JP2739847B2 - Burst optical amplifier - Google Patents
Burst optical amplifierInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル光通信
システムにおいて、入力されるバースト状の光信号(入
力バースト光信号)を低雑音に増幅するためのバースト
光増幅装置に関し、特に、入力バースト光信号を増幅す
るために光ファイバ増幅器を用いたバースト光増幅装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burst optical amplifier for amplifying a burst optical signal (input burst optical signal) with low noise in a digital optical communication system. The present invention relates to a burst optical amplifier using an optical fiber amplifier to amplify a signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開昭56−117439号公報には、
変調装置と周波数変換装置との間に光ファイバ伝送路を
設け、且つ該光ファイバ伝送路の出力側にスイッチ回路
を設け、該スイッチ回路を自局に割当てられたバースト
信号の発生期間だけ導通状態にするようにした衛星通信
等のTDM装置が開示されているが、光信号の増幅につ
いてはなんら開示されてはいない。もちろん、光ファイ
バ増幅器も開示されてはいない。2. Description of the Related Art JP-A-56-117439 discloses that
An optical fiber transmission line is provided between the modulation device and the frequency conversion device, and a switch circuit is provided on the output side of the optical fiber transmission line. Although a TDM device for satellite communication or the like is disclosed, the amplification of an optical signal is not disclosed at all. Of course, no optical fiber amplifier is disclosed.
【0003】特開平3−242627号公報には、入力
信号パルスと同期してパルス励起する光増幅器の励起装
置を備えることにより、光学バンドパスフィルタの要な
くASE(Amplified Spontaneous Emission)レベルを
低減した多段光増幅装置が開示されている。Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-242627 discloses an ASE (Amplified Spontaneous Emission) level reduced by eliminating the need for an optical bandpass filter by providing an optical amplifier pumping apparatus that performs pulse excitation in synchronization with an input signal pulse. A multi-stage optical amplifier is disclosed.
【0004】図6は、光ファイバ増幅器を用いた従来の
バースト光増幅装置を説明するための図であり、光ファ
イバ増幅器に光バースト信号を入力した場合の信号波形
を示したものである。図6(a)は光ファイバ増幅器へ
入力される入力光バースト信号を示し、図6(b)は光
ファイバ増幅器から出力される増幅された光バースト信
号と増幅された自然放出光(ASE)とを示している。FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional burst light amplifying device using an optical fiber amplifier, and shows a signal waveform when an optical burst signal is input to the optical fiber amplifier. FIG. 6A shows an input optical burst signal input to the optical fiber amplifier, and FIG. 6B shows an amplified optical burst signal output from the optical fiber amplifier and amplified spontaneous emission light (ASE). Is shown.
【0005】光ファイバ増幅器は、入力光バースト信号
の周期が数MHz以下の場合、その特性上、(1)バー
ストとバーストとの無入力時には、上述の増幅された自
然放出光(ASE)が発生する、(2)バーストの先頭
では光増幅器の利得が大きくなるため、バースト先頭の
数ビットのみ光パワーが大きくなる、という特性を有し
ている。When the input optical burst signal has a period of several MHz or less, the optical fiber amplifier has the following characteristics: (1) The above-mentioned amplified spontaneous emission light (ASE) is generated when there is no input between bursts. (2) Since the gain of the optical amplifier becomes large at the head of the burst, the optical power is increased only for a few bits at the head of the burst.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述した特性のため、
従来の光ファイバ増幅器を光バースト信号の増幅に使用
すると、バースト間の無信号部分にASEによる雑音が
伝送路に混入するという欠点があった。SUMMARY OF THE INVENTION Due to the above-mentioned characteristics,
When a conventional optical fiber amplifier is used for amplifying an optical burst signal, there is a drawback that noise due to ASE is mixed into a transmission line in a non-signal portion between bursts.
【0007】また、バーストの先頭で規定以上の光パワ
ーが発生し、光受信器が誤動作する場合があるという欠
点もあった。There is also a drawback that an optical power exceeding a prescribed level is generated at the head of a burst, and the optical receiver may malfunction.
【0008】本発明の課題は、上記欠点を除去し、バー
スト間の無信号部分にASEによる雑音が伝送路に混入
することを防止できるバースト光増幅装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a burst optical amplifier capable of eliminating the above-mentioned disadvantages and preventing noise due to ASE from being mixed into a transmission path in a non-signal portion between bursts.
【0009】本発明の別の課題は、上記欠点を除去し、
バーストの先頭で発生した規定以上の光パワーが伝送路
に混入することを防止できるバースト光増幅装置を提供
することにある。Another object of the present invention is to eliminate the above drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a burst optical amplifying device that can prevent optical power exceeding a specified level generated at the head of a burst from being mixed into a transmission path.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力光
バースト信号を第1及び第2の光バースト信号に分岐す
る光分岐器と、該光分岐器に接続され、前記第1の光バ
ースト信号を増幅し、増幅された光バースト信号を出力
する光ファイバ増幅器と、前記光分岐器に接続され、前
記第2の光バースト信号を検出する光検出器と、前記光
ファイバ増幅器に接続され、駆動信号を受けている間の
み前記増幅された光バースト信号を光伝送路に送出する
光スイッチとを備え、前記光検出器は、前記第2の光バ
ースト信号を検出している間のみ、前記駆動信号を前記
光スイッチに送出するバースト光増幅装置であって、前
記入力光バースト信号は、所定の時間長のダミーのプリ
アンブル部分と、該プリアンブル部分に続く光バースト
信号本体部分とを含むものであり、前記光検出器は、前
記第2の光バースト信号の前記光バースト信号本体部分
を検出している間のみ、前記駆動信号を前記光スイッチ
に送出することを特徴とするバースト光増幅装置が得ら
れる。According to the present invention, there is provided an optical splitter for splitting an input optical burst signal into first and second optical burst signals, and the first optical splitter connected to the optical splitter. An optical fiber amplifier that amplifies a burst signal and outputs an amplified optical burst signal; a photodetector that is connected to the optical splitter and detects the second optical burst signal; and that is connected to the optical fiber amplifier. An optical switch that sends the amplified optical burst signal to an optical transmission path only while receiving a drive signal, and the photodetector only detects the second optical burst signal. A burst optical amplifying device for transmitting the drive signal to the optical switch, wherein the input optical burst signal includes a dummy preamble portion having a predetermined time length and an optical burst signal main body portion following the preamble portion. Wherein the optical detector sends the drive signal to the optical switch only while detecting the optical burst signal main part of the second optical burst signal. A device is obtained.
【0011】[0011]
【0012】また本発明によれば、前記光検出器は、前
記第2の光バースト信号の前記光バースト信号本体部分
を検出してから前記駆動信号を前記光スイッチに送出す
るまでに所定の遅延時間が生じてしまうものであるバー
スト光増幅装置において、前記光分岐器と前記光ファイ
バ増幅器とに接続され、前記第1の光バースト信号を前
記所定の遅延時間だけ遅延し、遅延された光バースト信
号を前記光ファイバ増幅器に送出する光遅延素子を、更
に含むことを特徴とするバースト光増幅装置が得られ
る。Further, according to the invention, the photodetector has a predetermined delay from when the optical burst signal main part of the second optical burst signal is detected to when the drive signal is transmitted to the optical switch. In a burst optical amplifying device that causes time, a delayed optical burst is connected to the optical splitter and the optical fiber amplifier, delays the first optical burst signal by the predetermined delay time, A burst optical amplifying device characterized by further including an optical delay element for transmitting a signal to the optical fiber amplifier is obtained.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明の第1
の実施例による光バースト増幅装置は、入力光バースト
信号を第1及び第2の光バースト信号に分岐する光分岐
器1を有する。光ファイバ増幅器2は、光分岐器1に接
続され、前記第1の光バースト信号を増幅し、増幅され
た光バースト信号を出力する。光検出器5は、光分岐器
1に接続され、前記第2の光バースト信号を検出する。
光スイッチ3は、光ファイバ増幅器2に接続され、駆動
信号を受けている間のみ前記増幅された光バースト信号
を光伝送路4に送出する。光検出器5は、前記第2の光
バースト信号を検出している間のみ、前記駆動信号を光
スイッチ3に送出する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG.
The optical burst amplifying apparatus according to the embodiment has an optical splitter 1 for splitting an input optical burst signal into first and second optical burst signals. The optical fiber amplifier 2 is connected to the optical splitter 1, amplifies the first optical burst signal, and outputs an amplified optical burst signal. The photodetector 5 is connected to the optical splitter 1 and detects the second optical burst signal.
The optical switch 3 is connected to the optical fiber amplifier 2 and sends out the amplified optical burst signal to the optical transmission line 4 only while receiving the drive signal. The photodetector 5 sends the drive signal to the optical switch 3 only while detecting the second optical burst signal.
【0014】この際、光検出器5は、分岐した入力光バ
ースト信号から光ファイバ増幅器2への入力光バースト
信号と相似な電気信号を発生し、この電気信号を用いて
光スイッチ3を駆動する。光スイッチ3は、光ファイバ
増幅器2の出力を光伝送路4に接続する状態(正位)
と、出力を光伝送路4に出力しない状態(反位)の2つ
の状態を持ち、光検出器5からの制御でいずれかの状態
に固定される。At this time, the photodetector 5 generates an electric signal similar to the input optical burst signal to the optical fiber amplifier 2 from the branched input optical burst signal, and drives the optical switch 3 using this electric signal. . Optical switch 3 connects output of optical fiber amplifier 2 to optical transmission line 4 (positive position)
And a state in which the output is not output to the optical transmission line 4 (inversion), and is fixed to one of the states under the control of the photodetector 5.
【0015】図2を参照すると、図1の光バースト増幅
装置の具体例が示されている。この具体例においては、
光分岐器1(図1)として10:1の割合の第1及び第
2の光バースト信号に分岐する10:1融着型カプラ6
を使用し、第2の光バースト信号を光検出器5に入力し
ている。光スイッチ3(図1)には、導波路型光スイッ
チ11を使用している。光検出器5は、高速な応答特性
を有するPINフォトダイオード7、波形整形回路8、
バースト検出回路9、光スイッチ駆動回路10とで構成
されている。また、導波路型光スイッチ11の反位側に
は無反射終端12が接続されており、導波路型光スイッ
チ11が反位側に接続された場合に導波路型光スイッチ
11からの出力光による被曝事故が発生しないように考
慮されている。Referring to FIG. 2, there is shown a specific example of the optical burst amplifier of FIG. In this specific example,
10: 1 fused coupler 6 for splitting into 10: 1 ratio first and second optical burst signals as optical splitter 1 (FIG. 1)
And the second optical burst signal is input to the photodetector 5. A waveguide type optical switch 11 is used for the optical switch 3 (FIG. 1). The photodetector 5 includes a PIN photodiode 7 having a high-speed response characteristic, a waveform shaping circuit 8,
It comprises a burst detection circuit 9 and an optical switch drive circuit 10. An anti-reflection terminal 12 is connected to the opposite side of the waveguide type optical switch 11, and the output light from the waveguide type optical switch 11 is connected when the waveguide type optical switch 11 is connected to the opposite side. It is taken into consideration that radiation accidents due to radiation do not occur.
【0016】光バースト信号はPINフォトダイオード
7および波形整形回路8でディジタル電気信号に変換さ
れる。変換された電気信号は光ファイバ増幅器2に入力
される光バースト信号と同一タイミングの信号となる。
バースト検出回路9は入力バーストの開始及び終了タイ
ミングを検出し、バーストを受信している間のみ「H」
レベルの信号を光スイッチ駆動回路10に入力する。光
スイッチ駆動回路10は、バースト検出回路9から
「H」レベルの信号を受け取った時のみ導波路型光スイ
ッチ11を正位(伝送路)側に接続する。それ以外の場
合は導波路型光スイッチ11は反位(非伝送路)側に接
続される。The optical burst signal is converted by a PIN photodiode 7 and a waveform shaping circuit 8 into a digital electric signal. The converted electric signal becomes a signal having the same timing as the optical burst signal input to the optical fiber amplifier 2.
The burst detection circuit 9 detects the start and end timings of the input burst, and outputs "H" only during reception of the burst.
The level signal is input to the optical switch driving circuit 10. The optical switch drive circuit 10 connects the waveguide type optical switch 11 to the positive (transmission line) side only when receiving an “H” level signal from the burst detection circuit 9. In other cases, the waveguide type optical switch 11 is connected to the opposite (non-transmission line) side.
【0017】図3に図2の光バースト増幅装置の各部の
信号波形を示す。図3(a)は光分岐器としての10:
1融着型カプラ6に入力される入力光バースト信号を示
す。10:1融着型カプラ6の出力である第1及び第3
の光バースト信号も図3(a)の入力光バースト信号と
同様の光信号波形を有する。図3(b)は光ファイバ増
幅器2の出力波形を示す。光ファイバ増幅器2の出力は
増幅された光バースト信号と上述したASEとを含む。
図(c)は光スイッチ駆動回路10の出力信号を示し、
図(d)は導波路型光スイッチ11の正位側出力を示
す。FIG. 3 shows signal waveforms at various parts of the optical burst amplifier of FIG. FIG. 3A shows 10 as an optical branching device.
1 shows an input optical burst signal input to the 1 fusion type coupler 6. The first and third outputs of the 10: 1 fused type coupler 6
Has the same optical signal waveform as the input optical burst signal of FIG. FIG. 3B shows an output waveform of the optical fiber amplifier 2. The output of the optical fiber amplifier 2 includes the amplified optical burst signal and the ASE described above.
FIG. 3C shows an output signal of the optical switch driving circuit 10.
FIG. 6D shows the positive output of the waveguide type optical switch 11.
【0018】このように、図2の光バースト増幅装置の
構成により、入力光バースト信号が入力されている場合
のみ光ファイバ増幅器2の出力が光伝送路4と接続され
るので、バースト間で発生するASEを伝送路4に送出
するのを防止できる。As described above, according to the configuration of the optical burst amplifying apparatus shown in FIG. 2, the output of the optical fiber amplifier 2 is connected to the optical transmission line 4 only when the input optical burst signal is input, so that the signal is generated between bursts. ASE to the transmission line 4 can be prevented.
【0019】ここで、導波路型光スイッチ11の反位側
には無反射終端12が接続されており、導波路型光スイ
ッチ11が反位側に接続された場合に導波路型光スイッ
チ11からの出力光による被曝事故が発生しないように
考慮されている。Here, a non-reflection terminal 12 is connected to the opposite side of the waveguide type optical switch 11, and the waveguide type optical switch 11 is connected when the waveguide type optical switch 11 is connected to the opposite side. Consideration is given to prevent exposure accidents due to output light from
【0020】図4は、図2の光バースト増幅装置の同様
の構成でバースト検出回路9の動作のみを一部変更した
別の具体例における信号波形を示す図である。この具体
例においては、図4(a)に示すように、入力光バース
ト信号は、8ビット(全て「H」)のダミービット部分
(所定の時間長のダミーのプリアンブル部分)と、この
ダミービット部分に続く光バースト信号本体部分とを含
んでいる。図2の光バースト増幅装置のバースト検出回
路9はこのダミービット部分に続く光バースト信号本体
部分を検出する機能を有している。バースト検出回路9
はダミービット部分の通過後の光バースト信号本体部分
を検出している間、光スイッチ駆動回路10に駆動信号
を出力させ(図5(c))、導波路型光スイッチ11を
正位側に動作させる。これにより、光パワーが増大する
入力光バースト信号の先頭部分が伝送路4側に流出する
のを防止できる(図5(d))。このように光検出器5
は、第2の光バースト信号の光バースト信号本体部分を
検出している間のみ、駆動信号を導波路型光スイッチ1
1に送出する。FIG. 4 is a diagram showing a signal waveform in another specific example in which only the operation of the burst detection circuit 9 is partially changed in the same configuration of the optical burst amplification device of FIG. In this specific example, as shown in FIG. 4A, the input optical burst signal includes an 8-bit (all "H") dummy bit portion (a dummy preamble portion having a predetermined time length) and the dummy bit portion. And an optical burst signal body portion following the portion. The burst detection circuit 9 of the optical burst amplifying device shown in FIG. 2 has a function of detecting an optical burst signal body following the dummy bit. Burst detection circuit 9
Causes the optical switch drive circuit 10 to output a drive signal while detecting the optical burst signal main body portion after passing through the dummy bit portion (FIG. 5C), and moves the waveguide type optical switch 11 to the positive side. Make it work. Thereby, it is possible to prevent the leading portion of the input optical burst signal whose optical power increases from flowing out to the transmission line 4 side (FIG. 5D). Thus, the photodetector 5
Indicates that the drive signal is supplied to the waveguide type optical switch 1 only while the optical burst signal main part of the second optical burst signal is detected.
Send to 1.
【0021】図5を参照すると、本発明の第2の実施例
による光バースト増幅装置は、同様の参照符号で示され
た同様の部分を含む。これは、光検出器5が、第2の光
バースト信号を検出してから駆動信号を光スイッチ3に
送出するまでに所定の遅延時間が生じてしまうものであ
る場合に有効であり、光分岐器1と光ファイバ増幅器2
との間に、第1の光バースト信号を前記所定の遅延時間
だけ遅延し、遅延された光バースト信号を光ファイバ増
幅器2に送出する光遅延素子13を、接続したものであ
る。このように、光検出器5の動作時間が長く、光スイ
ッチ3の制御が目的とした時間よりも遅れる場合には光
ファイバ増幅器2の前に光遅延素子13を挿入すること
で光スイッチ3への信号入力と光スイッチ3の制御時間
にずれが生じないようにすることが可能である。光遅延
素子13は、光信号を高屈折率の媒体を通過させること
で実現できる。光遅延素子13の遅延時間は媒体の寸法
及び屈折率により定まる。Referring to FIG. 5, an optical burst amplifying apparatus according to a second embodiment of the present invention includes similar parts indicated by similar reference numerals. This is effective in a case where a predetermined delay time occurs between the detection of the second optical burst signal by the photodetector 5 and the transmission of the drive signal to the optical switch 3. Device 1 and optical fiber amplifier 2
And an optical delay element 13 for delaying the first optical burst signal by the predetermined delay time and transmitting the delayed optical burst signal to the optical fiber amplifier 2. As described above, when the operation time of the photodetector 5 is long and the control of the optical switch 3 is later than the intended time, the optical delay element 13 is inserted before the optical fiber amplifier 2 to connect the optical switch 3 to the optical switch 3. And the control time of the optical switch 3 can be prevented from occurring. The optical delay element 13 can be realized by passing an optical signal through a medium having a high refractive index. The delay time of the optical delay element 13 is determined by the size and refractive index of the medium.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバースト
光増幅装置は、光ファイバ増幅器の出力に配した光スイ
ッチを制御することにより光バースト信号部分のみ伝送
路に送出する機能を有するので、低雑音なバースト光増
幅装置が実現できる。また、本発明のバースト光増幅装
置では、光バースト信号本体部分の前の所定長のダミー
のプリアンブル部分を伝送路に送出しないように光スイ
ッチを制御することで、バースト先頭の光パワーが増加
した部分の伝送路への送出を防止できる。As described above, the burst optical amplifier of the present invention has a function of transmitting only the optical burst signal portion to the transmission line by controlling the optical switch disposed at the output of the optical fiber amplifier. A low-noise burst optical amplifier can be realized. Further, in the burst optical amplifying device of the present invention, the optical power at the head of the burst is increased by controlling the optical switch so that the dummy preamble portion of a predetermined length before the optical burst signal main body is not transmitted to the transmission line. It is possible to prevent transmission of a part to the transmission path.
【図1】本発明の第1の実施例によるバースト光増幅装
置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a burst optical amplifier according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の光バースト増幅装置の具体例のブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram of a specific example of the optical burst amplifier of FIG.
【図3】図2の具体例の各部の信号波形を示した図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing signal waveforms at various parts in the specific example of FIG. 2;
【図4】図2の光バースト増幅装置のバースト検出回路
の動作のみを一部変更した別の具体例における信号波形
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a signal waveform in another specific example in which only the operation of the burst detection circuit of the optical burst amplification device of FIG. 2 is partially changed.
【図5】本発明の第2の実施例によるバースト光増幅装
置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a burst light amplifying device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】光ファイバ増幅器を用いた従来のバースト光増
幅装置の光ファイバ増幅器の入出力波形を示した図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing input and output waveforms of an optical fiber amplifier of a conventional burst optical amplifier using an optical fiber amplifier.
【符号の説明】 1 光分岐器 2 光ファイバ増幅器 3 光スイッチ 4 光伝送路 5 光検出器 6 10:1融着型カプラ 7 PINフォトダイオード 8 波形整形回路 9 バースト検出回路 10 光スイッチ駆動回路 11 導波路型光スイッチ 12 無反射終端 13 光遅延素子[Description of Signs] 1 Optical branching device 2 Optical fiber amplifier 3 Optical switch 4 Optical transmission line 5 Optical detector 6 10: 1 fused type coupler 7 PIN photodiode 8 Waveform shaping circuit 9 Burst detecting circuit 10 Optical switch driving circuit 11 Waveguide type optical switch 12 Non-reflective termination 13 Optical delay element
Claims (2)
バースト信号に分岐する光分岐器と、 該光分岐器に接続され、前記第1の光バースト信号を増
幅し、増幅された光バースト信号を出力する光ファイバ
増幅器と、 前記光分岐器に接続され、前記第2の光バースト信号を
検出する光検出器と、 前記光ファイバ増幅器に接続され、駆動信号を受けてい
る間のみ前記増幅された光バースト信号を光伝送路に送
出する光スイッチとを備え、 前記光検出器は、前記第2の光バースト信号を検出して
いる間のみ、前記駆動信号を前記光スイッチに送出する
バースト光増幅装置であって、 前記入力光バースト信号は、所定の時間長のダミーのプ
リアンブル部分と、該プリアンブル部分に続く光バース
ト信号本体部分とを含むものであり、 前記光検出器は、前記第2の光バースト信号の前記光バ
ースト信号本体部分を検出している間のみ、前記駆動信
号を前記光スイッチに送出することを特徴とするバース
ト光増幅装置。An optical splitter for splitting an input optical burst signal into a first optical burst signal and a second optical burst signal, the optical splitter being connected to the optical splitter, amplifying the first optical burst signal, and amplifying the amplified light. An optical fiber amplifier that outputs a burst signal; a photodetector that is connected to the optical splitter and detects the second optical burst signal; and that is connected to the optical fiber amplifier and only receives a drive signal. An optical switch for transmitting an amplified optical burst signal to an optical transmission line, wherein the photodetector transmits the drive signal to the optical switch only while detecting the second optical burst signal. A burst optical amplifying device, wherein the input optical burst signal includes a dummy preamble portion having a predetermined time length and an optical burst signal main body portion following the preamble portion; Transmitting the drive signal to the optical switch only while detecting the optical burst signal main part of the second optical burst signal.
信号の前記光バースト信号本体部分を検出してから前記
駆動信号を前記光スイッチに送出するまでに所定の遅延
時間が生じてしまうものであるバースト光増幅装置にお
いて、 前記光分岐器と前記光ファイバ増幅器とに接続され、前
記第1の光バースト信号を前記所定の遅延時間だけ遅延
し、遅延された光バースト信号を前記光ファイバ増幅器
に送出する光遅延素子を、更に含むことを特徴とする請
求項1に記載のバースト光増幅装置。2. A predetermined delay time occurs between the detection of the main part of the optical burst signal of the second optical burst signal and the transmission of the drive signal to the optical switch. A burst optical amplifier, which is connected to the optical splitter and the optical fiber amplifier, delays the first optical burst signal by the predetermined delay time, and outputs the delayed optical burst signal to the optical fiber. 2. The burst optical amplifying device according to claim 1, further comprising an optical delay element for sending to the amplifier.
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