsmittel zu bilden.
Mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem links außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, durch den Anschluß 4&sub1;, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 4&sub2;, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 5&sub1;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub2; weiter und geht aus dem rechts außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Gleichzeitig tritt gepumptes Licht p3, das von der optischen Pumpeinheit 9&sub1; her kommt, in die optische Übertragungsleitung 3 über den Anschluß 5&sub4;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub1; ein, um den optischen Verstärker 1 anzuregen, so daß das Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, geht Signallicht p2, das von dem rechts außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, durch den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, die optische Übertragungsleitung 3', den opti schen Isolator 2', den optischen Verstärker 1', den Anschluß 4&sub4;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub1; weiter und geht aus dem links außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Gleichzeitig tritt gepumptes Licht p4, das von der optischen Pumpeinheit 9&sub2; her kommt, in die optische Übertragungsleitung 3' durch den Anschluß 4&sub3;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub4; ein, um den optischen Verstärker 1' anzuregen, so daß das Signallicht p2, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Daher hat eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, eine bidirektionale Verstärkungsfähigkeit, um bidirektionaler Telekommunikation zu unterstützen.
Außerdem kann eine erfindungsgemäße optische Verstärkungsvorrichtung in geeigneter Weise mit weithin bekannten Rück- und Doppelseiten-Anregungstechniken benutzt werden.
Da Signallicht und rücklaufendes Licht in einer erfindungsgemäßen optischen Verstärkungsvorrichtung unabhängig isoliert und miteinander kombiniert werden können, kann sie für bidirektionale Telekommunikation, Messungen und Überwachungen verschiedener optischer Übertragungssysteme, die rücklaufendes Licht benutzen, und andere Anwendungen verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Stand der Technik

Optische Verstärkungsvorrichtungen, die optische Fasern mit einer optischen Verstärkungsfähigkeit verwenden, sowie Laserverstärker sind bekannt und werden als Mittel zum Schalten von optischen Übertragungsleitungen in optischen CATV-Systemen und anderen praktischen Anwendungen verwendet.
Es wurde berichtet, daß Licht des 1,55 um Bands wirksam durch Verwenden einer single-mode optischen Faser vom Silica-Typ mit einem Erbium (Er) gedopten Kern in einem optischen Verstärkungssystem des oben beschriebenen Typs verstärkt werden kann.
Wie in Fig. 6 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, umfaßt eine betrachtete optische Verstärkungsvorrichtung normalerweise eine Pumpquelle 11 zum optischen Pumpen, einen optischen Kombinator 12 zum Kombinieren optischer Signale und gepumpten Lichts sowie einen optischen Verstärker 13 vom optischen Fasertyp, der einen mit einem Seltenerdelement gedop ten Kern hat und der mit einer optischen Übertragungsleitung 14 verbunden ist, an die ein optischer Isolator 15 angefügt ist.
Ein optisches Übertragungssystem, das eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, aufweist, hat normalerweise eine Anzahl von Knoten, die unterschiedliche optische Übertragungsleitungen verbinden, oder solche, die optische Übertragungsleitungen und verschiedene Teile der optischen Ausrüstung verbinden.
Knoten eines optischen Übertragungssystems können Signallicht reflektieren, wenn dort Nichtübereinstimmungen von Anpassungen vorhanden sind, und folglich können bestimmte optische Verstärker des Systems durch das reflektierte Licht zum Schwingen und zur Fehlfunktion gebracht werden.
Es ist daher von entscheidender Wichtigkeit für ein optisches Verstärkungssystem, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, daß es geeignet ist, durch Lichtreflektion hervorgerufenen instabilen Betrieb und Schwingungen von jedem seiner optischen Verstärker wirksam zu vermeiden, um eine hohe Verstärkung zu erreichen.
Der optische Isolator 15 der Vorrichtung nach Fig. 6 ist mit einem oder beiden Enden des optischen Verstärkers 13 verbunden, um etwaige mögliche Schwingungen des optischen Verstärkers 13 aufgrund von Lichtreflektion zu unterdrücken.
Der optische Isolator 15 umfaßt typischerweise ein optisches Element, das keine Polarisationsabhängigkeit aufweist und ei nen Dämpfungswert für rücklaufendes Licht zwischen 20 und 60 dB zeigt.
Ein optisches Übertragungssystem, das einen mit der optischen Übertragungsleitung 14 verbundenen optischen Isolator 15 aufweist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, hat gewisse Nachteile, wie nachfolgend beschrieben ist.
Erstens kann es nicht zur optischen Signalübertragung in der umgekehrten Richtung verwendet werden und ist daher nicht geeignet für bidirektionale Telekommunikation.
Zweitens ist es nicht kompatibel mit einem sog. optischen Zeitbereichsreflektions-Verfahren (OTDR) zum Erkennen etwaiger fehl-funktionierender Stellen in dem optischen Übertragungssystem und zum Testen und Überwachen seines Betriebs. OTDR ist ein Verfahren, bei dem gepulstes Signallicht p1 in die optische Übertragungsleitung 14 über ihren Eingangsanschluß eingespeist wird und bei dem das durch das Signallicht p1 erzeugte rücklaufende Licht p2, wie rückstreuendes Licht oder rückreflektierendes Licht, an dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 14 auf zeitabhängige Änderungen beobachtet wird, um etwaige in dem optischen Übertragungssystem vorhandene fehl-funktionierende Stellen zu erkennen. Wenn jedoch ein optischer Isolator 15 in Reihe mit dem optischen Verstärker 13 verbunden ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, wird das rücklaufende Licht p2 durch den optischen Isolator in einem Umfang von 20 bis 60 dB gedämpft und kann den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 14 nicht erreichen.
Daher sind verschiedene Meßverfahren, die rücklaufendes Licht verwenden, nicht kompatibel mit bekannten optischen Übertragungssystemen, die optische Isolatoren 15 aufweisen.
Im Hinblick auf das obige technische Problem ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine optische Verstärkungsvorrichtung zu schaffen, die einen optischen Isolator aufweist und die zur bidirektionalen Telekommunikation und zur Messung sowie Beobachtung von verschiedenen Typen unter Verwendung rücklaufenden Lichts benutzt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird eine optische Verstärkungsvorrichtung geschaffen, die folgendes umfaßt: einen Eingangsanschluß, einen Ausgangsanschluß, eine zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß geschaltete optische Übertragungsleitung, einen in die optische Übertragungsleitung geschalteten optischen Verstärker zum Verstärken eines an dem Eingangsanschluß empfangenen Lichtsignals, eine optische Pumpeinheit für den optischen Verstärker und einen in die optische Übertragungsleitung geschalteten optischen Isolator zum Unterdrücken von durch ein etwaiges reflektiertes Lichtsignal hervorgerufenen Schwingungen des optischen Verstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Zirkulator neben dem Ausgangsanschluß in die optische Übertragungsleitung geschaltet ist, wobei der optische Zirkulator so ausgelegt ist, daß er das verstärkte Eingangslichtsignal zu dem Ausgangsanschluß durchläßt, und weiterhin so ausgelegt ist, daß er das reflektierte Lichtsignal zu einer optischen Übertragungsleitung durchläßt, die den optischen Verstärker und den optischen Isolator überbrückt, und die optische Pumpeinheit so an den optischen Zirkulator angeschlossen ist, daß der optische Zirkulator das Ausgangssignal der optischen Pumpeinheit über die optische Übertragungsleitung zu dem optischen Verstärker durchläßt.
Die an dem optischen Zirkulator angeschlossene optische Pumpeinheit kann eine Pumpquelle zum Erzeugen gepumpten Lichts und eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der Pumpquelle aufweisen.
Wenn optische Zirkulatoren jeweils auf der Seite des Eingangsanschlusses bzw. des Ausgangsanschlusses der optischen Übertragungsleitung einer solchen optischen Verstärkungsvorrichtung angeordnet sind, wird das von dem Eingangsanschluß an den Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung übertragene Signallicht nach dem Durchlaufen des optischen Zirkulators auf der Eingangsanschlußseite durch den optischen Verstärker verstärkt und läuft dann durch den optischen Isolator und danach durch den optischen Zirkulator auf der Ausgangsanschlußseite.
Andererseits läuft rücklaufendes Licht durch den optischen Zirkulator auf der Ausgangsanschlußseite und dann durch den optischen Zirkulator auf der Eingangsanschlußseite, bevor es zu dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung gelangt, ohne den optischen Isolator zu durchlaufen.
Daraus kann ersehen werden, daß Signallicht und rücklaufendes Licht in einer optischen Verstärkungsvorrichtung, die einen wie oben beschriebenen Aufbau hat, unabhängig isoliert und miteinander kombiniert werden können.
Nun wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer optischen Verstärkungsvorrichtung, außerhalb des Erfindungsgegenstandes;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines in der Vorrichtung gem. Fig. 1 verwendeten optischen Elements;
Fig. 3 ist eine Kurve, die das Ergebnis eines Experiments unter Verwendung der Vorrichtung gem. Fig. 1 und einer herkömmlichen optischen Verstärkungsvorrichtung mit einem OTDR-Verfahren zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen optischen Verstärkungsvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen optischen Verstärker 1, einen optischen Isolator 2 zum Unterdrücken einer durch reflektiertes Signallicht hervorgerufenen Schwin gung des optischen Verstärkers, eine optische Übertragungsleitung 3 zum Leiten von Lichtsignalen, optische Elemente 4, 5 zum unabhängigen Isolieren und Kombinieren von Signallicht und rücklaufendem Licht, einen optischen Kombinator 6 zum Kombinieren von Signallicht und gepumptem Licht, eine Pumpquelle 7 zur optischen Verstärkung und einer Ansteuerschaltung 8 zum Ansteuern der Pumpquelle 7.
Von den oben aufgezählten Komponenten bilden der optische Verstärker 1, der optische Kombinator 6, die Pumpquelle 7 und die Ansteuerschaltung 8 eine optische Verstärkungseinheit 9. Der optische Verstärker 1 kann einen optischen Wellenleiter zur optischen Verstärkung, wie in Fig. 1 dargestellt, oder einen bekannten herkömmlichen Laserverstärker (nicht dargestellt) aufweisen.
Ein optischer Wellenleiter zur optischen Verstärkung für die Verwendung in dem optischen Verstärker 1 ist typischerweise eine single-mode optische Faser eines Silica- oder Fluorid- Typs mit einem Kern und einem Mantel, die mit einer Plastikschicht bedeckt sind.
Der Kern eines optischen Wellenleiters, der für den Zweck der Erfindung verwendet wird, ist aus einem Grundglas des Silica- oder Fluorid-Typs, das mit einem oder mehr als einem Seltenerdelement wie Erbium (Er) und Neodymium (Nd) gedopt ist. Zusätzlich kann eine oder mehr als eine Substanz, die aus einer Gruppe von Substanzen einschließlich alkalischer Erdelemente wie Beryllium (Be), Oxide von Yttrium-Aluminium-Garnet(YAG)-Legierungen, Oxide von Yttrium-Lanthanoid-Fluori ne(YLF)-Legierungen, Übergangsmetallione ausgewählt wird, zum Dopen des Grundglases verwendet werden.
Alternativ kann der Kern des optischen Wellenleiters aus Fluoridglas eines Erbium- oder Neodymium-gedoptem ZBLAN (ZrF&sub4;- BaF&sub2;-LaF&sub3;-NaF) Typs hergestellt sein oder unabhängig BaF&sub2;, AlF&sub3; und/oder NdF&sub3; enthalten.
Die Mantelschicht des optischen Wellenleiters ist ebenso aus Glas vom Silica- oder Fluorid-Typ hergestellt, das eine oder mehr als eine der Dop-Substanzen, wie oben beschrieben, enthält und das naheliegenderweise einen Brechungsindex kleiner als den des Kerns hat.
Der optische Isolator 2 ist ein optisches Element, das keine Polarisationsabhängigkeit hat und das Schwingungen des Verstärkers wirksam unterdrücken kann, wie es oben beschrieben ist.
Die optische Übertragungsleitung 3 kann eine optische Faser bekannten Typs sein, wie ein Silica- oder Fluorid-Typ.
Die optischen Elemente 4, 5 sind typischerweise optische Zirkulatoren, die jeweils eine Mehrzahl von Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 4&sub1;-4&sub4; und 5&sub1;-5&sub4; haben, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, geht das einfallende Licht, das in das optische Element 4 durch den Anschluß 4&sub1; eintritt, aus dem Anschluß 4&sub2; heraus und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 4&sub3; hereintritt, geht aus dem Anschluß 4&sub4; heraus, während das Licht, das in das optische Element 4 durch den Anschluß 4&sub2; eintritt, aus dem Anschluß 4&sub3; herausgeht und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 4&sub4; eintritt, aus dem Anschluß 4&sub1; herausgeht.
In ähnlicher Weise geht das einfallende Licht, das in das optische Element 5 durch den Anschluß 5&sub1; eintritt, aus dem Anschluß 5&sub2; heraus und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 5&sub3; hereintritt, geht aus dem Anschluß 5&sub4; heraus, während das Licht, das in das optische Element 5 durch den Anschluß 5&sub2; eintritt, aus dem Anschluß 5&sub3; herausgeht und das Licht, das in das Element durch den Anschluß 5&sub4; eintritt, aus dem Anschluß 5&sub1; herausgeht.
Der optische Kombinator 6 weist einen Optokoppler, wie ein Wellen-Teiler-Modul (WDM), auf, um Signallicht und gepumptes Licht zu kombinieren.
Die Pumpquelle 7 weist typischerweise einen Halbleiterlaser auf, der zu Schwingungen zum Emittieren von Licht in einem geforderten Frequenzband, wie ein 0,8 um Band, 0,98 um Band oder 1,48 um Band, geeignet ist.
Die optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine Übertragungsstrecke für Signallicht p1 von dem Eingangsanschluß (dargestellt an dem links außen gelegenen Ende) an den Ausgangsanschluß (dargestellt an dem rechts außen gelegenen Ende) einer optischen Übertragungsleitung 3 über Anschlüsse 4&sub1; und 4&sub2; eines optischen Elements 4, einen optischen Kombinator 6, einen optischen Verstärker 1, einen optischen Isolator 2 und zwei Anschlüsse 5&sub1; und 5&sub2; eines anderen optischen Elements 5 sowie eine Übertragungsstrecke für rücklaufendes Licht p2 von dem Ausgangsanschluß (dargestellt an dem rechts außen gelegenen Ende) an den Eingangsanschluß (dargestellt an dem links außen gelegenen Ende) der optischen Übertragungsleitung 3 über Anschlüsse 5&sub2; und 5&sub3; eines optischen Elements 5 und zwei Anschlüsse 4&sub4; und 4&sub1; des optischen Elements 4.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 hereinkommt, durch den Anschluß 4&sub1;, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 4&sub2;, den optischen Kombinator 6, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 5&sub1;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub2; weiter und geht aus dem Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Wenn Signallicht p1 durch diese Komponenten der optischen Übertragungsleitung 3 hindurchläuft, tritt gepumptes Licht p3, das aus der Pumpquelle 7 stammt, die von der Ansteuerschaltung 8 gesteuert (zum Leuchten gebracht) wird, in die optische Übertragungsleitung 3 über den optischen Kombinator 6 herein, um den optischen Verstärker 1 anzuregen, so daß das Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker läuft, durch letzteren verstärkt wird.
Auf der anderen Seite läuft rücklaufendes Licht p2, das in einer zu der des Signallichts p1 entgegengesetzten Richtung fortschreitet, durch den Ausgangsanschluß der optischen Über tragungsleitung 3, den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, den Anschluß 5&sub3;, den Anschluß 4&sub4;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub1;, bevor es in den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 ohne Durchlaufen des optischen Isolators 2 eintritt.
Folglich können Signallicht p1 und rücklaufendes Licht p2 unabhängig isoliert und durch eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kombiniert werden.
Fig. 3(a) und 3(b) sind Kurven, die das Ergebnis eines Experiments zeigen, bei dem die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und eine herkömmliche optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, zusammen mit einem OTDR-Verfahren verwendet wurden.
In Fig. 3(a) und 3(b) repräsentiert die Ordinatenachse den Betrag des zurückgeworfenen Lichts (dB) und die Abszissenachse repräsentiert die Strecke, über die Licht übertragen wurde (km).
Die Einheit der Ordinate (1 bit: 5 dB) ist ein bestimmter Referenzwert.
Für das Experiment wurden eine OTDR-Vorrichtung, eine 17 km lange single-mode optische Faser (die einen Kern mit einem Brechungsindex von 1,463000 hat), eine optische Verstärkungsvorrichtung und eine 20 km lange single-mode optische Faser (die einen Kern mit demselben Brechungsindex wie denjenigen der ersten optischen Faser hat) miteinander in der beschrie benen Reihenfolge verbunden und übliche Meßmethoden wurden befolgt.
Das für das Experiment verwendete eintretende Licht hatte eine Wellenlänge von 1,5 um und eine Übertragungsstrecke von etwa 64 km.
Wenn das OTDR-Verfahren mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 benutzt wurde, konnte der Zustand der optischen Faser, die stromabwärts mit der optischen Verstärkungsvorrichtung verbunden ist, bestimmt werden, wie in Fig. 3 (a) dargestellt ist.
Dies deshalb, da die optische Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 optische Elemente 4, 5 aufweist und daher rücklaufendes Licht p2 an den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 ohne Rücksicht auf das Vorhandensein eines optischen Isolators 2 übertragen werden kann.
Wenn das OTDR-Verfahren mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 6 benutzt wurde, konnte der Zustand der optischen Faser, die stromabwärts mit der optischen Verstärkungsvorrichtung verbunden ist, nicht bestimmt werden, wie in Fig. 3(b) dargestellt ist.
Dies deshalb, da die einen optischen Isolator aufweisende optische Verstärkungsvorrichtung nicht mit einem optischen Zirkulator versehen ist.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann ein optischer Isolator 2 stromabwärts mit dem optischen Element 1 und/oder dem optischen Verstärker 1 verbunden sein, um die Reflektion von Signallicht p1 so weit wie möglich zu vermindern.
Das mit dem Eingangsanschluß einer optischen Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 1 verbundene optische Element 4 kann weggelassen werden. Dann wird ein gegebenes Meßmittel an den Anschluß 53 des in der Nähe des Ausgangsanschlusses der Vorrichtung angeordneten optischen Elements angeschlossen.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Während die optische Verstärkungsvorrichtung gem. Fig. 4 im wesentlichen ähnlich zu der gem. Fig. 1 ist, unterscheidet sich die erstere von der letzteren darin, daß eine optische Pumpeinheit 9 mit dem Anschluß 54 des optischen Elements 5 der ersteren verbunden ist.
Die optische Pumpeinheit 9 dieser Ausführungsform weist nicht einen optischen Kombinator 6 auf.
Bei einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 hereinkommt, durch den Anschluß 41, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 42, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 51, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 52 weiter und geht aus dem Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus auf dieselbe Weise, wie sie vorher unter Bezugnahme auf die Vorrichtung gem. Fig. 1 beschrieben wurde.
Wenn Signallicht p1 durch diese Komponenten der optischen Übertragungsleitung 3 hindurchläuft, tritt gepumptes Licht p3, das von der Pumpquelle 7 kommt, die durch die Ansteuerschaltung 8 angesteuert (zum Leuchten gebracht) wird, in die optische Übertragungsleitung 3 über den Anschluß 5 g, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 51 ein, um den optischen Verstärker 1 anzuregen, so daß Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Auf der anderen Seite läuft rücklaufendes Licht p2, das in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Signallichts p1 fortschreitet, durch den Ausgangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3, den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, den Anschluß 5&sub3;, die optische Übertragungsleitung 3', den Anschluß 44, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 41, bevor es in den Eingangsanschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, ohne den optischen Isolator 2 zu durchlaufen.
Folglich können Signallicht p1 und rücklaufendes Licht p2 durch eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, unabhängig isoliert und kombiniert werden.
Es ist offensichtlich, daß die Ausführungsform nach Fig. 4 auf verschiedene Weisen wie in dem Fall der Vorrichtung gem. Fig. 1 modifiziert werden kann.
Schließlich wird eine bevorzugte, in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform beschrieben werden.
Diese Ausführungsform wird realisiert durch Hinzufügen eines optischen Verstärkungsmittels zwischen die Anschlüsse 4&sub4; und 5&sub3; der optischen Elemente 4 bzw. 5 der Ausführungsform gem. Fig. 4, um ihr eine bidirektionale Verstärkungsfähigkeit zum Unterstützen bidirektionaler Telekommunikation zu geben.
In der Ausführungsform gem. Fig. 5, sind ein optischer Verstärker 1' und ein optischer Isolator 2' in einen optischen Übertragungspfad eingesetzt, der die Anschlüsse 4&sub4; und 5&sub3; der optischen Elemente 4 bzw. 5 umfaßt, und optische Pumpeinheiten 9&sub1; und 9&sub2; des oben beschriebenen Typs sind mit den Anschlüssen 4&sub3; und 5&sub4; der optischen Elemente 4 bzw. 5 verbunden, um die optischen Verstärkungsmittel zu bilden.
Mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, geht Signallicht p1, das von dem links außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, durch den Anschluß 4&sub1;, das Innere des optischen Elements 4, den Anschluß 4&sub2;, den optischen Verstärker 1, den optischen Isolator 2, den Anschluß 5&sub1;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub2; weiter und geht aus dem rechts außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Gleichzeitig tritt gepumptes Licht p3, das von der optischen Pumpeinheit 9&sub1; her kommt, in die optische Übertragungsleitung 3 über den Anschluß 5&sub4;, das Innere des optischen Elements 5 und den Anschluß 5&sub1; ein, um den optischen Verstärker 1 anzu regen, so daß das Signallicht p1, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Mit einer optischen Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, geht Signallicht p2, das von dem rechts außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 eintritt, durch den Anschluß 5&sub2;, das Innere des optischen Elements 5, die optische Übertragungsleitung 3', den optischen Isolator 2', den optischen Verstärker 1', den Anschluß 4&sub4;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub1; weiter und geht aus dem links außen gelegenen Anschluß der optischen Übertragungsleitung 3 heraus.
Gleichzeitig tritt gepumptes Licht p4, das von der optischen Pumpeinheit 9&sub2; her kommt, in die optische Übertragungsleitung 3' durch den Anschluß 4&sub3;, das Innere des optischen Elements 4 und den Anschluß 4&sub4; ein, um den optischen Verstärker 1' anzuregen, so daß das Signallicht p2, das durch den optischen Verstärker durchläuft, durch letzteren verstärkt wird.
Daher hat eine optische Verstärkungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, eine bidirektionale Verstärkungsfähigkeit, um bidirektionaler Telekommunikation zu unterstützen.
Außerdem kann eine erfindungsgemäße optische Verstärkungsvorrichtung in geeigneter Weise mit weithin bekannten Rück- und Doppelseiten-Anregungstechniken benutzt werden.
Da Signallicht und rücklaufendes Licht in einer erfindungsgemäßen optischen Verstärkungsvorrichtung unabhängig isoliert und miteinander kombiniert werden können, kann sie für bidirektionale Telekommunikation, Messungen und Überwachungen verschiedener optischer Übertragungssysteme, die rücklaufendes Licht benutzen, und andere Anwendungen verwendet werden.

Claims

1. Optische Verstärkungsvorrichtung, die folgendes umfaßt: eine optische Verstärkungsvorrichtung geschaffen, die folgendes umfaßt: einen Eingangsanschluß (IN), einen Ausgangsanschluß (OUT), eine zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß geschaltete optische Übertragungsleitung (3), einen in die optische Übertragungsleitung (3) geschalteten optischen Verstärker (1) zum Verstärken eines an dem Eingangsanschluß (IN) empfangenen Lichtsignals (P1), eine optische Pumpeinheit (9) für den optischen Verstärker (1) und einen in die optische Übertragungsleitung (3) geschalteten optischen Isolator (2) zum Unterdrücken von durch ein etwaiges reflektiertes Lichtsignal (P2) hervorgerufenen Schwingungen des optischen Verstärkers (1), dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Zirkulator (5) neben dem Ausgangsanschluß (OUT) in die optische Übertragungsleitung (3) geschaltet ist, wobei der optische Zirkulator (5) so ausgelegt ist, daß er das verstärkte Eingangslichtsignal (P1) zu dem Ausgangsanschluß (OUT) durchläßt, und weiterhin so ausgelegt ist, daß er das reflektierte Lichtsignal (P2) zu einer optischen Übertragungsleitung durchläßt, die den optischen Verstärker (1) und den optischen Isolator (2) überbrückt, und die optische Pumpeinheit (9) so an den optischen Zirkulator (5) angeschlossen ist, daß der optische Zirkulator (5) das Ausgangssignal der optischen Pumpeinheit (9) über die optische Übertragungsleitung zu dem op tischen Verstärker (1) durchläßt.

2. Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter optischer Zirkulator (4) neben dem Eingangsanschluß (IN) in die optische Übertragungsleitung (3) geschaltet ist und so ausgelegt ist, daß er das Eingangslichtsignal (P1) entlang der optischen Übertragungsleitung (3) durchläßt und das reflektierte Lichtsignal (P2) auf der überbrückenden Übertragungsleitung zu dem Eingangsanschluß (IN) durchläßt.

3. Optische Verstärkungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Pumpeinheit (9) eine Pumpquelle (7) und eine Ansteuerschaltung (8) zum Ansteuern der Pumpquelle (7) umfaßt.