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Vorrichtung zur effizienten Nutzung von Raman-Verstärkern in WDM-Systemen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017842D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 875K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Richard Neuhauser: AUTHOR

Abstract

Die Übertragungskapazität optischer Übertragungs- systeme lässt sich für eine vorgegebene Glasfaser- strecke durch das Multiplexen von Kanälen bzw. Wellenlängen (WDM, Wavelength Division Mul- tiplexing) steigern. Die Verwendung steigender Ka- nalzahlen führt bei gleicher Summenausgangsleistung der optischen Verstärker zu einer Verringerung der Eingangsleistung in die Faser pro Übertragungskanal und damit zu einer Verschlechterung des für die er- reichbare Bitfehlerrate entscheidenden optischen Signal-Rauschabstandes (OSNR) am Empfänger. Ein ähnliches Problem ergibt sich bei Erhöhung der Da- tenrate. Um nach Erhöhung der Datenrate eine identi- sche Systemperformance zu erreichen, muß am Emp- fänger ein höheres OSNR realisiert werden als bei niedriger Datenrate. Das Erreichen eines ausreichen- den OSNR am Empfänger ist daher ein kritischer Punkt bei der Auslegung kommender Systemgenera- tionen.

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Vorrichtung zur effizienten Nut-zung von Raman-Verstärkern inWDM-Systemen

Energie

Idee: Dr. Richard Neuhauser, München

Die  Übertragungskapazität  optischer  Übertragungs-systeme  lässt  sich  für  eine  vorgegebene Glasfaser-strecke  durch  das  Multiplexen von Kanälen bzw.Wellenlängen (WDM,  Wavelength  Division  Mul-tiplexing) steigern. Die Verwendung steigender Ka-nalzahlen führt bei gleicher Summenausgangsleistungder optischen Verstärker zu einer Verringerung derEingangsleistung in die Faser pro Übertragungskanalund damit zu einer Verschlechterung des für die er-reichbare Bitfehlerrate entscheidenden optischenSignal-Rauschabstandes (OSNR) am Empfänger. Einähnliches Problem ergibt sich bei Erhöhung der Da-tenrate. Um nach Erhöhung der Datenrate eine identi-sche Systemperformance zu erreichen, muß am Emp-fänger ein höheres OSNR realisiert werden als beiniedriger Datenrate. Das Erreichen eines ausreichen-den  OSNR  am  Empfänger  ist  daher ein kritischerPunkt bei der Auslegung kommender Systemgenera-tionen.

Eine wirkungsvolle Methode  zur  Verbesserung  desOSNR besteht  in  der  Verwendung  von  verteiltenRaman-Verstärkern  zusätzlich  zu  Er 3+ -dotierten  Fa-serverstärkern. Hierbei werden eine oder mehrere cw-Pumpwellenlängen  genutzt,  um  über den Raman-Effekt die Signalwellenlängen direkt in der Übertra-gungsfaser zu  verstärken.  Die  Pumpstrahlung  kanndabei in Richtung der Signalwellenlängen (kodirekti-onales  Pumpen)  oder  entgegen der Richtung derSignalwellenlängen (kontradirektionales Pumpen) indie Übertragungsfaser eingekoppelt werden.

Als Pumpquellen werden derzeit beispielsweise Ra-man-Kaskadenlaser mit hoher Ausgangsleistung aufeiner Wellenlänge angeboten. Eine weitere Möglich-keit besteht in der Nutzung mehrerer Laserdioden mitgeringerer Ausgangsleistung, die  über  einen  Multi-plexer zusammengeführt ebenso zu hoher Summen-leistung führen, dabei aber ein wesentlich flacheresGewinnspektrum ermöglichen. Da beide Typen vonRaman-Pumpquellen  erhebliche  Kosten  für Netz-betreiber hervorrufen, ist eine effiziente Nutzung vongroßer Bedeutung.

Die bisherigen Lösungen sind in den Abbildungen 1und 2 dargestellt:

Unidirektionale Übertragung (Abbildung1):In unidirektionalen  Übertragungssystemen  wird  zu-meist nur  kontradirektionales  Pumpen  eingesetzt.Man benötigt somit nur einen Verstärker pro Stre-ckenabschnitt,  kann  aber  eventuell  Vorteile  durchkodirektionales Pumpen nicht nutzen.

Bidirektionale Übertragung (Abbildung 2):Um eine  bidirektionale  Übertragung  mit  Raman-Verstärkern  zu  gewährleisten,  wird  in bisherigenSystemkonzepten (z.B. MTS 2.0) an beiden Endeneines Streckenabschnitts eine Raman-Pumpquelleeingesetzt.  Jede  dieser  beiden  Raman-Pumpquellenpumpt  somit  kodirektional  die an ihrem Faserendeeingekoppelte  Leistung  und  kontradirektional  dieWellenlängen in die jeweilig andere Richtung. Durchdiesen  symmetrischen  Aufbau  läßt sich trotz deruntersc...