WO1998005988A1 - Optical wavelength multiplexing unit - Google Patents

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WO1998005988A1
WO1998005988A1 PCT/DE1997/001409 DE9701409W WO9805988A1 WO 1998005988 A1 WO1998005988 A1 WO 1998005988A1 DE 9701409 W DE9701409 W DE 9701409W WO 9805988 A1 WO9805988 A1 WO 9805988A1
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optical
unit
wavelength
wavelength division
division multiplex
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PCT/DE1997/001409
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Inventor
Claus-Georg MÜLLER
Original Assignee
Ams Optotech Gmbh
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/03—WDM arrangements
    • H04J14/0305—WDM arrangements in end terminals

Definitions

  • the invention relates to an optical wavelength division multiplex unit with the features of the preamble of the claim
  • Communication systems often have the problem of increasing the transmission bandwidth.
  • the bandwidth provided by the transmission medium i.e. the optical fiber (glass fiber)
  • the optical fiber glass fiber
  • the currently existing optical transmission systems mostly work with a wavelength of 1300 n, since the dispersion minimum of conventional step index single-mode fibers is located in this wavelength range. This ensures very high transmission data at the selected transmission wavelength.
  • a transmission rate of 565 Mbit / s is usually used for transmission via conventional single-mode aers.
  • transmission rates of up to 10 Gbit / s can be achieved over an amplifier-free distance of 100 km and more.
  • the increase in the transmission rate is limited by the properties of the available transmission elements, the control electronics and the transmission path.
  • the single ones Transmitting wavelengths can be selected in the range from approx. 1300 nm to 1500 nm, it being important to ensure that adjacent transmitting wavelengths are at a sufficient distance from one another.
  • Narrow-band semiconductor laser diodes in particular are used as transmission elements for the implementation of such optical wavelength division multiplex transmission systems.
  • broadband optical transmission elements with an external narrowband filter connected downstream.
  • this is relatively expensive.
  • Such an optical isolator is a non-reciprocal optical component, which consists for example of yttrium iron garnet and is operated in a strong magnetic field.
  • the yttrium iron garnet becomes birefringent due to the Faraday effect. This makes it possible to dimension the isolator so that it first rotates the polarization plane of the light emitted by the laser diode by 45 ° before it enters the transmission path. The signal reflected from the transmission path is then rotated again in the isolator by 45 ° so that its polarization plane is perpendicular to the active layer of the laser diode and the laser is no longer adversely affected.
  • This effect can be increased by using a polarizer between the laser diode and the isolator, the polarizer being rotated so that it allows the light from the laser diode to pass freely. Since such polarizers are correspondingly complex to manufacture, laser diodes with an integrated isolator have recently been developed, the isolator being able to be implemented by using integrated optics, for example as a Bragg grating. Such transmit diodes with an integrated isolator are, however, significantly more expensive than conventional laser diodes due to the significantly increased outlay.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an optical wavelength division multiplex unit for realizing an optical wavelength division multiplex system which can be implemented with less effort and thus more cost-effectively.
  • the invention is based on the knowledge that conventional laser diodes, each with a predetermined transmission wavelength, can be used to implement a wavelength division multiplex system if the individual transmission signals are initially by means of an optical coupling unit with an optical output are connected, which is then followed by a single optical isolator unit.
  • the optical isolator can be implemented in a manner known per se as a correspondingly dimensioned Bragg grating.
  • the optical coupling unit for combining the individual transmission signals can also be used in a manner known per se as a passive optical wavelength division multiplexor, optical coupler, in particular fusible coupler, or as a wavegide, i.e. be designed as a coupling element constructed in integrated optics.
  • the inputs of the optical wavelength division multiplex unit can be connected to the coupling unit by means of optical fibers.
  • This enables the laser diodes, to the outputs of which an optical waveguide is already coupled in many cases, to be coupled to the wavelength division multiplex unit by splicing the optical waveguides.
  • splicing which is preferably done by welding the fibers under an arc, reflections at the coupling points and thus corresponding repercussions on the laser diodes are reliably avoided.
  • the output of the optical isolator unit can already be coupled to an optical waveguide, this optical waveguide being connectable to the transmission link in question, for example again by thermal splicing.
  • the optical wavelength division multiplex unit is designed as an (integrated) module, so that only the outputs of the laser diodes have to be connected to the inputs of the multiplex unit and the output of the multiplex unit to the input of the transmission link.
  • the output of the coupling unit of the wavelength division multiplex unit can be connected to the input of the isolator unit by means of an optical waveguide.
  • the coupling unit can also be formed integrated with the isolator unit, for example using integrated optics.
  • a fiber amplifier can also be integrated in the isolator unit in order to increase the output power of the wavelength division multiplex signals.
  • all inputs of the wavelength division multiplex unit are preferably connected to a respective wavelength converter, each Wavelength converter converts the wavelength of any optical input signal into a predetermined wavelength. In this way it is possible to combine optical signals arriving on a plurality of optical fibers independently of their wavelength on a single optical fiber.
  • the wavelength converter can preferably be designed as an optoelectrical-optical wavelength converter, a preferably broadband receiving diode being used for the optical-electrical conversion and a laser diode with a predetermined transmission wavelength for the electrical-optical conversion.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an optical wavelength division multiplex unit according to the invention
  • Fig. 2 shows a second embodiment of an optical wavelength division multiplex unit according to the invention.
  • the optical wavelength division multiplex unit 1 shown in FIG. 1 has several inputs E. to E n , which are connected via optical waveguides 3 to the inputs of an optical coupling unit 5.
  • the optical coupling unit can be designed as a passive optical wavelength division multiplexer or as an optical nx 1 coupler.
  • melt couplers or waveguides are suitable, which can be implemented in integrated optics.
  • the output of the optical coupling unit 5 is connected to the input of an isolator unit 7. This can be done using an optical fiber 9.
  • the optical coupling unit 5 and the optical isolator unit 7 can be designed to be integrated using integrated optics.
  • the output of the optical isolator unit 7 is connected to the optical output 11 of the wavelength division multiplex unit 1. As shown in FIG. 1, this can preferably be done again using an optical waveguide 13. Because the use of optical fibers as connecting elements between the inputs E, to E n and the inputs of the coupling unit 5 or the output of the isolator unit 7 and the output 11 of the wavelength division multiplex unit 1 offers the advantage that the optical fibers connected to the optical transmitters with the inputs E until E n or the output 11 of the multiplex unit 1 can be spliced without reflection with the input of the downstream transmission path 15. The freedom from reflection is not absolutely necessary when connecting the output 11 to the transmission path 15, since the isolator unit 7 already largely reduces the reaction of reflections. However, since every reflection is also associated with a corresponding attenuation of the signal, the reflection-free splicing of optical fibers also offers an advantage at the output of the wavelength division multiplex unit.
  • the design of the wavelength division multiplex unit as a module offers the advantage that the coupling of optical waveguides to the coupling unit 5 or the isolator unit 7, which must be as low-reflection as possible, can be carried out under controlled conditions by the manufacturer of the module.
  • the mostly less critical couplings between the transmitters and the module or the module and the transmission The route can then be created by the system creator.
  • each input E 1 to E 1 can be connected to the relevant input of the optical coupling unit 5 via an optical wavelength converter in each case.
  • This has the advantage that regardless of the wavelength of the signal present at the input concerned, the signals can be ultiplexed, since a (partial) superimposition of the incoming signals is avoided in any case.
  • Each wavelength converter can be implemented by using a suitable receiving diode and a laser diode with a predetermined own wavelength, which are connected by means of a suitable electronic control circuit.
  • the incoming signals are preferably converted transparently into the signals emitted by the wavelength converters.
  • Such an optical wavelength division multiplex unit according to the invention thus enables the simple and inexpensive construction of a wavelength division multiplex system.

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Abstract

The invention concerns an optical wavelength multiplexing unit comprising a plurality of optical inputs (E1 to En) which are connected to an optical output (11) by means of an optical coupling unit (5). Each optical input (E1 to En) can be connected to an optical transmission unit at a predetermined wavelength. The optical output of the coupling unit (5) is connected to the input of an optical isolator (7) whose output can be connected to an optical transmission link (15).

Description

Optische Wellenlängenmultiplexeinheit Optical wavelength division multiplexing unit
Die Erfindung betrifft eine optische Wellenlängenmultiplexeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des PatentanspruchsThe invention relates to an optical wavelength division multiplex unit with the features of the preamble of the claim
1.1.
Bei Kommunikationssystemen stellt sich häufig das Problem, die Übertragungsbandbreite zu steigern. Insbesondere bei der Übertragung optischer Signale über Lichtwellenleiter wird die vom Übertragungsmedium, also dem Lichtwellenleiter (Glasfaser) , zur Verfügung gestellte Bandbreite in aller Regel nur sehr unvollständig ausgenutzt, da die Signalübertragung meist nur sehr schmalbandig bei einer vorbestimmten optischen Wellenlänge erfolgt. Die derzeit bestehenden optischen Übertragungssysteme arbeiten meist mit einer Wellenlänge von 1300 n , da sich in diesem Wellenlängenbereich das Dispersionsminimum von herkömmlichen Stufenindex-Einmodenfasern befindet. Dies ge- währleistet bei der gewählten Übertragungswellenlänge sehr hohe Übertragungsdaten. In bestehenden Übertragungsnetzen findet bei der Übertragung über herkömmliche Einmoden asern meist eine Übertragungsrate von 565 Mbit/s Verwendung. Durch die optimale Abstimmung von Sende- und Empfangselementen sowie des Übertragungsmediums können jedoch bereits Übertragungsraten bis zu 10 Gbit/s über eine verstärkerlose Strecke von 100 km und mehr erreicht werden. Allerdings ist die Steigerung der Übertragungsrate durch die Eigenschaften der verfügbaren Sendeelemente, der Ansteuerelektronik und der Übertragungs- strecke begrenzt.Communication systems often have the problem of increasing the transmission bandwidth. In particular when transmitting optical signals via optical fibers, the bandwidth provided by the transmission medium, i.e. the optical fiber (glass fiber), is generally only used very incompletely, since the signal transmission is usually only very narrowband at a predetermined optical wavelength. The currently existing optical transmission systems mostly work with a wavelength of 1300 n, since the dispersion minimum of conventional step index single-mode fibers is located in this wavelength range. This ensures very high transmission data at the selected transmission wavelength. In existing transmission networks, a transmission rate of 565 Mbit / s is usually used for transmission via conventional single-mode aers. However, through the optimal coordination of transmission and reception elements as well as the transmission medium, transmission rates of up to 10 Gbit / s can be achieved over an amplifier-free distance of 100 km and more. However, the increase in the transmission rate is limited by the properties of the available transmission elements, the control electronics and the transmission path.
Zur Steigerung der Bandbreite des gesamten Übertragungssystems besteht die Möglichkeit, eine simultane optische Übertragung unter Verwendung mehrerer schmalbandiger Sender mit unter- schiedlichen Sendewellenlängen vorzunehmen. Die einzelnen Sendewellenlängen können dabei im Bereich von ca. 1300 nm bis 1500 nm gewählt werden, wobei darauf zu achten ist, daß benachbarte Sendewellenlängen einen ausreichenden Abstand voneinander aufweisen. Als Sendeelemente für die Realisierung solcher optischer Wellenlängenmultiplex-Übertragungssysteme kommen insbesondere schmalbandige Halbleiter-Laserdioden zum Einsatz. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, breitbandige- re optische Sendeelemente mit nachgeschaltetem externen schmalbandigen Filter zu verwenden. Dies ist jedoch relativ aufwendig.To increase the bandwidth of the entire transmission system, it is possible to carry out a simultaneous optical transmission using several narrow-band transmitters with different transmission wavelengths. The single ones Transmitting wavelengths can be selected in the range from approx. 1300 nm to 1500 nm, it being important to ensure that adjacent transmitting wavelengths are at a sufficient distance from one another. Narrow-band semiconductor laser diodes in particular are used as transmission elements for the implementation of such optical wavelength division multiplex transmission systems. However, there is also the possibility of using broadband optical transmission elements with an external narrowband filter connected downstream. However, this is relatively expensive.
Da Laserdioden durch Reflexionen, die in der nachgeschalteten optischen Übertragungsstrecke entstehen, gestört werden (Verbreiterung bzw. Veränderung des SendeSpektrums , Senderrauschen infolge Amplitudenschwankungen etc.), ist es in der Regel erforderlich, vor dem Ausgang einer Laserdiode einen optischen Isolator zu setzen, der das Eindringen von Reflexionen in den optischen Resonator der Laserdiode verhindert.Since laser diodes are disturbed by reflections that occur in the downstream optical transmission path (widening or changing the transmission spectrum, transmitter noise due to amplitude fluctuations, etc.), it is usually necessary to set an optical isolator before the output of a laser diode Prevents reflections from entering the optical resonator of the laser diode.
Ein derartiger optischer Isolator ist ein nicht-reziprokes optisches Bauelement, das beispielsweise aus Yttrium-Eisen- Granat besteht und in einem starken Magnetfeld betrieben wird. Dabei wird das Yttrium-Eisen-Granat durch den Faraday-Effekt doppelbrechend. Hierdurch ist es möglich, den Isolator so zu bemessen, daß er die Polarisationsebene des von der Laserdiode ausgestrahlten Lichts zunächst um 45° dreht, bevor es in die Übertragungsstrecke eintritt. Das aus der Übertragungsstrecke reflektierte Signal wird dann im Isolator nochmals um 45° gedreht, so daß seine Polarisationsebene senkrecht zur aktiven Schicht der Laserdiode liegt und der Laser nicht mehr nachteilig beeinflußt wird. Diese Wirkung kann durch die Verwendung eines Polarisators zwischen der Laserdiode und dem Isolator gesteigert werden, wobei der Polarisator so gedreht ist, daß er das Licht der Laserdiode ungehindert hindurchläßt. Da derartige Polarisatoren entsprechend aufwendig herzustellen sind, wurden in letzter Zeit Laserdioden mit integriertem Isolator entwickelt, wobei der Isolator durch die Verwendung integrierter Optik, beispielsweise als Bragg-Gitter, reali- sierbar ist. Derartige Sendedioden mit integriertem Isolator sind jedoch infolge des deutlich gesteigerten Aufwands gegenüber herkömmlichen Laserdioden deutlich teurer.Such an optical isolator is a non-reciprocal optical component, which consists for example of yttrium iron garnet and is operated in a strong magnetic field. The yttrium iron garnet becomes birefringent due to the Faraday effect. This makes it possible to dimension the isolator so that it first rotates the polarization plane of the light emitted by the laser diode by 45 ° before it enters the transmission path. The signal reflected from the transmission path is then rotated again in the isolator by 45 ° so that its polarization plane is perpendicular to the active layer of the laser diode and the laser is no longer adversely affected. This effect can be increased by using a polarizer between the laser diode and the isolator, the polarizer being rotated so that it allows the light from the laser diode to pass freely. Since such polarizers are correspondingly complex to manufacture, laser diodes with an integrated isolator have recently been developed, the isolator being able to be implemented by using integrated optics, for example as a Bragg grating. Such transmit diodes with an integrated isolator are, however, significantly more expensive than conventional laser diodes due to the significantly increased outlay.
Da jedoch bei Übertragungsstrecken das Auftreten von Reflexio- nen, beispielsweise Fresnel-Reflexion an Steckern, kaum wirksam und mit ausreichender Sicherheit zu vermeiden ist, wurden bei bisher bekannten Wellenlängenmulitplex-Sendeeinheiten Laserdioden mit integriertem Isolator verwendet, wobei die Signale der einzelnen Laserdioden mittels einer optischen Koppeleinheit auf einem einzigen Lichtwellenleiter zusammengefaßt wurden, welcher dann mit der eigentlichen Übertragungsstrecke verbunden wurde.However, since the occurrence of reflections, for example Fresnel reflection on plugs, is hardly effective and can be avoided with sufficient security in transmission links, laser diodes with an integrated isolator were used in previously known wavelength multiplex transmission units, the signals of the individual laser diodes being used by means of an optical one Coupling unit were combined on a single optical fiber, which was then connected to the actual transmission path.
Derartige Sendeeinheiten sind jedoch infolge der aufwendigen Laserdioden mit integriertem Isolator sehr teuer.However, such transmission units are very expensive due to the complex laser diodes with an integrated isolator.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Wellenlängenmultiplexeinheit zur Realisierung eines optischen Wellenlängenmultiplexsystems zu schaffen, welche mit geringerem Aufwand und damit kostengünstiger realisierbar ist.The present invention is therefore based on the object of providing an optical wavelength division multiplex unit for realizing an optical wavelength division multiplex system which can be implemented with less effort and thus more cost-effectively.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the features of claim 1.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß herkömmliche Laserdioden mit jeweils vorbestimmter Sendewellenlänge zur Realisierung eines Wellenlängenmultiplexsystems verwendet werden können, wenn die einzelnen Sendesignale zunächst mit- tels einer optischen Koppeleinheit mit einem optischen Ausgang verbunden werden, welchem dann eine einzige optische Isolatoreinheit nachgeschaltet ist.The invention is based on the knowledge that conventional laser diodes, each with a predetermined transmission wavelength, can be used to implement a wavelength division multiplex system if the individual transmission signals are initially by means of an optical coupling unit with an optical output are connected, which is then followed by a single optical isolator unit.
Auf diese Weise ist nur noch ein einziger optischer Isolator erforderlich, der jedoch über den gesamten Wellenlängenbereich der einzelnen verwendeten optischen Sendeelemente seine Isolatorwirkung aufrechterhalten muß.In this way, only a single optical isolator is required, which must however maintain its isolating effect over the entire wavelength range of the individual optical transmission elements used.
Damit kann ein derartiger optischer Isolator zwar nur mit höherem Aufwand realisiert werden als ein in eine schmalbandige Laserdiode integrierter Isolator, welcher nur über den relativ schmalbandigen Wellenlängenbereich der betreffenden Laserdiode isolieren muß. Bei einer entsprechend großen Anzahl von Laserdioden, die in dem optischen Wellenlängenmultiplexsy- ste zusammengefaßt sind, ergibt sich jedoch bei der Verwendung eines einzigen, wenn auch aufwendiger zu realisierenden optischen Isolators ein deutlicher Kostenvorteil.This means that such an optical isolator can only be implemented with greater effort than an isolator integrated in a narrowband laser diode, which only has to isolate over the relatively narrowband wavelength range of the laser diode in question. With a correspondingly large number of laser diodes, which are combined in the optical wavelength division multiplex system, there is, however, a clear cost advantage when using a single optical isolator, albeit a more complex one.
Der optische Isolator kann dabei in an sich bekannter Weise als entsprechend dimensioniertes Bragg-Gitter realisiert sein.The optical isolator can be implemented in a manner known per se as a correspondingly dimensioned Bragg grating.
Die optische Koppeleinheit für das Zusammenfassen der einzelnen Sendesignale kann ebenfalls in an sich bekannter Weise als passiver optischer Wellenlängenmultiplexor, optischer Koppler, insbesondere Schmelzkoppler, oder als Wavegide, d.h. als in integrierter Optik aufgebautes Koppelelement, ausgebildet sein.The optical coupling unit for combining the individual transmission signals can also be used in a manner known per se as a passive optical wavelength division multiplexor, optical coupler, in particular fusible coupler, or as a wavegide, i.e. be designed as a coupling element constructed in integrated optics.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Eingänge der optischen Wellenlängenmultiplexeinheit mittels Lichtwellenleiter mit der Koppeleinheit verbunden sein. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Laserdioden, an deren Ausgänge bereits in vielen Fällen ein Lichtwellenleiter angekoppelt ist, durch ein Verspleißen der Lichtwellenleiter mit der Wellenlängenmultiplexeinheit koppelbar sind. Durch das Ver- spleißen, welches vorzugsweise durch Verschweißen der Fasern unter einem Lichtbogen erfolgt, werden Reflexionen an den Koppelstellen und damit entsprechende Rückwirkungen auf die Laserdioden sicher vermieden.According to one embodiment of the present invention, the inputs of the optical wavelength division multiplex unit can be connected to the coupling unit by means of optical fibers. This enables the laser diodes, to the outputs of which an optical waveguide is already coupled in many cases, to be coupled to the wavelength division multiplex unit by splicing the optical waveguides. Through the splicing, which is preferably done by welding the fibers under an arc, reflections at the coupling points and thus corresponding repercussions on the laser diodes are reliably avoided.
In gleicher Weise kann der Ausgang der optischen Isolatoreinheit bereits mit einem Lichtwellenleiter gekoppelt sein, wobei dieser Lichtwellenleiter mit der betreffenden Übertragungsstrecke, beispielsweise wiederum durch thermisches Spleißen, verbindbar ist.In the same way, the output of the optical isolator unit can already be coupled to an optical waveguide, this optical waveguide being connectable to the transmission link in question, for example again by thermal splicing.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die optische Wellenlängenmultiplexeinheit als (integriertes) Modul ausgebildet, so daß lediglich die Ausgänge der Laserdioden mit den Eingängen der Multiplexeinheit und der Ausgang der Multi- plexeinheit mit dem Eingang der Übertragungsstrecke verbunden werden muß.According to the preferred embodiment of the invention, the optical wavelength division multiplex unit is designed as an (integrated) module, so that only the outputs of the laser diodes have to be connected to the inputs of the multiplex unit and the output of the multiplex unit to the input of the transmission link.
Der Ausgang der Koppeleinheit der Wellenlängenmultiplexeinheit kann dabei mittels eines Lichtwellenleiters mit dem Eingang der Isolatoreinheit verbunden sein.The output of the coupling unit of the wavelength division multiplex unit can be connected to the input of the isolator unit by means of an optical waveguide.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Koppeleinheit jedoch auch integriert mit der Isolatoreinheit, beispielsweise unter Verwendung integrierter Optik, ausgebildet sein.In another embodiment of the invention, however, the coupling unit can also be formed integrated with the isolator unit, for example using integrated optics.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann in die Isolatoreinheit auch ein Faserverstärker integriert sein, um die Ausgangsleistung der Wellenlängenmultiplexsignale zu erhöhen.In a special embodiment of the invention, a fiber amplifier can also be integrated in the isolator unit in order to increase the output power of the wavelength division multiplex signals.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind vorzugsweise alle Eingänge der Wellenlängenmultiplexeinheit mit jeweils einem Wellenlängenumsetzer verbunden, wobei jeder Wellenlängenumsetzer die Wellenlänge eines beliebigen optischen Eingangssignals in eine vorbestimmte Wellenlänge umsetzt. Auf diese Weise ist es möglich, auf mehreren Lichtwellenleitern ankommende optische Signale unabhängig von deren Wellenlänge auf einem einzigen Lichtwellenleiter zusammenzufassen.According to a further embodiment of the invention, all inputs of the wavelength division multiplex unit are preferably connected to a respective wavelength converter, each Wavelength converter converts the wavelength of any optical input signal into a predetermined wavelength. In this way it is possible to combine optical signals arriving on a plurality of optical fibers independently of their wavelength on a single optical fiber.
Der Wellenlängerumsetzer kann dabei vorzugsweise als optischelektrisch-optischer Wellenlängenumsetzer ausgebildet sein, wobei eine vorzugsweise breitbandige Empfangsdiode zur optisch-elektrischen Umsetzung und eine Laserdiode mit einer vorbestimmten Sendewellenlänge zur elektrisch-optischen Umsetzung verwendet wird.The wavelength converter can preferably be designed as an optoelectrical-optical wavelength converter, a preferably broadband receiving diode being used for the optical-electrical conversion and a laser diode with a predetermined transmission wavelength for the electrical-optical conversion.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeich- nung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. Show in the drawing:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer optischen Wellenlängenmultiplexeinheit nach der Erfindung undFig. 1 shows a first embodiment of an optical wavelength division multiplex unit according to the invention and
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer optischen Wellenlängenmultiplexeinheit nach der Erfindung.Fig. 2 shows a second embodiment of an optical wavelength division multiplex unit according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte optische Wellenlängenmultiplexeinheit 1 weist mehrere Eingänge E., bis En auf, welche über Licht- Wellenleiter 3 mit den Eingängen einer optischen Koppeleinheit 5 verbunden sind. Die optische Koppeleinheit kann als passiver optischer Wellenlängenmultiplexer oder als optischer n x 1- Koppler ausgebildet sein. Hierzu eignen sich beispielsweise Schmelzkoppler oder Waveguides, die in integrierter Optik realisierbar sind. Der Ausgang der optischen Koppeleinheit 5 ist mit dem Eingang einer Isolatoreinheit 7 verbunden. Dies kann unter Verwendung eines Lichtwellenleiters 9 erfolgen. Selbstverständlich können jedoch die optische Koppeleinheit 5 und die optische Isolator- einheit 7 unter Einsatz integrierter Optik integriert ausgebildet sein.The optical wavelength division multiplex unit 1 shown in FIG. 1 has several inputs E. to E n , which are connected via optical waveguides 3 to the inputs of an optical coupling unit 5. The optical coupling unit can be designed as a passive optical wavelength division multiplexer or as an optical nx 1 coupler. For this purpose, melt couplers or waveguides are suitable, which can be implemented in integrated optics. The output of the optical coupling unit 5 is connected to the input of an isolator unit 7. This can be done using an optical fiber 9. Of course, however, the optical coupling unit 5 and the optical isolator unit 7 can be designed to be integrated using integrated optics.
Der Ausgang der optischen Isolatoreinheit 7 ist mit dem optischen Ausgang 11 der Wellenlängenmultiplexeinheit 1 verbunden. Dies kann, wie in Fig. 1 dargestellt, vorzugsweise erneut unter Einsatz eines Lichtwellenleiters 13 erfolgen. Denn durch die Verwendung von Lichtwellenleitern als Verbindungselemente zwischen den Eingängen E, bis En und den Eingängen der Koppeleinheit 5 bzw. dem Ausgang der Isolatoreinheit 7 und dem Aus- gang 11 der Wellenlängenmultiplexeinheit 1 bietet den Vorteil, daß die mit den optischen Sendern verbundenen Lichtwellenleiter mit den Eingängen E, bis En bzw. der Ausgang 11 der Multi- plexeinheit 1 mit dem Eingang der nachgeschalteten Übertragungsstrecke 15 reflexionsfrei verspleißt werden kann. Dabei ist zwar die Reflexionsfreiheit bei der Verbindung des Ausgangs 11 mit der Übertragungsstrecke 15 nicht zwingend erforderlich, da die Isolatoreinheit 7 die Rückwirkung von Reflexionen bereits weitgehend reduziert. Da jedoch jede Reflexion auch mit einer entsprechenden Dämpfung des Signals verbunden ist, bietet das reflexionsfreie Verspleißen von Lichtwellenleitern auch am Ausgang der Wellenlängenmultiplexeinheit einen Vorteil.The output of the optical isolator unit 7 is connected to the optical output 11 of the wavelength division multiplex unit 1. As shown in FIG. 1, this can preferably be done again using an optical waveguide 13. Because the use of optical fibers as connecting elements between the inputs E, to E n and the inputs of the coupling unit 5 or the output of the isolator unit 7 and the output 11 of the wavelength division multiplex unit 1 offers the advantage that the optical fibers connected to the optical transmitters with the inputs E until E n or the output 11 of the multiplex unit 1 can be spliced without reflection with the input of the downstream transmission path 15. The freedom from reflection is not absolutely necessary when connecting the output 11 to the transmission path 15, since the isolator unit 7 already largely reduces the reaction of reflections. However, since every reflection is also associated with a corresponding attenuation of the signal, the reflection-free splicing of optical fibers also offers an advantage at the output of the wavelength division multiplex unit.
Die Ausbildung der Wellenlängenmultiplexeinheit als Modul bietet den Vorteil, daß die Ankopplungen von Lichtwellenleitern an die Koppeleinheit 5 bzw. die Isolatoreinheit 7, die möglichst reflexionsarm sein müssen, unter kontrollierten Bedingungen vom Hersteller des Moduls vorgenommen werden können. Die meist weniger kritischen Kopplungen zwischen den Sendern und dem Modul bzw. dem Modul und der Übertragungs- strecke können dann vom Ersteller des Systems hergestellt werden.The design of the wavelength division multiplex unit as a module offers the advantage that the coupling of optical waveguides to the coupling unit 5 or the isolator unit 7, which must be as low-reflection as possible, can be carried out under controlled conditions by the manufacturer of the module. The mostly less critical couplings between the transmitters and the module or the module and the transmission The route can then be created by the system creator.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann jeder Eingang E, bis E„ über jeweils einen optischen Wellenlängenumsetzer mit dem betreffenden Eingang der optischen Koppeleinheit 5 verbunden sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß unabhängig von der Wellenlänge des am betreffenden Eingang anliegenden Signals die Signale ge ultiplext werden können, da in jedem Fall eine (teilweise) Überlagerung der ankommenden Signale vermieden wird.As shown in FIG. 2, each input E 1 to E 1 can be connected to the relevant input of the optical coupling unit 5 via an optical wavelength converter in each case. This has the advantage that regardless of the wavelength of the signal present at the input concerned, the signals can be ultiplexed, since a (partial) superimposition of the incoming signals is avoided in any case.
Jeder Wellenlängenumsetzer kann dabei durch die Verwendung einer geeigneten Empfangsdiode und einer Laserdiode mit einer vorbestimmten eigenen Wellenlänge realisiert werden, welche mittels einer geeigneten elektronischen Steuerschaltung verbunden sind. Die Umsetzung der ankommenden Signale in die von den Wellenlängenumsetzern abgegebenen Signale erfolgt dabei vorzugsweise transparent.Each wavelength converter can be implemented by using a suitable receiving diode and a laser diode with a predetermined own wavelength, which are connected by means of a suitable electronic control circuit. The incoming signals are preferably converted transparently into the signals emitted by the wavelength converters.
Eine derartige optische Wellenlängenmultiplexeinheit nach der Erfindung ermöglicht somit den einfachen und kostengünstigen Aufbau eines Wellenlängenmultiplexsystems. Such an optical wavelength division multiplex unit according to the invention thus enables the simple and inexpensive construction of a wavelength division multiplex system.

Claims

Optische WellenlängenmultiplexeinheitPatentansprüche Optical wavelength division multiplexing unit
1. Optische Wellenlängenmultiplexeinheit mit1. Optical wavelength division multiplex unit with
a) mehreren optischen Eingängen (E, bis EJ , welche mittels einer optischen Koppeleinheit (5) mit einem optischen Ausgang (11) verbunden sind,a) a plurality of optical inputs (E, to EJ, which are connected to an optical output (11) by means of an optical coupling unit (5),
b) wobei jeder optische Eingang (E, bis EJ mit einer optischen Sendeeinheit mit einer vorbestimmten Wellenlänge verbindbar ist,b) each optical input (E, to EJ being connectable to an optical transmission unit with a predetermined wavelength,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
c) daß der optische Ausgang der Koppeleinheit (5) mit dem Eingang einer optischen Isolatoreinheit (7) verbunden ist, dessen Ausgang mit einer optischen Übertragungsstrecke (15) verbindbar ist.c) that the optical output of the coupling unit (5) is connected to the input of an optical isolator unit (7), the output of which can be connected to an optical transmission path (15).
2. Wellenlängenmultiplexeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Koppeleinheit (5) als passiver optischer Wellenlängenmultiplexor, optischer Koppler, insbesondere Sch elzkoppler, oder als Waveguide ausgebildet ist.2. wavelength division multiplex unit according to claim 1, characterized in that the optical coupling unit (5) is designed as a passive optical wavelength division multiplexor, optical coupler, in particular Schelz coupler, or as a waveguide.
3. Wellenlängenmultiplexeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (E, bis EJ der Wel- lenlängenmultiplexeinheit (1) mittels Lichtwellenleiter (3) mit der Koppeleinheit (5) verbunden sind.3. Wavelength division multiplex unit according to Claim 1 or 2, characterized in that the inputs (E, to EJ of the wavelength division multiplex unit (1) are connected to the coupling unit (5) by means of optical fibers (3).
4. Wellenlängenmultiplexeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der optischen Isolatoreinheit (7) mit einem Lichtwellenleiter (13) verbunden ist.4. wavelength division multiplex unit according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the optical isolator unit (7) is connected to an optical waveguide (13).
5. Wellenlängenmultiplexeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der5. wavelength division multiplex unit according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the
Koppeleinheit (5) mittels eines Lichtwellenleiters (9) mit dem Eingang der Isolatoreinheit (7) verbunden ist.Coupling unit (5) is connected to the input of the isolator unit (7) by means of an optical waveguide (9).
6. Wellenlängenmultiplexeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinheit (5) und die Isolatoreinheit (7) integriert ausgebildet sind.6. wavelength division multiplex unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coupling unit (5) and the isolator unit (7) are integrally formed.
7. Wellenlängenmultiplexeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der optischen Isolatoreinheit (7) ein Faserverstärker integriert ist.7. wavelength division multiplex unit according to one of the preceding claims, characterized in that a fiber amplifier is integrated in the optical isolator unit (7).
8. Wellenlängenmultiplexeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein, mehrere oder alle Eingänge (E, bis EJ der Wellenlängenmultiplexeinheit (1) mit jeweils einem Wellenlängenumsetzer (17) verbunden sind, wobei jeder Wellenlängenumsetzer (17) die Wellenlänge eines Eingangssignals in eine vorbestimmte Wellenlänge umsetzt.8. wavelength division multiplex unit according to one of the preceding claims, characterized in that one, several or all inputs (E, to EJ of the wavelength division multiplex unit (1) are each connected to a wavelength converter (17), each wavelength converter (17) being the wavelength of an input signal implements a predetermined wavelength.
9. Wellenlängenmultiplexeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wellenlängenumsetzer (17) als optisch-elektrisch-optischer Wellenlängerumsetzer ausgebildet ist.9. wavelength division multiplex unit according to claim 8, characterized in that each wavelength converter (17) is designed as an optical-electrical-optical wavelength converter.
10. Wellenlängenmultiplexeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wellenlängenumsetzer (17) eine Laserdiode mit der vorbestimmten Wellenlänge als optischen Sender aufweist. 10. wavelength division multiplex unit according to claim 9, characterized in that each wavelength converter (17) has a laser diode with the predetermined wavelength as an optical transmitter.
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