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Dokumentenidentifikation DE69626074T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0762677
Titel Optisches Übertragungssystem mit Messung des Spektrums eines Signals mit Wellenlängenmultiplex und Verarbeitung abhängig vom Spektrum
Anmelder Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Onaka, Hiroshi, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP;
Otsuka, Kazue, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP;
Miyata, Hideyuki, Nakahara-ku, Kanagawa 211, JP
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69626074
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.08.1996
EP-Aktenzeichen 961135423
EP-Offenlegungsdatum 12.03.1997
EP date of grant 05.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse H04B 10/145
IPC-Nebenklasse H04J 14/02   H04B 10/08   

Beschreibung[de]

Diese Anmeldung basiert auf der am 23. August 1995 in Japan eingereichten japanischen Patentanmeldung 7-214733 und beansprucht deren Priorität.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Kommunikationssystem unter Verwendung von Wellenlängenmultiplex-Signallicht zum Senden einer relativ großen Menge von Daten über eine optische Faser. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Kommunikationssystem, das das Spektrum von Wellenlängenmultiplex-Signallicht bestimmt und eine optische Charakteristik bzw. Eigenschaft bzw. Kennlinie des Wellenlängenmultiplex-Signallichts oder einen Parameter des optischen Kommunikationssystems gemäß dem Spektrum steuert.

2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik

Es hält an, dass Multimedia-Netzwerke optische Kommunikationssysteme größerer Kapazität erfordern. Daher wird ein signifikanter Umfang an Forschung auf dem Gebiet eines Wellenlängenmultiplexens (WDM = wavelength-division multiplexing) durchgeführt, um die Kapazität optischer Kommunikationssysteme zu erhöhen.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das einen Multiplexteil eines herkömmlichen optischen WDM-Kommunikationssystems darstellt.

Nimmt man nun Bezug auf Fig. 1, ist eine Vielzahl von Kanälen CH&sub1; ... CHN durch einen optischen Multiplexer 100 in ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signallicht 102 kombiniert. Ein mit Erbium dotierter Faserverstärker (EDFA = erbium doped fiber amplifier) 104 hat ein breites Verstärkungsband und wird daher zum Verstärken des WDM-Signallichts 102 verwendet. Ein optisches Kommunikationssystem, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann allgemein als Übertragungsleitungs- Medium-Netzwerk beschrieben werden.

Ein Pfad-Netzwerk ist allgemein ein Netzwerk von verschiedenen Diensten und miteinander verbundenen Übertragungsleitungs-Medium-Netzwerken. Die einzelnen Übertragungsleitungs-Medium-Netzwerke sind im wesentlichen für einzelne Benutzer "unsichtbar". Pfad-Netzwerke führen typischerweise Funktionen, wie beispielsweise ein Multiplexen, eine Querverbindungsverarbeitung und ein Verzweigen/Einfügen, durch. Diese Funktionen erfordern für gewöhnlich eine Signalverarbeitung sehr hoher Geschwindigkeit. Unglücklicherweise kann ein Pfad-Netzwerk schnell eine obere Grenze bei einer zulässigen Signalverarbeitung hoher Geschwindigkeit durch das Netzwerk erreichen. Ein Wellenlängenmultiplexen kann nützlich zum Erhöhen der Signalverarbeitung hoher Geschwindigkeit von solchen Pfad-Netzwerken sein. Daher sind Vorschläge vorgestellt worden, um eine Signalverarbeitung in einem Pfad- Netzwerk durch Verwenden eines Wellenlängenmultiplexens zu erhöhen. Siehe beispielsweise K. Sato, et al., "Network Performance and ..." IEEE, JACSC, vol. 12, Nr. 1, S. 159.

Darüber hinaus ist ein Netzwerk einer optischen Welle unter Verwendung eines Wellenlängenmultiplexens in H. Ishida, "A Transport Network with ...", GLOBCOM '93 vorgeschlagen. Von einem solchen Netzwerk einer optischen Welle wird erwartet, dass es eine Verarbeitung hoher Geschwindigkeit, eine Flexibilität und eine Vereinfachung eines Netzwerks verbessert.

Zum Realisieren eines Wellenlängenmultiplexens in zukünftigen Netzwerken einer optischen Welle wird es wahrscheinlich nötig sein, verschiedene Charakteristiken des WDM-Signallichts zu überwachen und verschiedene Steuerungen basierend auf den überwachten Charakteristiken durchzuführen. Beispielsweise kann es nötig sein, folgendes zu überwachen: (a) die Anzahl von Sendewellenlängen im WDM-Signallicht, (b) den Abstand zwischen Wellenlängen des WDM-Signallichts, (c) einen Absolutwert einer optischen Leistung in jedem Kanal oder Variationen bezüglich der optischen Leistung zwischen Kanälen im WDM-Signallicht, (d) ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) in jedem Kanal im WDM-Signallicht, (e) einen Modulationsfaktor (Modulationsindex) in jedem Kanal oder ein Prechirp (eine beim Modulieren eines Signals zusätzlich überlagerte Phasenmodulationskomponente) in jedem Kanal des WDM-Signallichts und (f) eine Änderung bezüglich des Spektrums des WDM-Signallichts aufgrund eines nichtlinearen Effekts einer Sende- bzw. Übertragungsleitung.

Ein kommerziell erhältlicher optischer Spektrumanalysator kann zum Überwachen von Charakteristiken des WDM-Signallichts verwendet werden. Siehe beispielsweise M. Born und E. Wolf, "Principles of Optics", 4. Ausgabe, S. 412 und "Hewlett- Packard Lightwave Test and Measurement Catalog", 1994, S. 48. Bei einem typischen optischen Spektrumanalysator wird Licht durch ein Beugungsgitter dispergiert bzw. gestreut und wird eine Lichtkomponente mit einer spezifischen Wellenlänge des gestreuten Lichts durch einen Schlitz geführt. Die Lichtkomponente, die durch den Schlitz läuft, wird durch einen Photodetektor empfangen, um die Leistung der Lichtkomponente zu messen. Eine andere Lichtkomponente mit einer anderen Wellenlänge wird durch Drehen des Beugungsgitters erhalten. Demgemäß werden eine Drehung des Beugungsgitters und eine Messung der optischen Leistung synchron durchgeführt, um eine Messung einer Wellenlängenverteilung (eines optischen Spektrums) der optischen Leistung zuzulassen.

Jedoch hat dieser Typ von optischem Spektrumanalysator einen mechanischen bewegbaren Teil zum Drehen oder Bewegen des Beugungsgitters. Als Ergebnis hat dieser Typ von optischem Spektrumanalysator einen Mangel an langzeitiger Stabilität und Zuverlässigkeit. Weiterhin erfordert dieser Typ von optischem Spektrumanalysator eine Zeitperiode von nahezu einer Sekunde für eine Messung eines optischen Spektrums und kann daher keine Antwort bzw. Reaktion für viele Typen von Überwachungs- und Steuerfunktionen schnell genug zur Verfügung stellen. Daher wird dieser Typ von optischem Spektrumanalysator nicht zulassen, dass geeignete Charakteristiken des WDM-Signallichts überwacht und gesteuert werden.

Ein Abtast-Fabry-Perot-Interferometer kann auch zum Überwachen des WDM-Signallichts verwendet werden. Siehe beispielsweise A. Yariv, "Optical Electronics", 3. Ausgabe, S. 92-95. Jedoch hat das Interferometer einen reflektierenden Spiegel, der bewegt werden muss, um das WDM- Signallicht zu überwachen. Als Ergebnis hat das Interferometer einen Mangel an langzeitiger Stabilität und Zuverlässigkeit. Zusätzlich wird eine solche Vorrichtung keine Antwort schnell genug zur Verfügung stellen, um zuzulassen, dass ein eine Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zur Verfügung stellendes WDM-Signallicht richtig überwacht und gesteuert wird.

GB-A-2 170 370 beschreibt ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-) Netzwerk, das eine Vielzahl von Lasersendern zum Erzeugen optischer Signale bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweist, und einen Wellenlängenmultiplexer für ein Wellenlängenmultiplexen der optischen Signale von den Lasersendern. Ein Modulationssignal von einem Oszillator wird infolge davon über einen Schalter zu jedem Signal von den Lasersendern aufgeteilt. Eine Überwachungs-Photodiode und ein phasenempfindlicher Detektor erfassen das modulierte Signal von den multiplexten Signalen und ein Mikroprozessor stellt den Strom ein, der in Reaktion auf die Ausgabe vom phasenempfindichen Detektor an eine entsprechende Peltier- Vorrichtung angelegt wird, um durch den Wellenlängenmultiplexer eine im Wesentlichen maximale Leistungsübertragung zu erhalten.

Angesichts des obigen sind herkömmliche Vorrichtungen verfügbar, um das Spektrum eines optischen Signals zu bestimmen. Jedoch werden diese Vorrichtungen nicht zulassen, dass verschiedene Charakteristiken eines WDM-Signallichts oder Parameter des Kommunikationssystems gemäß dem Spektrum gesteuert werden.

ZUSAMMNFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Spektrumanalysator zu schaffen, der keine sich bewegende Teile erfordert und daher eine schnelle, zuverlässige Reaktion zur Verfügung stellen kann, und zwar zur Verwendung in einem optischen Kommunikationssystem, das ein Wellenlängenmultiplexen verwendet.

Es ist eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Kommunikationssystem zu schaffen, das ein Wellenlängenmultiplexen verwendet und das verschiedene Charakteristiken eines WDM-Signallichts überwachen oder einstellen kann, und zwar basierend auf dem Spektrum des WDM- Signallichts.

Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Kommunikationssystem zu schaffen, das eine langzeitige Stabilität, eine Verbesserung bezüglich der Zuverlässigkeit und eine Hochgeschwindigkeitsreaktion beim Durchführen einer Überwachung/Steuerung des WDM- Signallichts sicherstellt.

Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der Beschreibung, die folgt, vorgestellt werden, und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich werden oder können durch Ausführen der Erfindung gelernt werden.

Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein optisches Kommunikationssystem zum Senden bzw. Übertragen von Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signallicht durch eine optische Faser, welches System folgendes aufweist: eine Entkopplungseinheit zum Entkoppeln eines Teils des WDM- Signallichts von der optischen Faser als Überwachungssignal; und eine Monitor- bzw. Überwachungseinheit, die mit der Entkopplungseinheit verbunden ist, zum Bestimmen des Spektrums des WDM-Signallichts aus dem Monitor- bzw. Überwachungssignal und zum Durchführen einer Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum; wobei die Entkopplungseinheit dazu geeignet bzw. daran angepasst ist, das Überwachungssignal derart zu entkoppeln, dass es unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des WDM-Signallichts enthält, und wobei die Überwachungseinheit folgendes aufweist: eine Dispersionseinheit bzw. Streueinheit zum Empfangen des Überwachungssignals von der Entkopplungseinheit und zum gleichzeitigen Dispergieren bzw. Streuen unterschiedlicher Wellenlängenkomponenten des WDM-Signals in unterschiedlichen Richtungen und optoelektrische Wandlerelemente bei festen Positionen zum Empfangen der von der Dispersionseinheit dispergierten Wellenlängenkomponenten, ohne die Dispersionseinheit zu drehen oder zu bewegen, wobei die Überwachungseinheit zum Bestimmen des Spektrums des WDM- Signallichts aus den Wellenlängenkomponenten dient, die durch die optoelektrischen Wandlerelemente empfangen werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Senden bzw. Übertragen von Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signallicht durch eine optische Faser, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Entkoppeln eines Teils des WDM-Signallichts von der optischen Faser als Überwachungssignal, wobei das Überwachungssignal unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des WDM-Signallichts enthält; Empfangen des Überwachungssignals und gleichzeitiges Dispergieren bzw. Streuen unterschiedlicher Wellenlängenkomponenten des WDM-Signals in unterschiedlichen Richtungen; Empfangen der dadurch dispergierten Wellenlängenkomponenten bei festen Positionen ohne eine Dreh- oder Bewegungseinrichtung, durch welche die Wellenlängenkomponenten dispergiert werden; Bestimmen des Spektrums des WDM-Signallichts aus dem Überwachungssignal; und Durchführen einer Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum.

Eine durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung kann wenigstens eines von dem folgenden enthalten: (1) Steuern von Lichtquellen zum Beibehalten einer konstanten Wellenlänge jedes Lichtsignals im WDM-Signallicht, (b) Bestimmen einer Rauschzahl eines optischen Verstärkers, der das WDM-Signallicht verstärkt, (c) Steuern des optischen Verstärkers zum Erreichen einer erwünschten Rauschzahl, (d) Erfassen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des WDM- Signallichts, (e) Erfassen einer wahren Signalleistung des WDM-Signallichts, (f) Beibehalten der wahren Signalleistung derart, dass sie auf einem konstanten Pegel ist, (g) Zählen der Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht, (h) Entzerren der Verstärkung eines optischen Verstärkers zum Beibehalten einer flachen Verstärkung, (i) Auswählen einer Lichtquelle aus redundanten Lichtquellen zum Liefern eines Lichtsignals auf einem jeweiligen Kanal des WDM-Signallichts, oder (j) Auswählen eines jeweiligen Kanals des WDM-Signallichts für eine Signalverstärkung. Zusätzlich kann die Steuerverarbeitung ein Steuern irgendeiner anderen Charakteristik des WDM-Signallichts gemäß dem bestimmten Spektrum enthalten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele offensichtlich werden und schneller erkannt werden, und zwar in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, von welchen:

Fig. 1 (Stand der Technik) ein Diagramm ist, das einen Multiplexteil eines herkömmlichen optischen WDM- Kommunikationssystems darstellt.

Fig. 2 ein Diagramm ist, das einen Monitor für ein optisches Spektrum gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 3 ein Diagramm ist, das ein Spektrum darstellt, das durch einen Monitor für ein optisches Spektrum erhalten wird, wie er in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 4 ein Diagramm ist, das ein optisches Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 5 ein Diagramm ist, das ein optisches Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 6 ein Diagramm ist, das eine Modifikation in Bezug auf das in Fig. 5 dargestellte optische Kommunikationssystem darstellt, um redundante Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ein Diagramm ist, das eine zusätzliche Modifikation in Bezug auf das in Fig. 5 dargestellte optische Kommunikationssystem darstellt, um redundante Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 ein Diagramm ist, das ein optisches Repeatersystem bzw. Zwischenverstärkersystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 9 ein Diagramm ist, das einen ersten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen im WDM- Signallicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 10 ein Diagramm ist, das einen zweiten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen im WDM- Signallicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 11 eine Kurve ist, die eine Erfassung eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 12A und 12B den Effekt verschiedener Leistungssteuerverfahren darstellen.

Fig. 13 ein Diagramm ist, das ein optisches Repeatersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 14 ein Diagramm ist, das ein Netzwerk einer optischen Welle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 15 ein Diagramm ist, das eine Verschlechterung eines SNR gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 16 ein Diagramm ist, das einen Knoten bzw. Mode eines optischen Kommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es wird nun detailliert auf das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von welcher Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen immer auf gleiche Elemente beziehen.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das einen Monitor für ein optisches Spektrum gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 2, wird ein Überwachungssignal in eine optische Faser eingeführt. Das Überwachungssignal ist ein Teil eines Signallichts, der extrahiert wird, wenn das Signallicht entlang einem optischen Hauptpfad (nicht dargestellt) in einem Netzwerk einer optischen Welle (nicht dargestellt) oder einem anderen solchen Kommunikationssystem (nicht dargestellt) läuft bzw. wandert. Das Überwachungssignal wird von einem Erregungsende der optischen Faser 2 emittiert bzw. ausgesendet und wird durch eine Linse 4 gesammelt, um durch ein Beugungsgitter vom Reflexionstyp (Spektroskop) 6 empfangen zu werden. Das Überwachungssignal wird dann durch das Beugungsgitter 6 reflektiert und durch eine Linse 8 konvergiert, um in eine Photodetektoranordnung 10 einzutreten.

Die Gitterkonstante und die Stelle des Beugungsgitters 6 sind so eingestellt, dass das Beugungsgitter 6 das Überwachungssignal in einem Band dispergieren bzw. streuen kann, das die Wellenlänge von wenigstens dem Signallicht enthält. Die Photodetektoranordnung 10 hat eine Vielzahl von optoelektrischen Wandlerelementen 12, die positioniert sind, um das dispergierte Licht vom Beugungsgitter 6 zu empfangen. Die Ausbreitungsrichtung des vom Beugungsgitter 6 dispergierten Lichts ändert sich in einer Ebene parallel zur Blattebene der Fig. 2 mit beispielsweise der Wellenlänge. In diesem Fall sind die optoelektrischen Wandlerelemente 12 positioniert, um parallel zur Blattebene bzw. Zeichenebene der Fig. 2 zu sein, um dadurch eine kollektive Messung der optischen Leistung verschiedener Wellenlängen durch die Verwendung der Photodetektoranordnung 10 zuzulassen. Die Photodetektoranordnung 10 kann derart angesehen werden, dass sie ein optischer Empfänger ist, und kann beispielsweise eine PIN-Photodiodenanordnung oder ein Sensor einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD = charged coupled device) sein, die ein Material mit einer Empfindlichkeit im Band von 1,3 bis 1,5 um verwenden, das typischerweise bei einer optischen Kommunikation verwendet wird.

Daher kann das Beugungsgitter als Dispersionseinheit beschrieben werden, die gleichzeitig unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des Überwachungssignals in unterschiedlichen Richtungen dispergiert. Darüber hinaus kann die Photodetektoranordnung 10 derart beschrieben werden, dass sie optoelektrische Wandlerelemente bei festen Positionen zum Empfangen der von der Dispersionseinheit dispergierten Wellenlängenkomponenten ohne ein Drehen oder ein Bewegen der Dispersionseinheit enthält. Daher muss weder das Beugungsgitter 6 noch die Photodetektoranordnung 10 bewegt oder gedreht werden, um unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des Signallichts zu erfassen,

Ein Ausgangssignal von der Photodetektoranordnung 10 wird zu einer Signalverarbeitungsschaltung 14 zugeführt. Die Signalverarbeitungsschaltung 14 ist eine elektronische Schaltung zum Lesen von Lichtleistungssignalen verschiedener Wellenlängen, die durch die optoelektrischen Wandlerelemente 12 erfasst werden, und zum Durchführen einer Signalverarbeitung, um das optische Spektrum des Signallichts zu bestimmen.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein Spektrum darstellt, das durch einen Monitor für ein optisches Spektrum erhalten wird, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 3, stellt die vertikale Achse eine optische Leistung dar und stellt die horizontale Achse eine Wellenlänge dar. Im in Fig. 3 dargestellten Spektrum sind Spektrumsspitzen SP1 bis SPn in Kanälen des WDM-Signallichts einer Rauschkomponente einer verstärkten spontanen Emission (ASE = amplified spontaneous emission) überlagert. Mikroskopische Bänder 12(#1) ... 12(#n) stellen mikroskopische Bänder dar, die durch die optoelektrischen Wandlerelemente 12 erfasst werden können. Das Band eines typischen EDFA ist im Bereich von etwa 1535 bis etwa 1560 nm, und in diesem Fall ist die Bandbreite etwa 25 nm. Demgemäß kann beispielsweise durch Verwenden der Photodetektoranordnung 10 mit fünfhundertzwölf (512) optoelektrischen Wandlerelementen 12 und durch geeignetes Entwerfen eines optischen Kommunikationssystems für eine Spektrometrie prinzipiell ein optisches Spektrum mit einer Auflösung von 0,05 nm oder darunter gemessen werden. Weiterhin hat der in Fig. 2 gezeigte Monitor für ein optisches Spektrum keine mechanischen bewegbaren Teile, so dass elektrische Signale zum Bestimmen des Spektrums mit hohen Geschwindigkeiten in der Größenordnung von Millisekunden bis Mikrosekunden verarbeitet werden können.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein optisches Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 4, wird Signallicht durch einen optischen Hauptpfad 16 übertragen. Der optische Hauptpfad 16 kann beispielsweise eine feste Leitung sein, oder Signallichtpfade in einem Netzwerk für eine optische Welle. Eine optische Verarbeitungseinheit 18 führt verschiedene Prozesse am Signallicht durch. Die verschiedenen Prozesse, die durch die optische Verarbeitungseinheit 18 durchgeführt werden, enthalten wenigstens einen der folgenden Prozesse: Übertragen (Senden), Empfangen, Zwischenverstärken, Verzweigen (einschließlich einer Einfügung von Signallicht bei optischen Knoten) und Schalten. Eine Überwachungseinheit 20 empfängt einen Teil des Signallichts und erfasst das Spektrum des Signallichts in Abhängigkeit von den durch die optische Verarbeitungseinheit 18 durchgeführten Prozessen. Verschiedene Charakteristiken des Signallichts können dann durch Analysieren des erfassten Spektrums überwacht oder gesteuert werden. Die Überwachungseinheit 20 kann beispielsweise einen optischen Koppler (nicht dargestellt) zum Extrahieren eines Überwachungssignals vom optischen Hauptpfad 16 enthalten. Das extrahierte Überwachungssignal ist ein Teil des Signallichts, das durch den optischen Hauptpfad 16 läuft. Die Überwachungseinheit 20 kann auch einen Monitor für ein optisches Spektrum (nicht dargestellt) enthalten, wie beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten Monitor für ein optisches Spektrum.

Vorzugsweise enthält das optische Kommunikationssystem auch eine Überwachungseinheit 22 zum Überwachen und/oder Einstellen von Charakteristiken des Signallichts gemäß dem überwachten optischen Spektrum. Beispielsweise können die Wellenlänge, die Leistung und/oder das SNR des Signallichts durch die Überwachungseinheit 22 gemäß dem Spektrum des Signallichts, das durch die Überwachungseinheit 20 erfasst, eingestellt oder berechnet werden.

In dem Fall, dass das Signallicht das WDM-Signallicht mit einer Vielzahl von Kanälen von Signallicht ist, ist es vorzuziehen, dass durch die Überwachungseinheit 20 überwachte Charakteristiken die Anzahl von Kanälen des WDM-Signallichts enthalten.

Eine Steuerung (nicht dargestellt) kann zum Steuern der überwachten Charakteristiken vorgesehen sein. Wenn eine solche Steuerung vorgesehen ist, ist es für die Steuerung nicht erforderlich, dass sie nahe der Überwachungseinheit 20 angeordnet ist. Demgemäß ist es zum Zulassen einer Fernsteuerung der überwachten Charakteristiken vorzuziehen, dass das optische Kommunikationssystem weiterhin einen Mechanismus zum Transferieren von Information in Bezug auf die überwachte Charakteristik zur Steuerung enthält.

Daher überträgt ein optisches Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signallicht durch eine optische Faser. Eine Entkopplungseinheit entkoppelt einen Teil des WDM-Signallichts von der optischen Faser als Überwachungssignal. Eine Überwachungseinheit (wie beispielsweise die Kombination aus der Überwachungseinheit 20 und der Überwachungseinheit 22 in Fig. 4) bestimmt das Spektrum des WDM-Signallichts aus dem Überwachungssignal und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch.

Wie es aus den verschiedenen Ausführungsbeispielen der nachfolgend offenbarten vorliegenden Erfindung gesehen werden wird, enthält eine Steuerverarbeitung ein Durchführen von wenigstens einem von dem folgenden: (1) Steuern von Lichtquellen zum Beibehalten einer konstanten Wellenlänge jedes Lichtsignals im WDM-Signallicht, (b) Bestimmen einer Rauschzahl eines optischen Verstärkers, der das WDM- Signallicht verstärkt, (c) Steuern des optischen Verstärkers zum Erreichen einer erwünschten Rauschzahl, (d) Erfassen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des WDM-Signallichts, (e)Erfassen einer wahren Signalleistung des WDM- Signallichts, (f) Beibehalten der wahren Signalleistung derart, dass sie auf einem konstanten Pegel ist, (g) Zählen der Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht, (h) Entzerren der Verstärkung eines optischen Verstärkers zum Beibehalten einer flachen Verstärkung, (i) Auswählen einer Lichtquelle aus redundanten Lichtquellen zum Bereitstellen eines Lichtsignals auf einem jeweiligen Kannal des WDM-Signallichts, oder (j) Auswählen eines jeweiligen Kanals des WDM-Signallichts für eine Signalverstärkung. Zusätzlich enthält die Steuerverarbeitung ein Steuern irgendeiner anderen Charakteristik des WDM-Signallichts gemäß dem bestimmten Spektrum.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein optisches Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 5, ist eine Vielzahl von Laserdioden 24 (#1 bis #n), deren Anzahl der Anzahl von Kanälen des WDM-Signallichts entspricht, als Lichtquellen vorgesehen. Die Laserdioden 24 (#1 bis #n) werden jeweils durch Treiberschaltungen 26 (#1 bis #n) betrieben. Die Laserdioden 24 (#1 bis #n) geben Lichtsignale mit jeweiligen Wellenlängen λ1 bis λn aus. Die Lichtsignale mit den Wellenlängen λ1 bis λn werden einer Modulation mit Übertragungsdaten durch jeweilige externe Modulatoren hoher Geschwindigkeit 28 (#1 bis #n) unterzogen. Danach werden die modulierten Lichtsignale durch einen optischen Multiplexer 30 miteinander verbunden, um dadurch das WDM-Signallicht zu bilden.

Der optische Multiplexer 30 hat ein Ausgangstor 30A und ein Ausgangstor 30B. Ein großer Teil des WDM-Signallichts wird vom Ausgangstor 30A zu einem optischen Verstärker 32 zugeführt. Der optische Verstärker 32 verstärkt den empfangenen Teil des WDM-Signallichts und führt den verstärkten Teil des WDM-Signallichts zu einem optischen Hauptpfad 33 zu. Der optische Verstärker 32 kann beispielsweise ein herkömmlicher optischer Verstärker sein, oder kann ein Verstärker sein, wie er in der am 28. Mai 1996 eingereichten US-Patentanmeldung US 6055092 mit dem Titel MULTI-WAVELENGTH LIGHT AMPLIFIER offenbart ist.

Darüber hinaus wird ein Teil des WDM-Signallichts vom Ausgangstor 30B des optischen Multiplexers 30 ausgegeben und ist ein "Überwachungssignal", das zu einem Monitor für ein optisches Spektrum 34 zugeführt wird. Der Monitor für ein optisches Spektrum erfasst das Spektrum des WDM-Signallichts aus dem Überwachungssignal. Der Monitor für ein optisches Spektrum 34 ist konfiguriert, wie es beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist.

Das durch den Monitor für ein optisches Spektrum 34 erfasste Spektrum oder eine andere charakteristische Information des Überwachungssignals wird zu eine Steuerschaltung 36 zugeführt. Die Steuerschaltung 36 erfasst die Wellenlänge des Signallichts in jedem Kanal des WDM-Signallichts gemäß dem durch den Monitor für ein optisches Spektrum 34 erfassten Spektrum und steuert die Laserdioden 24 (#1 bis #n), so dass jede erfasste Wellenlänge konstant wird. Genauer gesagt steuert die Steuerschaltung 36 Vorspannströme, die von den Treiberschaltungen 26 (#1 bis #n) zu den Laserdioden 24 (#1 bis #n) zuzuführen sind, und stabilisiert dadurch die Oszillationswellenlänge jeder Laserdiode.

Das Steuersubjekt zur Stabilisierung der Oszillationswellenlänge kann die Temperatur jeder Laserdiode sein. Beim Stabilisieren der Wellenlänge durch die Verwendung des Monitors für ein optisches Spektrum 34 wird über die Referenz der Wellenlänge durch ein Beugungsgitter (wie beispielsweise das in Fig. 2 dargestellte Beugungsgitter 6) entschieden, das im Monitor für ein optisches Spektrum 34 enthalten ist. Natürlich können eher Schwankungen optischer Leistung, das SNR oder andere Faktoren überwacht und gesteuert werden, als Wellenlängenschwankungen in den Lichtquellen, oder zusätzlich zu diesen. Alternativ kann die Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht überwacht werden, und kann im Fall einer Anormalität ein Alarm ausgegeben werden.

Daher enthält, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 36. Die Überwachungseinheit führt eine Steuerverarbeitung durch. Die in Fig. 5 dargestellte Steuerverarbeitung enthält ein Erfassen der jeweiligen Wellenlänge des Signallichts in jedem Kanal des WDM- Signallichts aus dem Spektrum des WDM-Signallichts und ein Steuern der Lichtquellen (d. h. der Laserdioden 24), um die erfasste Wellenlänge jedes Lichtsignals derart beizubehalten, dass sie konstant ist.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Modifikation bezüglich des in Fig. 5 dargestellten optischen Kommunikationssystems darstellt, um redundante Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt können, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, redundante Laserdioden 24 für jeden Kanal vorgesehen sein. In diesem Fall treibt eine Treiberschaltung 37 zwei Laserdioden, und zwar die Laserdiode 24 (#1) und die Laserdiode 24 (#2). Die Treiberschaltung 37 wird durch eine Steuerschaltung 38 gesteuert. Die Ausgaben der Laserdioden 24 (#1 und #2) sind miteinander durch einen Koppler 39 gekoppelt, um eine Lichtquelle für einen Kanal zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise kann jeder Kanal mit redundanten Lichtquellen versehen sein. Darüber hinaus ist ein jeweiliger Kanal nicht darauf beschränkt, dass er zwei redundante Lichtquellen hat, und eine Vielzahl von Lichtquellen kann für jeden Kanal vorgesehen sein, um eine zusätzliche Redundanz zur Verfügung zu stellen.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine zusätzliche Modifikation bezüglich des in Fig. 5 dargestellten optischen Kommunikationssystems darstellt, um redundante Lichtquellen zur Verfügung zu stellen, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist gleich dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, außer dass der Koppler 39 durch einen Schalter 45 ersetzt ist, um entweder die Ausgabe der Laserdiode 24 (#1) oder die Ausgabe der Laserdiode 24 (#2) auszuwählen. Vorzugsweise wird der Schalter 45 durch die Steuerschaltung 38 gesteuert.

Redundante Lichtquellen in jedem Kanal, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind, können entweder "heiße" Standby- Lichtquellen oder "kalte" Standby-Lichtquellen sein. Eine "heiße" Standby-Lichtquelle zeigt an, dass eine der Lichtquellen eine Hauptlichtquelle ist und die andere Lichtquelle eine redundante Lichtquelle ist, die selbst dann zum Betrieb bereit ist, wenn sie nicht dazu verwendet wird, Licht zum Kanal zuzuführen. Beispielsweise kann in den Fig. 6 und 7 die Laserdiode 24 (#1) die Hauptlichtquelle sein und kann die Laserdiode 24 (#2) eine heiße Standby-Lichtquelle sein, die nur verwendet wird, Licht zum Kanal zuzuführen, wenn die Hauptlichtquelle nicht richtig arbeitet.

"Kalte" Standby-Lichtquellen zeigen an, dass eine der Lichtquellen eine Hauptlichtquelle ist und die andere Lichtquelle eine redundante Lichtquelle ist, die nur für einen Betrieb zur Verfügung steht, wenn es erforderlich ist, Licht zum Kanal zuzuführen. Somit ist die redundante Lichtquelle allgemein nicht in Betrieb, wenn die Hauptlichtquelle zufriedenstellend arbeitet. Beispielsweise kann in den Fig. 6 und 7 die Laserdiode 24 (#1) die Hauptlichtquelle sein und kann die Laserdiode 24 (#2) eine kalte Standby-Lichtquelle sein, die nicht arbeitet, wenn die Hauptlichtquelle richtig arbeitet. Die kalte Standby- Lichtquelle wird nur EIN-geschaltet und in einen Online- Zustand versetzt, wenn die Hauptlichtquelle nicht richtig arbeitet.

Daher enthält, wie es in den Fig. 5-7 dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 36. Die Überwachungseinheit bestimmt das Spektrum des WDM-Signallichts und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch. Wie es in den Fig. 5-7 dargestellt ist, enthält eine Steuerverarbeitung ein Auswählen einer Lichtquelle aus redundanten Lichtquellen, um ein Lichtsignal auf einem jeweiligen Kanal des WDM-Signallichts zur Verfügung stellen. Die Auswahl wird gemäß dem bestimmten Spektrum durchgeführt.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein optisches Repeatersystem bzw. Zwischenverstärkersystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 8, verstärkt ein optischer Verstärker 38 kollektiv ein WDM-Signallicht, das durch bzw. über den optischen Hauptpfad 16 übertragen wird, und gibt das verstärkte Signallicht aus. Ein EDFA kann als optischer Verstärker 38 verwendet werden. Ein typischer EDFA enthält eine mit Erbium dotierte Faser (EDF = erbium doped fiber) (nicht dargestellt), zu welcher das WDM-Signallicht zugeführt wird, eine Pump-Lichtquelle (nicht dargestellt) zum Erzeugen von Pumplicht und einen optischen Koppler (nicht dargestellt) zum Einführen des WDM-Signallichts und des Pumplichts zur EDF. Anstelle eines EDFA kann der optische Verstärker 38 beispielsweise ein Halbleiterverstärker sein, der eine optische Halbleiterdiode als Verstärkungsmedium verwendet. Alternativ kann der optische Verstärker 38 ein Verstärker sein, der einen nichtlinearen Effekt in einer optischen Faser verwendet, wie beispielsweise den Raman-Effekt. In der folgenden Beschreibung wird der optische Verstärker 38 der angenehmeren Darstellung halber als der EDFA angesehen.

Optische Koppler 40 und 42 sind jeweils stromauf und stromab vom optischen Verstärker 38 im optischen Hauptpfad 16 vorgesehen. Der optische Koppler 40 zweigt ein erstes Überwachungssignal 41 ab und der optische Verstärker 42 zweigt ein zweites Überwachungssignal 43 ab. Das erste Überwachungssignal 41 und das zweite Überwachungssignal 43 werden selektiv durch einen optischen Schalter 44 zu einem Monitor für ein optisches Spektrum 34 zugeführt. Eine Ausgabe 50 des optischen Koppler 42 wird als das WDM-Signallicht übertragen.

Der Monitor für ein optisches Spektrum 34 enthält ein Spektroskop 46, das Linsen 4 und 8 und einem Brechungsgitter 6 entspricht, die in Fig. 2 dargestellt sind. Ein Ausgangssignal von einer Signalverarbeitungsschaltung 14, die im Monitor für ein optisches Spektrum 34 vorgesehen ist, wird zu einer Steuerschaltung 48 zugeführt. Die Steuerschaltung 48 steuert die Leistung des Pumplichts im optischen Verstärker 38 und steuert ein Schalten des optischen Schalters 44.

Beispielsweise können die Anzahl von Kanälen des WDM- Signallichts und der Eingangspegel und das SNR auf jedem Kanal stromauf des optischen Verstärkers 38 durch Messen des aus dem ersten Überwachungssignal 41 erhaltenen Spektrum erfasst werden.

Darüber hinaus kann die Anzahl von Kanälen des WDM- Signallichts gemäß einem ersten Mode oder einem zweiten Mode erfasst werden. Im ersten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen des WDM-Signallichts zählt die Steuerschaltung 48, die in Fig. 8 dargestellt ist, oder die Überwachungseinheit 22, die in Fig. 4 dargestellt ist, die Anzahl von schmalen Bändern, wo der Pegel entsprechend dem Signallicht auf jedem Kanal im erhaltenen Spektrum größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.

Fig. 9 ist ein Diagramm, das den ersten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 9, ist angenommen, dass vier Spektrumspitzen SP1 bis SP4 entsprechend vier Kanälen einer Rauschkomponente einer verstärkten spontanen Emission (ASE = amplified spontaneous emission) im erhaltenen Spektrum überlagert sind. In diesem Fall werden schmale Wellenlängenbänder R1 bis R4, wo die Lichtsignale auf den vier Kanälen vorhanden sind, beispielsweise vorläufig in der Steuerschaltung 48 gespeichert (siehe Fig. 8), und der Absolutwert eines Signalpegels in jedem Wellenlängenband oder der Anteil des Signalpegels an der Gesamtleistung wird erfasst, um dadurch zu erfassen, ob das Lichtsignal auf jedem Kanal im entsprechenden Wellenlängenband vorhanden ist oder nicht.

Daher enthält, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 48. Die Überwachungseinheit bestimmt das Spektrum des WDM-Signallichts und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch. Wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, enthält die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Zählen der Anzahl von Kanälen des WDM-Signallichts aus dem bestimmten Spektrum. Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, zeigt das bestimmte Spektrum den Leistungspegel des WDM- Signallichts in einer Vielzahl von Bändern an. Im ersten Mode bestimmt die Überwachungseinheit die Anzahl von Kanälen durch Zählen der Anzahl von Bändern, in welchen der Leistungspegel des WDM-Signallichts größer als ein Schwellenpegel ist.

Im ersten Mode ist es jedoch nötig, Wellenlängen zum Tragen der Lichtsignale in einem Kommunikationssystem vorläufig zuzuteilen, und die schmalen Bänder vorläufig zu speichern, wo die Lichtsignale vorhanden sind. Weiterhin kann es schwierig sein, ein Signal zu identifizieren, wenn die Verteilung eines im optischen Verstärker erzeugten ASE- Rauschens nicht einheitlich ist.

Im zweiten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen des WDM- Signallichts berechnet die Steuerschaltung 48 oder die Überwachungseinrichtung 22 ein differentielles Signal des erhaltenen Spektrums und zählt die Anzahl von schmalen Bändern, wo der Signalpegel entsprechend dem Signallicht auf jedem Kanal in diesem differentiellen Signal größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das den zweiten Mode zum Erfassen der Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 10, zeigt die Wellenlängencharakteristik einer im optischen Verstärker erzeugten Rauschkomponente eine moderate Änderung, wohingegen eine Signalkomponente steile Spektrumspitzen hat. Demgemäß wird eine differentielle Kurve DS des erhaltenen Spektrums zur Verfügung gestellt. Wenn ein differentieller Wert auf der differentiellen Kurve DS größer als eine vorbestimmte Schwelle ist, kann das Vorhandensein irgendeines Kanals entsprechend dem differentiellen Wert bestimmt werden. Gemäß dem zweiten Mode kann selbst dann, wenn die Leistung der Rauschkomponente nahezu dieselbe wie die Leistung der Signalkomponente ist, die Anzahl von Kanälen zuverlässig erfasst werden.

Daher bestimmt im in Fig. 10 dargestellten zweiten Mode eine Überwachungseinheit die Anzahl von Kanälen im WDM-Signallicht durch Bilden eines differentiellen Signals des Spektrums des WDM-Signallichts. Das differentielle Signal entspricht Änderungen bezüglich des Leistungspegels des WDM-Signallichts in einer Vielzahl von Bändern. Die Überwachungseinheit zählt die Anzahl von Bändern, in welchen das differentielle Signal größer als ein Schwellenpegel ist.

Fig. 11 ist eine Kurve, die eine Erfassung eines Signal-zu- Rausch-Verhältnisses (SNR) in jedem Kanal des WDM- Signallichts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Genauer gesagt stellt Fig. 11 beispielsweise ein durch den Monitor für ein optisches Spektrum 34 der Fig. 8 erhaltenes Spektrum dar. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 11, enthält das Spektrum eine Signalkomponente in jedem Kanal und eine im optischen Verstärker erzeugte ASE- Rauschkomponente. Demgemäß kann das SNR in jedem Kanal durch Berechnen der Verhältnisse zwischen Spitzenleistungen S1 bis S3 in jedem Kanal und von Rauschkomponenten N1 bis N3 nahe den jeweiligen Kanälen erhalten werden. Solche Berechnungen können durch die Signalverarbeitungsschaltung 14 oder die in Fig. 8 dargestellte Steuerschaltung 48 durchgeführt werden, oder durch die in Fig. 4 dargestellte Überwachungseinheit 22.

Weiterhin kann die wahre Signalleistung durch Subtrahieren einer Rauschkomponentenleistung nahe jedem Kanal von der Spitzenleistung jedes Signals im entsprechenden Kanal berechnet werden. Die Betriebsbedingungen bzw. die Betriebszustände und eine optische Ausgabe des optischen Verstärkers können gemäß sowohl der wahren Signalleistung in jedem Kanal als auch der gesamten optischen Leistung einschließlich der Rauschleistung geeignet eingestellt werden.

Genauer gesagt wild, die Leistung des Pumplichts gemäß dem Ergebnis einer Messung der gesamten optischen Leistung einschließlich der Rauschleistung gesteuert, um dadurch die Verstärkungscharakteristik des optischen Verstärkers (die Charakteristik, die die Beziehung zwischen der Verstärkung und der Wellenlänge darstellt) flach zu machen. Weiterhin kann die optische Ausgabe des optischen Verstärkers derart gesteuert werden, dass sie die wahre Signalleistung oder den Durchschnitt der wahren Signalleistungen in Kanälen in dem Fall konstant gemacht werden, dass die Anzahl der Kanäle erkannt worden ist. Beispielsweise kann die in Fig. 8 dargestellte Steuerschaltung 48 das SNR des zweiten Überwachungssignals 43 erfassen, die wahre Signalleistung gemäß dem erfassten SNR erfassen und den optischen Verstärker steuern, um die erfasste wahre Signalleistung konstant zu machen.

Das folgende ist eine Beschreibung eines Unterschieds zwischen dem Fall, in welchem die optische Ausgabe gemäß nur dem Ergebnis einer Messung der gesamten optischen Leistung einschließlich der Rauschleistung gesteuert wird, und dem Fall, in welchem die optische Ausgabe durch Verwenden der wahren Signalleistung gesteuert wird, und zwar unter Bezugnahme auf die Fig. 12A und 12B.

Genauer gesagt ist die Fig. 12A eine Kurve, die die Beziehung zwischen der gesamten optischen Leistung, der wahren Signalleistung, der ASE-Leistung und der Anzahl von Zwischenverstärkern, die miteinander bei mehreren Stufen verbunden sind, in dem Fall darstellt, in welchem die optische Ausgabe gemäß nur dem Ergebnis einer Messung der gesamten optischen Leistung eingestellt ist. Gegensätzlich dazu ist die Fig. 12B eine Kurve, die die Beziehung der gesamten optischen Leistung, der wahren Signalleistung, der ASE-Leistung und der Anzahl von solchen Zwischenverstärkern in dem Fall darstellt, in welchem die optische Ausgabe durch Verwenden der wahren Signalleistung eingestellt ist.

Im ersteren Fall, in welchem die optische Ausgabe gemäß nur dem Ergebnis einer Messung der gesamten optischen Leistung eingestellt ist, wird die optische Ausgabe so gesteuert, dass die Summe der wahren Signalleistung und der Rauschleistung (der ASE-Leistung) konstant wird, wie es in Fig. 12A dargestellt ist. Da die ASE-Leistung mit einem Erhöhen bezüglich der Anzahl von Zwischenverstärkern ansteigt, wird die wahre Signalleistung kleiner, um dadurch in einer Verschlechterung des SNR zu resultieren. Gegensätzlich dazu kann, wie es in Fig. 12B dargestellt ist, durch Erfassen der wahren Signalleistung und durch Steuern der optischen Ausgabe so, dass die erfasste wahre Signalleistung konstant wird, die Verschlechterung des SNR unterdrückt werden.

Es kann auch möglich sein, das SNR durch Verwenden der wahren Signalleistung zu steuern, wobei ein Tonsignal mit einer niedrigen Frequenz einem Hauptsignal in jedem Kanal überlagert wird. Eine Tonsignalkomponente kann dann erfasst werden, und die Ausgangsleistung des optischen Verstärkers kann so gesteuert werden, dass die Tonsignalkomponente konstant wird. Jedoch erfordert dieses Verfahren eine komplizierte Steuerschaltung. Zusätzlich wird das Hauptsignal durch das Tonsignal verschlechtert. Ein Monitor für ein optisches Spektrum, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, wird jedoch eine solche Steuerung vereinfachen.

Daher enthält, wie es in den Fig. 8-12B dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 48. Die Überwachungseinheit bestimmt das Spektrum des WDM- Signallichts und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch. Die Steuerverarbeitung kann ein Erfassen eines wahren Signals und ein Steuern eines optischen Verstärkers zum Halten der erfassten wahren Signalleistung auf einem konstanten Pegel enthalten. Darüber hinaus kann die Steuerverarbeitung ein Erfassen der wahren Signalleistung aus einem Signal-zu-Rauschverhältnis des WDM-Signallichts enthalten.

Im in Fig. 8 dargestellten optischen Repeatersystem bzw. Zwischenverstärkersystem werden ein erstes Überwachungssignal 41 und ein zweites Überwachungssignal 43 jeweils auf der stromaufwärtigen Seite und auf der stromabwärtigen Seite des optischen Verstärkers 38 abgezweigt. Demgemäß kann die Rauschzahl des optischen Verstärkers 38 überwacht werden. Die Rauschzahl ist ein wichtiger Index, der den Betriebszustand des optischen Verstärkers darstellt. Vorzugsweise wird die Rauschzahl immer während eines Betriebs des optischen Verstärkers 38 überwacht. Es kann bestimmt werden, dass der optische Verstärker 38 bei einem Fehlerpegel arbeitet, wenn die Rauschzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert wird. Als Ergebnis kann dann ein Alarmsignal zu einer Überwachungsvorrichtung (nicht dargestellt) zum Überwachen der Leistungsfähigkeit des optischen Verstärkers 28 geliefert werden. Die Überwachungsvorrichtung kann beispielsweise bei einer Endgerätestation in einem Mehrfach-Repeatersystem angeordnet sein. Weiterhin ist es in dem Fall eines kollektiven Verstärkens des WDM-Signallichts vorzuziehen, eine Rauschzahl in jedem Kanal zu bestimmen. Wie es durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird, ist die Rauschzahl eines optischen Verstärkers als das Verhältnis zwischen dem SNR auf der Eingangsseite und dem SNR auf der Ausgangsseite definiert.

(Rauschzahl) = (SNR des eingegebenen Signallichts)/ (SNR des ausgegebenen Signallichts)

Im Fall des WDM-Signallichts wird die Rauschzahl vorzugsweise für jeden Kanal berechnet. Demgemäß kann die Rauschzahl des optischen Verstärkers in jedem Kanal bestimmt werden durch: (a) als erstes durch Messen des Spektrums des eingegebenen Signallichts, (b) als zweites durch Erhalten des SNR des eingegebenen Signallichts in jedem Kanal, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben ist, (c) als drittes durch Schalten des optischen Schalters (siehe Fig. 8), (d) als viertes durch Erhalten des SNR des ausgegebenen Signallichts in jedem Kanal und (e) als fünftes durch Berechnen des Verhältnisses zwischen dem SNR des eingegebenen Signallichts und dem SNR des ausgegebenen Signallichts in jedem Kanal. Der optische Verstärker kann dann einfach gesteuert werden, um eine erwünschte Rauschzahl zu erhalten.

Daher kann gemäß den obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Überwachungseinheit das Spektrum eines WDM-Signallichts bestimmen und eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durchführen. Die Steuerverarbeitung enthält ein Erfassen eines "ersten" Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des WDM-Signallichts, bevor das WDM-Signallicht verstärkt wird. Die Überwachungseinheit erfasst auch ein "zweites" Signal-zu-Rausch-Verhältnis des WDM-Signallichts, nachdem das WDM-Signallicht verstärkt ist. Die Überwachungseinheit bestimmt dann eine Rauschzahl aus dem Verhältnis des ersten Signal-zu-Rausch-Verhältnisses zum zweiten Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Gemäß zusätzlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Steuerverarbeitung auch ein Steuern des optischen Verstärkers gemäß der bestimmten Rauschzahl zum Erreichen einer erwünschten Rauschzahl enthalten.

Fig. 13 ist ein Diagramm, das ein optisches Repeatersystem bzw. Zwischenverstärkungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Gegensätzlich zum Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 8 dargestellt ist, entzerrt das optische Zwischenverstärkungssystem, das in Fig. 13 dargestellt ist, die Verstärkung des optischen Verstärkers 38, um eine "flache" Verstärkung zu erzeugen. Genauer gesagt ist, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, ein Verstärkungsentzerrer 50 zwischen dem optischen Verstärker 38 und dem optischen Koppler 42 angeordnet. Beim Verstärken des WDM-Signallichts über ein breites Band gibt es eine Möglichkeit, dass die Verstärkung-bezüglich des Signallichts in jedem Kanal unterschiedlich werden kann, wodurch Schwankungen bezüglich der optischen Ausgangsleistung verursacht werden. Demgemäß wird das Spektrum des zweiten Überwachungssignals 43 gemessen und werden die Charakteristiken des Verstärkungsentzerrers 50 so gesteuert, dass die optische Ausgangsleistung in jedem Kanal im Wesentlichen konstant wird. Demgemäß kann die Verstärkungscharakteristik des optischen Verstärkers 38 durch den Verstärkungsentzerrer 50 kompensiert werden, um dadurch die optische Ausgangsleistung in jedem Kanal im Wesentlichen konstant zu machen.

Die Verstärkungskompensation durch den Verstärkungsentzerrer 50 begleitet eine Verschlechterung des SNR. Daher ist es in dem Fall eines Verbindens einer Vielzahl von optischen Zwischenverstärkern bei mehreren Stufen ausreichend, einen Verstärkungsentzerrer für alle mehreren Anzahlen von optischen Zwischenverstärkern auf eine derartige Weise vorzusehen, dass ein erwünschtes SNR sichergestellt werden kann. Weiterhin kann ein Verstärkungsentzerrer unabhängig von einem optischen Verstärker in einer Übertragungsleitung oder einem optischen Knoten angeordnet sein.

Daher enthält, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 48. Die Überwachungseinheit bestimmt das Spektrum des WDM-Signallichts und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, enthält die Steuerverarbeitung ein Entzerren der Verstärkung eines optischen Verstärkers zum Beibehalten einer flachen Verstärkung.

Fig. 14 ist ein Diagramm, das ein Netzwerk einer optischen Welle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 14, sind fünf Knoten 52 (#1 bis #5) durch optische Pfade miteinander verbunden. Signallicht, das von einer bestimmten Endgerätestation (nicht dargestellt) ausgegeben wird, wird durch optische Verstärker (nicht dargestellt) und die Knoten 52 (#1 bis #5) zu einer anderen erwünschten Endgerätestation (nicht dargestellt) übertragen. Beim Richten der Aufmerksamkeit auf einen bestimmten Knoten ist das durch diesen Knoten verlaufende Signallicht durch verschiedene Pfade übertragen worden, so dass das SNR des Signallichts variiert bzw. schwankt.

Es wird nun angenommen, dass ein Wellenlängenmultiplexen auf dieses Netzwerk einer optischen Welle angewendet wird und ein Signallicht (Lichtsignale) mit unterschiedlichen Wellenlängen durch die Knoten entlang den folgenden Pfaden geführt wird. Das Signallicht mit einer Wellenlänge λ1 wird vom Knoten 52 (#1) durch den Knoten 52 (#3) zum Knoten 52 (#5) übertragen. Das Signallicht mit einer Wellenlänge λ2 wird vom Knoten 52 (#1) durch die Knoten 52 (#2, #3 und #4) in dieser Reihenfolge zum Knoten 52 (#5) übertragen. Das Signallicht mit einer Wellenlänge λ3 wird vom Knoten 52 (#1) durch den Knoten 52 (#4) zum Knoten 52 (#5) übertragen. Das Signallicht mit einer Wellenlänge λ4 wird vom Knoten 52 (#1) durch die Knoten 52 (#4, #3 und #2) in dieser Reihenfolge zum Knoten 52 (#5) übertragen.

Fig. 15 stellt die Verschlechterung des SNR jedes Lichtsignals dar, das den Knoten 52 (#5) erreicht. Die Lichtsignale mit den Wellenlängen λ1 und λ3 werden durch nur einen Knoten übertragen, so dass die Verschlechterung des SNR klein ist. Gegensätzlich dazu werden die Lichtsignale mit den Wellenlängen λ2 und λ4 durch drei Knoten übertragen, so dass die Verschlechterung des SNR groß ist.

Demgemäß wird das SNR jedes Lichtsignals, das bezüglich des SNR verschlechtert ist, durch Verwenden eines optischen Spektrumanalysators überwacht und werden Lichtsignale mit einem SNR, das niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, selektiv abgezweigt, um regeneriert zu werden, und zwar entweder optisch oder elektrisch, um dadurch das verschlechterte SNR zu verbessern.

Fig. 16 ist ein Diagramm, das einen Knoten eines optischen Kommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, der ein solches Überwachen durch einen Monitor für ein optisches Spektrum enthält. Nimmt man nun Bezug auf Fig. 16, wird ein durch einen optischen Hauptpfad 16 übertragenes WDM-Signallicht durch einen optischen Koppler 54 in zwei Komponenten verzweigt. Eine der zwei Komponenten wird als Überwachungssignal zu einem Monitor für ein optisches Spektrum 34 zugeführt. Ein Ausgangssignal vom Monitor für ein optisches Spektrum 34, das das Spektrum des WDM-Signallichts anzeigt, wird zu einer Steuerschaltung 56 zugeführt. Die andere Komponente, die durch den optischen Koppler 54 abgezweigt wird, wird zu einer optischen Verzweigungsvorrichtung 58 zugeführt. Das Spektrum des WDM- Signallichts wird dann durch die Signalverarbeitungsschaltung 14 analysiert. Die Steuerschaltung 56 steuert dann die optische Verzweigungsvorrichtung 58, um Lichtsignale in Kanälen zu extrahieren, für die es erforderlich ist, bezüglich des SNR verbessert zu werden, und führt sie zu Regenerations-Zwischenverstärkern 60 (#1 und #2) zu.

Wie es in Fig. 16 dargestellt ist, werden beispielsweise zwei Regenerations-Zwischenverstärker 60 (#1 und #2) verwendet. Demgemäß können Lichtsignale in zwei Kanälen bezüglich des SNR verbessert werden. Jedoch können zusätzliche Regenerations-Zwischenverstärker verwendet werden. Die Regenerations-Zwischenverstärker 60 (#1 und #2) empfangen extrahierte Lichtsignale und regenerieren die extrahierten Lichtsignale. Die regenerierten Lichtsignale werden dann durch Wellenlängenwandler 62 (#1 und #2) bezüglich der Wellenlänge umgewandelt, wie es erforderlich ist. Somit rekonstruieren die Wellenlängenwandler 62 (#1 und #2) die Wellenlängen der regenerierten Lichtsignale. Die bezüglich der Wellenlänge rekonstruierten Lichtsignale werden dann durch eine optische Einfügevorrichtung 64 im optischen Hauptpfad zum WDM-Signallicht verbunden. Ausgegebenes Licht von der optischen Einfügevorrichtung 64 wird durch einen optischen Verstärker 66 übertragen und als WDM-Signallicht 68 ausgegeben.

Regenerations-Zwischenverstärker und Wellenlängenwandler sind bekannte Vorrichtungen. Allgemein wandelt ein Regenerations- Zwischenverstärker ein optisches Signal in elektrische Signale um, rekonstruiert das Signal elektrisch und wandelt das Signal zurück in ein elektrisches Signal um. Typischerweise regeneriert ein Regenerations- Zwischenverstärker die Form eines optischen Signals. Genauer gesagt ist eine Lichtquelle (wie beispielsweise eine Laserdiode) in einem Regenerations-Zwischenverstärker normalerweise nicht auf die unterschiedlichen Wellenlängen der Unterschiedlichen Kanäle einstellbar bzw. abstimmbar. Daher kann ein Wellenlängenwandler zum "Rekonstruieren" der Wellenlänge des optischen Signals verwendet werden. Jedoch kann ein Regenerations-Zwischenverstärker mit einem abstimmbaren Laser so entwickelt sein, dass ein Wellenlängenwandler nicht notwendig sein muss. Daher soll die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von sowohl einem Wellenlängenwandler als auch einem Regenerations- Zwischenverstärker beschränkt sein. Darüber hinaus soll die vorliegende Erfindung nicht auf Regenerations- Zwischenverstärker und Wellenlängenwandler beschränkt sein, die durch Umwandeln optischer Signale in elektrische Signale regenerieren oder konstruieren, oder elektrische Signale in optische Signale umwandeln. Statt dessen können Regenerations-Zwischenverstärker und Wellenlängenwandler verwendet werden, die ein Signal als optisches Signal beibehalten, ohne es in elektrische Signale umzuwandeln.

Die Steuerschaltung 56 steuert die optische Verzweigungsvorrichtung 58, die Regenerations- Zwischenverstärker 60 (#1 und #2), die Wellenlängenwandler 62 (#1 und #2) und die optische Einfügevorrichtung 64 gemäß dem durch den Monitor für ein optisches Spektrum 34 erfassten Spektrum.

Die Anzahl von Kanälen von Lichtsignalen, die durch einen Knoten laufen und die regenerativ zwischenverstärkt werden müssen, kann gemäß einer spezifischen Wahrscheinlichkeit bestimmt werden. Die Wahrscheinlichkeit wird gemäß der Größe des Netzwerks für eine optische Welle bestimmt. Demgemäß ist es nicht nötig, eine Anzahl von Regenerations- Zwischenverstärkern zu verwenden, die der maximalen Anzahl von Kanälen entspricht, die bei einem Knoten behandelt werden können. Statt dessen ist es ausreichend, eine geeignete Anzahl von Regenerations-Zwischenverstärkern unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit zu verwenden, dass ein Kanal eine solche Verarbeitung erforderlich machen wird. Das bedeutet, dass es ausreicht, nur Lichtsignale zu regenerieren, die jeweils ein SNR haben, das niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Daher kann bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 16 dargestellt ist, ein WDM-Signal mehr als zwei Kanäle haben, aber die Verwendung von nur zwei Regenerations- Zwischenverstärkern wird die Anzahl von Kanälen geeignet handhaben, die regeneriert werden müssen.

In einem Netzwerk für eine optische Welle kann die Wellenlänge jedes Lichtsignals einer Adresse entsprechen, die einen Endzielort (z. B. eine erwünschte Endgerätestation) anzeigt oder den nächsten Knoten anzeigt, der erreicht werden muss. In diesem Fall können jede Wellenlänge im Knoten, das SNR auf der Eingangsseite des Knotens und das SNR auf der Ausgangsseite des Knotens bestimmt werden. Ebenso kann ein Rauschen, das durch einen optischen Verstärker hinzugefügt wird, der im Knoten enthalten ist, berücksichtigt werden. Als Ergebnis kann die Empfangsqualität jedes Lichtsignals beim Erreichen des Zielorts berechnet werden. Gemäß einer solchen Berechnung können die Anzahl von Kanälen, für die es erforderlich ist, dass sie im Knoten regenerativ zwischenverstärkt werden, und die Rangordnung einer regenerativen Zwischenverstärkung bestimmt werden.

Daher enthält, wie es in Fig. 16 dargestellt ist, eine Überwachungseinheit den Monitor für ein optisches Spektrum 34 und die Steuerschaltung 56. Die Überwachungseinheit erfasst das Spektrum des WDM-Signallichts und führt eine Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum durch. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 16 dargestellt ist, enthält die Steuerverarbeitung ein Auswählen eines jeweiligen Kanals des WDM-Signallichts für eine Signalverstärkung bzw. Signalverbesserung gemäß dem erfassten Signal. Die Signalverbesserung enthält beispielsweise eine Verstärkung, eine Rekonstruktion und/oder Regeneration eines Signals.

Gemäß den obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stellt ein optisches Kommunikationssystem eine langzeitige Stabilität, eine Verbesserung bezüglich der Zuverlässigkeit und eine Reaktion hoher Geschwindigkeit beim Durchführen einer Überwachung/Steuerung des WDM-Signallichts sicher.

Gemäß den obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung enthält ein optisches Kommunikationssystem eine optische Verarbeitungseinheit zum Durchführen von wenigstens einem von: Übertragen, Empfangen, Zwischenverstärken, Verzweigen und Schalten bezüglich des Signallichts, das durch einen optischen Hauptpfad zu übertragen ist. Eine Überwachungseinheit umfasst ein Spektrum des Signallichts in Abhängigkeit von den durch die optische Verarbeitungseinheit durchgeführten Prozessen. Die Überwachungseinheit (a) extrahiert ein Überwachungssignal als Teil des Signallichts vom optischen Hauptpfad; und (b) dispergiert Licht im Überwachungssignal in einem Band, das eine Wellenlänge von wenigstens dem Signallicht enthält. Die Überwachungseinheit enthält eine Photodetektoranordnung mit einer Vielzahl von optoelektrischen Wandlerelementen, die positioniert sind, um das dispergierte Licht des Überwachungssignals zu empfangen. Die Überwachungseinheit berechnet dann das Spektrum des Signallichts gemäß einem Ausgangsignal von der Photodetektoranordnung.

Obwohl einige wenige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, würde es von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen, deren Schutzumfang so ist, wie er in den Ansprüchen definiert ist.


Anspruch[de]

1. Optisches Kommunikationssystem zum Übertragen eines Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Signallichts durch eine optische Faser (16), welches System folgendes aufweist:

eine Entkopplungseinheit (18) zum Entkoppeln eines Teils des WDM-Signallichts von der optischen Faser als Überwachungssignal; und

eine Überwachungseinheit (20), die mit der Entkopplungseinheit verbunden ist, zum Bestimmen des Spektrums des WDM-Signallichts aus dem Überwachungssignal und zum Durchführen einer Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum;

dadurch gekennzeichnet, dass:

die Entkopplungseinrichtung daran angepasst ist, das Überwachungssignal zu entkoppeln, um unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des WDM- Signallichts zu enthalten, und dass die Überwachungseinheit folgendes aufweist:

eine Dispersionseinheit (6) zum Empfangen des Überwachungssignals von der Entkopplungseinheit und zum gleichzeitigen Dispergieren unterschiedlicher Wellenlängenkomponenten des WDM-Signals in unterschiedlichen Richtungen, und

optoelektrische Wandlerelemente (12) bei festen Positionen zum Empfangen der Wellenlängenkomponenten, die von der Dispersionseinheit dispergiert sind, ohne die Dispersionseinheit (6) zu drehen oder zu bewegen, wobei die Überwachungseinheit (20) zum Bestimmen des Spektrums des WDM-Signallichts aus den durch die optoelektrischen Wandlerelemente (12) empfangenen Wellenlängenkomponenten dient.

2. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das WDM-Signallicht eine Vielzahl von Kanälen enthält und das optische Kommunikationssystem weiterhin folgendes aufweist:

eine Vielzahl von Lichtquellen (24), die jeweils der Vielzahl von Kanälen entsprechen, wobei jede Lichtquelle ein Lichtsignal bei einer jeweiligen Wellenlänge auf dem entsprechenden Kanal zur Verfügung stellt, wobei die Lichtsignale kombiniert werden, um das WDM-Signallicht zu bilden,

wobei die Steuerverarbeitung, die durch die Überwachungseinheit durchgeführt wird, ein Erfassen der jeweiligen Wellenlänge jedes Lichtsignals vom bestimmten Spektrum enthält, und ein Steuern der Lichtquellen zum Konstanthalten der erfassten Wellenlänge jedes Lichtsignals.

3. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei die Lichtquellen (24) Laserdioden sind und die Überwachungseinheit die Lichtquellen durch Steuern der Temperatur der Lichtquellen steuert.

4. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes aufweist:

einen optischen Verstärker (38), der das WDM- Signallicht empfängt und das empfangene WDM-Signallicht verstärkt, wobei die Entkopplungseinheit folgendes aufweist:

einen ersten Entkoppler (40), der einen Teil des WDM-Signallichts entkoppelt, bevor das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker empfangen wird,

einen zweiten Entkoppler (42), der einen Teil des WDM-Signallichts entkoppelt, nachdem das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker verstärkt ist, und

einen Schalter (44), der den durch den ersten Entkoppler entkoppelten Teil und den durch den zweiten Entkoppler entkoppelten Teil empfängt und steuerbar ist, um einen der empfangenen Teile als das Überwachungssignal auszuwählen.

5. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung folgendes enthält:

Steuern des Schaltern der Entkopplungseinheit, um den durch den ersten Entkoppler entkoppelten Teil auszuwählen und dann Erfassen eines Signal-zu-Rausch- Verhältnisses des WDM-Signallichts vom entkoppelten Teil, wobei das erfasste Signal-zu-Rausch-Verhältnis als erstes Signal-zu-Rausch-Verhältnis definiert wird,

Steuern des Schalters der Entkopplungseinheit, um den durch den zweiten Entkoppler entkoppelten Teil auszuwählen, und dann Erfassen eines Signal-zu-Rausch- Verhältnisses des verstärkten WDM-Signallichts vom entkoppelten Teil, wobei das erfasste Signal-zu-Rausch- Verhältnis als ein zweites Signal-zu-Rausch-Verhältnis definiert wird, und

Bestimmen einer Rauschzahl aus dem Verhältnis des ersten Signal-zu-Rausch-Verhältnisses zum zweiten Signal-zu-Rausch-Verhältnis.

6. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Steuern des optischen Verstärkers gemäß der bestimmten Rauschzahl enthält, um eine erwünschte Rauschzahl zu erreichen.

7. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes aufweist:

einen optischen Verstärker, der das WDM-Signallicht empfängt und das empfangene WDM-Signallicht verstärkt, wobei

die Entkopplungseinheit als das Überwachungssignal einen Teil des WDM-Signallichts entkoppelt, nachdem das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker verstärkt ist, und

die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Entzerren der Verstärkung des optischen Verstärkers gemäß dem bestimmten Spektrum enthält, um eine flache Verstärkung beizubehalten.

8. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes aufweist:

einen optischen Verstärker, der das WDM-Signallicht empfängt und das empfangene WDM-Signallicht verstärkt, wobei

die Entkopplungseinheit als das Überwachungssignal den Teil des WDM-Signallichts entkoppelt, und zwar von einem des

WDM-Signallichts, bevor das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker empfangen wird, und

des WDM-Signallichts, nachdem das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker verstärkt ist, und

die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Erfassen einer wahren Signalleistung des WDM-Signallichts aus dem Überwachungssignal enthält, und ein Steuern des optischen Verstärkers, um die erfasste wahre Signalleistung auf einem konstanten Pegel zu halten.

9. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei die Überwachungseinheit die wahre Signalleistung durch Erfassen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des WDM- Signallichts aus dem Überwachungssignal erfasst, und durch Erfassen der wahren Signalleistung aus dem erfassten Signal-zu-Rausch-Verhältnis.

10. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das WDM-Signallicht eine Vielzahl von Kanälen enthält und die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Bestimmen der Anzahl von Kanälen des WDM-Signallichts aus dem bestimmten Spektrum enthält.

11. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei das bestimmte Spektrum den Leistungspegel des WDM- Signallichts in einer Vielzahl von Bändern anzeigt und die Überwachungseinheit die Anzahl von Kanälen durch Zählen einer Anzahl von Bändern bestimmt, in welchen der Leistungspegel des WDM-Signallichts größer als ein Schwellenpegel ist.

12. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei das bestimmte Spektrum den Leistungspegel des WDM- Signallichts in einer Vielzahl von Bändern anzeigt und die Überwachungseinheit die Anzahl von Kanälen durch Bilden eines differentiellen Signals des bestimmten Spektrums und entsprechend Änderungen bezüglich des Leistungspegels des WDM-Signallichts in der Vielzahl von Bändern und durch Zählen der Anzahl von Bändern, in welchen das differentielle Signal größer als ein Schwellenpegel ist, bestimmt.

13. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 11 oder 12, das weiterhin folgendes aufweist:

einen optischen Verstärker, der das WDM-Signallicht empfängt und das empfangene WDM-Signallicht verstärkt, wobei die Entkopplungseinheit den Teil des WDM- Signallichts entkoppelt, und zwar von einem

des WDM-Signallichts, bevor das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker empfangen wird, und

des WDM-Signallichts, nachdem das WDM-Signallicht durch den optischen Verstärker verstärkt wird.

14. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das WDM-Signallicht eine Vielzahl von Kanälen enthält und das optische Kommunikationssystem weiterhin folgendes aufweist:

eine erste und eine zweite Lichtquelle, die für jeden Kanal vorgesehen sind und die einzeln auswählbar sind, um ein Lichtsignal auf dem Kanal zur Verfügung zu stellen, wobei die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Auswählen einer der ersten und der zweiten Lichtquelle enthält, um ein Lichtsignal gemäß dem bestimmten Spektrum zur Verfügung zu stellen.

15. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das WDM-Signallicht eine Vielzahl von Kanälen enthält und die durch die Überwachungseinheit durchgeführte Steuerverarbeitung ein Auswählen eines jeweiligen Kanals aus der Vielzahl von Kanälen für eine Signalverbesserung gemäß dem erfassten Spektrum enthält.

16. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 15, das weiterhin folgendes aufweist:

einen Regenerations-Zwischenverstärker, der den ausgewählten Kanal regeneriert, um dadurch eine Signalverbesserung des ausgewählten Kanals zur Verfügung zu stellen.

17. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 15, das weiterhin folgendes aufweist:

eine Verzweigungsvorrichtung, die den ausgewählten Kanal vom WDM-Signallicht abzweigt;

einen Regenerations-Zwischenverstärker, der den ausgewählten Kanal von der Verzweigungsvorrichtung empfängt und den ausgewählten Kanal regeneriert; und

eine Einfügeeinheit, die das regenerierte, ausgewählte Signal zurück in das WDM-Signallicht einfügt, um dadurch eine Signalverbesserung des ausgewählten Kanals zur Verfügung zu stellen.

18. Optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 15, das weiterhin folgendes aufweist:

eine Verzweigungsvorrichtung, die den ausgewählten Kanal vom WDM-Signallicht abzweigt;

einen Regenerations-Zwischenverstärker, der den ausgewählten Kanal von der Verzweigungsvorrichtung empfängt und den ausgewählten Kanal regeneriert;

einen Wellenlängenwandler, der den regenerierten, ausgewählten Kanal empfängt und eine Wellenlänge des regenerierten, ausgewählten Kanals rekonstruiert; und

eine Einfügeeinheit, die den bezüglich der Wellenlänge rekonstruierten, regenerierten, ausgewählten Kanal empfängt und den bezüglich der Wellenlänge rekonstruierten, regenerierten, ausgewählten Kanal zurück in das WDM-Signallicht einfügt, um dadurch eine Signalverbesserung des ausgewählten Kanals zur Verfügung zu stellen.

19. Verfahren zum Übertragen eines Wellenlängenmultiplex- (WDM-)Signallichts durch eine optische Faser, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Entkoppeln eines Teils des WDM-Signallichts von der optischen Faser als Überwachungssignal, wobei das Überwachungssignal unterschiedliche Wellenlängenkomponenten des WDM-Signallichts enthält;

Empfangen des Überwachungssignal und gleichzeitiges Dispergieren unterschiedlicher Wellenlängenkomponenten des WDM-Signallichts in unterschiedlichen Richtungen;

Empfangen der dadurch dispergierten Wellenlängenkomponenten bei festen Positionen ohne eine Einrichtung zu drehen oder zu bewegen, durch welche die Wellenlängenkomponenten dispergiert werden;

Bestimmen des Spektrums des WDM-Signallichts aus den Überwachungssignal; und

Durchführen einer Steuerverarbeitung gemäß dem bestimmten Spektrum.







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