EP1142168A1 - Dispositif de generation de porteuses pour systeme de transmission optique a multiplexage en longueur d'onde a signaux rz - Google Patents

Dispositif de generation de porteuses pour systeme de transmission optique a multiplexage en longueur d'onde a signaux rz

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Publication number
EP1142168A1
EP1142168A1 EP00968017A EP00968017A EP1142168A1 EP 1142168 A1 EP1142168 A1 EP 1142168A1 EP 00968017 A EP00968017 A EP 00968017A EP 00968017 A EP00968017 A EP 00968017A EP 1142168 A1 EP1142168 A1 EP 1142168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical
signals
linear
mirror
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00968017A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Leclerc
Patrick Brindel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent SAS
Nokia Inc
Original Assignee
Alcatel SA
Nokia Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel SA, Nokia Inc filed Critical Alcatel SA
Publication of EP1142168A1 publication Critical patent/EP1142168A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/25077—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using soliton propagation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means

Definitions

  • the present invention relates to the field of transmission by optical fibers, and in particular optical transmission systems with wavelength multiplexing. It more particularly relates to signal sources for transmission systems with RZ (return to zero) signals.
  • the transmission of signals in wavelength multiplexing involves generating optical signals at different wavelengths, to transport different information
  • the generation of optical carriers is called the emission of light, followed by the shaping of pulses This generation is followed by a coding of the pulses before their transmission
  • the simplest and most widespread solution for generating optical carriers for a wavelength-division multiplex transmission system consists in using one light source per channel, in formatting the pulses at bit frequency, for each of the channels. , and finally to code the signals of the different channels of the wavelength comb separately
  • This solution involves having one element of each type - source, pulse shaping device and coding device - for each channel
  • the cost of the solution therefore increases with the number of channels in the multiplex, the cost is higher the higher the bit frequency - 40 Gbit / s for example - and the specific components are rare, as in the case RZ pulses
  • FR-A-2 742 887 (folio 21 069) describes a non-linear loop mirror (in English NOLM or nonlinear optical loop mirror) with two control inputs, which is used as a regenerator for soliton signals.
  • This document also describes the operating principle of the non-linear loop mirror.
  • S. Bigo et al., IEE Electronics Letters, vol. 31 no 2, p. 21 91-21 93, or S. Bigo et al., Optics Letters, vol. 21 no.1 8, p. 1,463-1,465 describe the use of a non-linear optical mirror as a phase modulator.
  • the invention provides a solution to this need; it allows simple generation of carriers from a single RZ clock.
  • the invention provides a device for generating RZ signals, comprising a plurality of optical sources each supplying an optical input signal, an optical clock supplying a clock signal, and an optical gate receiving the signals at an input. optical input and on a control input the clock signal and providing at output for each input signal an RZ signal.
  • the optical gate has losses of less than 15 dB.
  • Each optical source can provide an input signal in the form of a continuous wave, or an NRZ coded input signal.
  • the optical door comprises a non-linear loop mirror with at least one optical amplifier.
  • the optical door comprises a loop non-linear mirror with at least one means for generating non-linearity, such as a non-linear fiber.
  • the non-linear mirror prefferably includes a control input by which the clock signal is injected into the loop of the non-linear mirror. It is also possible to provide two control inputs by which the clock signal is injected into the loop of the non-linear mirror in two directions of propagation.
  • the optical door comprises a Mach Zender interferometer in which at least one optical amplifier is arranged.
  • at least one optical amplifier is arranged.
  • the invention also provides a method for generating RZ signals, comprising the steps of applying a plurality of input signals each supplied by an optical source to the input of an optical gate; application to the control input of the optical door of a clock signal supplied by an optical clock.
  • the optical gate has losses of less than 15 dB.
  • Each input signal supplied by an optical source can be a continuous wave or an NRZ coded signal.
  • the input signal can also be multiplexed in wavelengths.
  • the optical gate comprises a nonlinear mirror in a loop with at least one optical amplifier, typically a semiconductor optical amplifier. It is also possible to provide two optical amplifiers.
  • the optical door comprises a loop non-linear mirror with at least one means for generating non-linearity, such as a non-linear fiber. It is possible that the non-linear mirror comprises two control inputs, and that the step of applying the clock signal comprises applying the clock signal to the two control inputs.
  • the optical gate comprises a Mach Zender interferometer in which is arranged at least one optical amplifier.
  • the method comprises a step of filtering the clock signal at the output of the optical gate, or a step of demultiplexing of the signals supplied by the optical gate.
  • FIG. 1 a schematic representation of 'a device for generating non-coded RZ signals
  • - Figure 2 a schematic representation of a device for generating coded RZ signals
  • FIG. 3 a schematic representation of an embodiment for generating a carrier on a single wavelength, useful for understanding the invention
  • - Figure 4 a schematic representation of another embodiment of the invention, in which the optical door comprises a non-linear loop mirror;
  • FIG. 1 a schematic representation of 'a device for generating non-coded RZ signals
  • - Figure 2 a schematic representation of a device for generating coded RZ signals
  • FIG. 3 a schematic representation of an embodiment for generating a carrier on a single wavelength, useful for understanding the invention
  • - Figure 4 a schematic representation of another embodiment of the invention, in which the optical door comprises a non-linear loop mirror;
  • FIG. 5 a schematic representation of yet another embodiment of the invention, in which the optical door comprises a non-linear loop mirror with two heads
  • FIG. 6 a schematic representation of yet another embodiment of the invention, in which the optical door comprises an interferometer.
  • the invention proposes, in order to generate several carriers, to switch continuous waves using an optical clock RZ.
  • the use of a single optical clock makes it possible to use a good quality clock, and makes it possible to obtain output signals which are also of good quality.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for generating non-coded RZ signals; the device of Figure 1 comprises a series of continuous wave sources at different wavelengths ⁇ 1; ⁇ 2 , ... ⁇ n , and a multiplexer 2 for multiplexing the continuous waves coming from the different sources.
  • a multiplexer 2 for multiplexing the continuous waves coming from the different sources.
  • Multiplexed continuous waves are applied to an input of an optical door 4. This is controlled by a control input to which an optical clock is applied, as symbolized in FIG. 1 by the arrow 6.
  • the output of the optical gate of the non-coded carriers in other words for each wavelength, a series of pulses of the same shape as the optical clock.
  • the optical gate has losses of less than 15 dB, which ensures a sufficient signal-to-noise ratio at the output to allow transmission by wavelength multiplexing of the generated channels.
  • the invention in fact proposes to replicate the same optical clock over different wavelengths, it makes it possible to use only one good quality clock. It is ensured that the carriers generated are of equivalent quality, and have the spectrotemporal characteristics allowing good subsequent propagation.
  • FIG. 2 shows on the contrary a schematic representation of a device for generating coded RZ signals.
  • the device comprises, like the device in FIG. 1, comprises a series of sources at different wavelengths ⁇ 1; ⁇ 2 , ... ⁇ n ; these sources are, unlike FIG. 1, NRZ coded sources, and not sources producing continuous waves.
  • sources such as diodes, with a modulated emission current, or any other NRZ source known per se.
  • the signals from the sources at the different wavelengths are multiplexed by a multiplexer 2.
  • Multiplex NRZ signals are obtained at the output of the multiplexer.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment for generating a carrier on a single wavelength, which is useful for understanding the embodiment of the invention represented in FIG. 4.
  • FIG. 3 uses a nonlinear loop mirror (NOLM) 1 0.
  • NOLM nonlinear loop mirror
  • This consists of a fiber loop 1 2 connected to two inputs of a coupler 1 4 with four inputs.
  • the coupler is for example a 50/50 coupler, or more generally a ⁇ / 1 - ⁇ coupler.
  • the two other inputs of the coupler are respectively the input and the output of the non-linear mirror.
  • the mirror has a head or coupler 1 6 for injecting into the fiber loop a control signal, which in the device of Figure 3 is the reference clock signal.
  • This SOA is offset on the fiber, that is to say that it is not equidistant from the two ends of the fiber. On the contrary, we denote by ⁇ t the offset between the position of the SOA and the point of symmetry of the mirror.
  • the SOA can be of the type marketed by Alcatel Optronics.
  • a filter 1 9 for rejection of the clock signal for example a Fabry Perot filter centered on the wavelength of the signal.
  • the operation of the device of Figure 3 is as follows. A continuous signal is injected into the non-linear loop mirror, through the input of the coupler; it is separated by the coupler into two signals which propagate in the loop in opposite directions. The signals propagating in the two opposite directions cross the fiber, are recombined in the coupler, and leave the nonlinear mirror. Furthermore, the coupler 1 6 injects into the fiber loop a reference clock signal; this reference signal excites the semiconductor optical amplifier.
  • Figure 4 shows a schematic representation of an embodiment of the invention for generating a plurality of carriers
  • the device of Figure 4 has a configuration similar to that of Figure 1 or 2, except that the optical door is as in the case of FIG. 3, a non-linear loop mirror.
  • the device therefore comprises a plurality of sources at different wavelengths of carriers to be emitted; these sources can be sources of continuous waves, as represented in the figure, but they could also be sources coded NRZ, the various sources are ⁇ n
  • This mirror like that of FIG. 3, comprises a coupler 24, a fiber 25 connected to two inputs of the coupler, a coupler 26 for the input of a control signal, and a semiconductor optical amplifier 28
  • a demultiplexer 30 for demultiplexing the different carriers obtained, and allowing coding of the signals
  • the operation of the device in FIG. 4 is similar to that of the device in FIG. 3.
  • ected in the non-linear mirror is replicated on the various continuous waves, and a plurality of carriers at different wavelengths is obtained at the output of the mirror.
  • the multiplexer allows to separate the different wavelengths for further coding. In addition, in this embodiment, it ensures rejection of the clock.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of yet another embodiment of the invention, in which the optical door is formed of a non-linear mirror with two heads, like that described in the patent application FR-A- 2,742,887.
  • the device of FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, however, the non-linear mirror has two heads or control inputs; in addition the non-linear mirror has two optical amplifiers 28 and 38.
  • the device therefore has a coupler 32, to duplicate the control signal to be injected.
  • coupler 32 is connected to the first coupler for injecting the control signal, which is numbered 26 as in FIG. 4.
  • the second output of coupler 32 is connected to a second coupler 34 for injecting the control signal, which injects the signal it receives in the fiber of the non-linear mirror, in a direction opposite to that of the first injection coupler. Is provided between coupler 32 and the second coupler
  • phase control device for example a phase shifter 36.
  • This phase shifter makes it possible to control the relative phase of the control signals injected into the two heads of the non-linear mirror.
  • the phase control device ensures that the phases of the signals
  • phase control device ensures that the sum of the phases is zero near the input coupler of the non-linear mirror.
  • the amplifiers are arranged on either side of the point of symmetry of the mirror.
  • the symmetry of the device from the point of view of co-propagating and counter-propagating waves makes it possible to average the imperfections of the optical amplifier (in the case of FIGS. 3 and 4) or of the two optical amplifiers (in the case of FIG. 5 ).
  • the operation of the device of FIG. 5 is identical to that of FIG. 4.
  • the non-linear mirror functions as described in the patent application above the two series of signals at different wavelengths ⁇ n
  • the modulation by the second amplifier is exerted mainly on the signals propagating anti-clockwise, which allows to improve the efficiency of the mirror, by acting on the signals propagating in both directions
  • FIG. 6 also shows an embodiment of the invention, in which the optical door consists of a Mach Zender interferometer 40 with an optical amplifier 42
  • the operation of the device of FIG. 4 is identical to that of FIG. 3
  • FIGS. 4 and 5 have a demultiplexer to separate the different carriers and allow their coding, it would of course be possible to carry out other processing on all of the signals before their coding, or to transmit the carriers before coding them
  • the position of the couplers allowing the signal input control in non-light mirrors can be different from that shown in the figures We can in the case of Figure 5 a
  • FIGS. 4 and 5 use an optical semiconductor amplifier in the non-linear mirror as means for generating non-linearities. Another device could also be used to generate these non-linearities, and for example strongly or weakly non-linear fiber An SMF fiber or a chalcogenide fiber are suitable The accumulated non-linearity depends on the fiber length This solution is less advantageous in that it can generate instabilities of mechanical origin, especially if the length fiber is important

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Abstract

L'invention concerne la génération des porteuses optiques dans les systèmes de transmission optiques à signaux RZ. Elle propose un dispositif de génération de signaux RZ, comprenant des sources optiques fournissant des signaux d'entrée multiplexés en longueurs d'onde, une horloge optique fournissant un signal d'horloge, et une porte optique recevant sur son entrée les signaux optiques multiplexés et sur une entrée de contôle le signal d'horloge. La porte optique fournit en sortie des signaux RZ. La porte optique est un miroir non-linéaire en boucle avec un ou deux amplificateurs optiques, et une ou deux entrées de contrôle pour injecter dans la boucle le signal d'horloge. L'invention permet de générer des porteuses RZ de qualité, à partir d'une seule horloge optique.

Description

DISPOSITIF DE GENERATION DE PORTEUSES POUR SYSTEME DE TRANSMISSION OPTIQUE A MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE A SIGNAUX RZ
La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibres optiques, et notamment les systèmes de transmission optiques à multiplexage en longueur d'onde Elle concerne plus particulièrement les sources de signaux pour des systèmes de transmission a signaux RZ (retour à zéro)
La transmission de signaux en multiplexage de longueur d'onde implique de générer des signaux optiques a différentes longueurs d'ondes, pour transporter différentes informations On appelle génération des porteuses optiques l'émission de lumière, suivie de la mise en forme des impulsions Cette génération est suivie d un codage des impulsions avant leur transmission
La solution la plus simple et la plus répandue pour générer des porteuses optiques pour un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde consiste à utiliser une source lumineuse par canal, à mettre en forme les impulsions à la fréquence bit, pour chacun des canaux, et enfin à coder séparément les signaux des différents canaux du peigne de longueurs d'onde Cette solution implique de disposer d'un élément de chaque type - source, dispositif de mise en forme d'impulsion et dispositif de codage - pour chacun des canaux Le coût de la solution augmente donc avec le nombre de canaux dans le multiplex, le coût est d'autant plus élevé que la fréquence bit est importante - 40 Gbit/s par exemple - et que les composants spécifiques sont rares, comme dans le cas des impulsions RZ
Y Takushima, 1 0-GHz, over 20-channel multiwavelength puise source by slicing super-continuum generated in normal-dispersion fiber, IEEE Photonics Technology Letters, vol 1 1 no. 3, mars 1 999, propose de générer un super- continuum dans une fibre à dispersion normale par un laser à semi-conducteur verrouillé en mode, et de découper ce super-continuum en canaux grâce à un réseau guide d onde (en anglais AWG ou arrayed waveguide grating) Dans ce dispositif, I impulsion générée par le laser est élargie spectralement par effet non-linéaire dans la fibre pour former un signal large bande sensiblement continu sur toute la largeur de bande et appelé super continuum. Ce dispositif fournit un signal aux propriétés spectro-temporelles qui le rendent difficilement utilisables pour la propagation ultérieure.
B. Mikkelsen et autres, All-optical wavelength converter scheme for high speed RZ signal formats, Electronics Letters, vol. 33 no. 25, Décembre 1 997, propose un dispositif de conversion de longueur d'onde pour des signaux RZ, qui constitué de deux amplificateurs optiques à semiconducteur (SOA), disposés dans un interféromètre de Mach-Zender qui est intégré monolithiquement. La conversion s'effectue par modulation de phase croisée différentielle entre les deux amplificateurs. Ce dispositif est utilisé dans ce document comme convertisseur de longueur d'onde. Ce dispositif présente des pertes de l'ordre de 20 dB et serait donc difficilement utilisable pour générer une porteuse présentant les qualités spectro-temporelles nécessaires pour une transmission à multiplexage en longueur d'onde à haut débit, du type 40 Gbit/s par canal ou plus.
Par ailleurs, FR-A-2 742 887 (folio 21 069) décrit un miroir non-linéaire en boucle (en anglais NOLM ou nonlinear optical loop mirror) à deux entrées de contrôle, qui est utilisé comme régénérateur pour des signaux solitons. Ce document décrit en outre le principe de fonctionnement du miroir non-linéaire en boucle. S. Bigo et al., IEE Electronics Letters, vol. 31 n° 2, p. 21 91 -21 93, ou S. Bigo et al., Optics Letters, vol . 21 n 1 8, p. 1 463- 1 465 décrivent une utilisation d'un miroir optique non-linéaire comme modulateur de phase.
Il existe donc un besoin d'une solution simple et efficace pour générer des porteuses optiques pour des systèmes de transmission à multiplexage en longueur d'onde.
L'invention apporte une solution à ce besoin ; elle permet de générer simplement des porteuses à partir d'une seule horloge RZ.
Plus précisément, l'invention propose un dispositif de génération de signaux RZ, comprenant une pluralité de sources optiques fournissant chacune un signal optique d'entrée, une horloge optique fournissant un signal d'horloge, et une porte optique recevant sur une entrée les signaux optiques d'entrée et sur une entrée de contrôle le signal d'horloge et fournissant en sortie pour chaque signal d'entrée un signal RZ. De préférence, la porte optique présente des pertes inférieures à 1 5 dB.
Chaque source optique peut fournir un signal d'entrée sous forme d'une onde continue, ou un signal d'entrée codé NRZ. Dans un mode de réalisation, la porte optique comprend un miroir non- linéaire en boucle avec au moins un amplificateur optique. On peut utiliser un amplificateur optique à semi-conducteur, ou deux amplificateurs optiques.
Dans un autre mode de réalisation, la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle avec au moins un moyen de génération de non-linéarité, telle une fibre non-linéaire.
Il est avantageux que le miroir non-linéaire comprenne une entrée de contrôle par laquelle le signal d'horloge est injecté dans la boucle du miroir non- linéaire. On peut aussi prévoir deux entrées de contrôle par lesquelles le signal d'horloge est injecté dans la boucle du miroir non-linéaire dans deux directions de propagation
Dans encore un mode de réalisation, la porte optique comprend un interféromètre de Mach Zender dans lequel est disposé au moins un amplificateur optique. On peut dans tous les cas prévoir en sortie de la porte optique un filtre adapté à filtrer le signal d'horloge, ou un démultiplexeur.
L'invention propose aussi un procédé de génération de signaux RZ, comprenant les étapes de application d'une pluralité de signaux d'entrée fourni chacun par une source optique à l'entrée d'une porte optique ; application à l'entrée de contrôle de la porte optique d'un signal d'horloge fourni par une horloge optique. De préférence, la porte optique présente des pertes inférieures à 15 dB Chaque signal d'entrée fourni par une source optique peut être une onde continue ou un signal codé NRZ. Le signal d'entrée peut aussi être multiplexe en longueurs d'onde.
Dans un mode de réalisation, la porte optique comprend un miroir non- linéaire en boucle avec au moins un amplificateur optique, typiquement un amplificateur optique à semi-conducteur. On peut aussi prévoir deux amplificateurs optiques.
Dans un autre mode de réalisation, la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle avec au moins un moyen de génération de non-linéarité, telle une fibre non-linéaire. Il est possible que le miroir non-linéαire comprenne deux entrées de contrôle, et que l'étape d'application du signal d'horloge comprenne l'application du signal d'horloge aux deux entrées de contrôle.
Dans encore un autre mode de réalisation, la porte optique comprend un interféromètre de Mach Zender dans lequel est disposé au moins un amplificateur optique.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de filtrage du signal d'horloge en sortie de la porte optique, ou une étape de démultiplexage des signaux fournis par la porte optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, qui montrent figure 1 , une représentation schématique d'un dispositif de génération de signaux RZ non-codés ; - figure 2, une représentation schématique d'un dispositif de génération de signaux RZ codés; figure 3, une représentation schématique d'un mode de réalisation pour générer une porteuse sur une seule longueur d'onde, utile à la compréhension de l'invention; - figure 4, une représentation schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle; figure 5, une représentation schématique d'encore un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la porte optique comprend un miroir non- linéaire en boucle à deux têtes ; figure 6, une représentation schématique d'encore un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la porte optique comprend un interféromètre. L'invention propose, pour générer plusieurs porteuses, de commuter des ondes continues à l'aide d'une horloge optique RZ. L'utilisation d'une horloge optique unique rend possible l'utilisation d'une horloge de bonne qualité, et permet d'obtenir des signaux de sortie qui sont aussi de bonne qualité.
La figure 1 montre une représentation schématique d'un dispositif de génération de signaux RZ non-codés; le dispositif de la figure 1 comprend une série de sources d'ondes continues à différentes longueurs d'onde λ1 ; λ2, ... λn, et un multiplexeur 2 pour multiplexer les ondes continues provenant des différentes sources. On peut utiliser comme sources toutes les sources connues en soi, et notamment des lasers à semi-conducteurs, ou des diodes ; on peut utiliser comme multiplexeur l'un des composants disponibles à cet effet dans le commerce. On obtient en sortie du multiplexeur des ondes continues aux différentes longueurs d'onde du multiplex.
Les ondes continues multiplexées sont appliquées à une entrée d'une porte optique 4. Celle-ci est commandée par une entrée de commande à laquelle est appliquée une horloge optique, comme symbolisé sur la figure 1 par la flèche 6. On obtient en sortie de la porte optique des porteuses non-codées, autrement dit pour chacune des longueurs d'onde, une série d'impulsions de même allure que l'horloge optique. De préférence, la porte optique présente des pertes inférieures à 1 5 dB, ce qui assure en sortie un rapport signal à bruit suffisant pour permettre une transmission à multiplexage en longueur d'onde des canaux générés.
Comme l'invention propose en fait de répliquer la même horloge optique sur différentes longueurs d'ondes, elle permet de n'utiliser qu'une seule horloge de bonne qualité. On assure que les porteuses générées sont d'une qualité équivalente, et présentent les caractéristiques spectrotemporelles permettant une bonne propagation ultérieure.
Dans l'exemple de la figure 1 , les signaux fournis ne sont pas codés. La figure 2 montre au contraire une représentation schématique d'un dispositif de génération de signaux RZ codés. Le dispositif comprend comme le dispositif de la figure 1 comprend une série de sources à différentes longueurs d'onde λ1 ; λ2, ... λn; ces sources sont à l'inverse de la figure 1 des sources codées NRZ, et non pas des sources produisant des ondes continues. On peut par exemple utiliser des sources telles que des diodes, avec un courant d'émission modulé, ou toute autre source NRZ connue en soi.
Comme dans le dispositif de la figure 1 , les signaux provenant des sources aux différentes longueurs d'onde sont multiplexes par un multiplexeur 2. On obtient en sortie du multiplexeur des signaux NRZ multiplexes.
Ces signaux sont appliqués à une entrée d'une porte optique 4. Celle-ci est commandée par une entrée de commande à laquelle est appliquée une horloge optique, comme symbolisé sur la figure 2 par la flèche 6. On obtient en sortie de la porte optique des porteuses codées, autrement dit pour chacune des longueurs d'onde, une série d'impulsions de même allure que l'horloge optique, et qui correspondent au niveau haut des signaux NRZ. Le mode de réalisation de la figure 2 évite un codage ultérieur des signaux.
Il présente les mêmes avantages que le mode de réalisation de la figure 1 , et notamment une bonne qualité des signaux RZ.
La figure 3 montre une représentation schématique d'un mode de réalisation pour générer une porteuse sur une seule longueur d'onde, qui est utile à la compréhension du mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 4.
L'exmple de la figure 3 utilise un miroir non linéaire en boucle (NOLM) 1 0. Celui-ci est constituée d'une boucle de fibre 1 2 reliée à deux entrées d'un coupleur 1 4 à quatre entrées. Le coupleur est par exemple un coupleur 50/50, ou plus généralement un coupleur η/1 -η . Les deux autres entrées du coupleur sont respectivement l'entrée et la sortie du miroir non linéaire. Le miroir présente une tête ou coupleur 1 6 pour injecter dans la boucle de fibre un signal de commande, qui dans le dispositif de la figure 3 est le signal d'horloge de référence.
Est enfin prévu sur la boucle de fibre un amplificateur optique à semiconducteur 1 8. Ce SOA est décalé sur la fibre, d'est à dire qu'il ne se trouve pas à équidistance des deux extrémités de la fibre. Au contraire, on note Δt le décalage entre la position du SOA et le point de symétrie du miroir. Le SOA peut être du type commercialisé par Alcatel Optronics.
En sortie du miroir est prévu un filtre 1 9 de réjection du signal d'horloge, par exemple un filtre Fabry Perot centré sur la longueur d'onde du signal. . Le fonctionnement du dispositif de la figure 3 est le suivant. Un signal continu est injecté dans le miroir non-linéaire en boucle, par l'entrée du coupleur ; il est séparé par le coupleur en deux signaux qui se propagent dans la boucle dans des directions opposées. Les signaux se propageant dans les deux directions opposées traversent la fibre, sont recombinés dans le coupleur, et sortent du miroir non- linéaire. Par ailleurs, le coupleur 1 6 injecte dans la boucle de fibre un signal d'horloge de référence ; ce signal de référence excite l'amplificateur optique à semiconducteur. Les signaux qui se propageant suivant des directions inverses dans la boucle de fibre sont modulés par l'amplificateur à semi-conducteur ; la modulation de phase croisée sur les deux signaux conduit à une réplication d'horloge optique sur le signal continu initialement ιn|ecté La position de l'amplificateur optique dans la boucle permet de contrôler le déphasage entre les deux signaux qui se propagent dans des directions opposées, et donc l'efficacité de la modulation de phase croisée
On obtient ainsi en sortie du miroir non-linéaire un signal à la longueur d'onde du signal continu d'entrée, sur lequel est répliqué l'horloge de sortie. Le filtre permet d'éliminer du signal de sortie l'horloge utilisée pour commander la porte optique
On pourrait ιn|ecter dans la dispositif de la figure 3 un signal code NRZ à la place d'une onde continue Dans ce cas, comme expliqué en référence à la figure 2, on obtiendrait en sortie du dispositif une porteuse codée
La figure 4 montre une représentation schématique d'un mode de réalisation de I invention pour générer une pluralité de porteuses Le dispositif de la figure 4 présente une configuration analogue à celle de la figure 1 ou 2, à cela près que la porte optique est comme dans le cas de la figure 3 un miroir non-linéaire en boucle Le dispositif comprend donc une pluralité de sources aux différentes longueurs d'ondes de porteuses à émettre ; ces sources peuvent être des sources d'ondes continues, comme représenté à la figure, mais elles pourraient aussi être des sources codées NRZ , les différentes sources sont ιn|ectées dans un multiplexeur 20, dont la sortie est reliée à une entrée d'un miroir non-linéaire en boucle 22. Ce miroir, comme celui de la figure 3, comprend un coupleur 24, une fibre 25 reliée à deux entrées du coupleur, un coupleur 26 pour l'ιn|ectιon d'un signal de contrôle, et un amplificateur optique à semi-conducteur 28
En sortie du miroir est prévu dans le mode de réalisation représenté à la figure un démultiplexeur 30 pour démultiplexer les différentes porteuses obtenues, et permettre le codage des signaux
Le fonctionnement du dispositif de la figure 4 est analogue à celui du dispositif de la figure 3 . l'horloge ιn|ectée dans le miroir non-linéaire est répliquée sur les différentes ondes continues, et l'on obtient en sortie du miroir une pluralité de porteuses aux différentes longueurs d'onde. Le multiplexeur permet de séparer les différentes longueurs d'onde pour le codage ultérieur. En outre, il assure dans ce mode de réalisation la réjection de l'horloge.
La figure 5 montre une représentation schématique d'encore un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la porte optique est formée d'un miroir non- 5 linéaire à deux têtes, comme celui décrit dans la demande de brevet FR-A- 2 742 887. Le dispositif de la figure 5 est analogue à celui de la figure 4, toutefois, le miroir non-linéaire présente deux têtes ou entrées de contrôle; en outre le miroir non- linéaire présente deux amplificateurs optiques 28 et 38. Le dispositif présente donc un coupleur 32, pour dupliquer le signal de contrôle à injecter. La première sortie du
1 0 coupleur 32 est reliée au premier coupleur d'injection du signal de contrôle, qui est numéroté 26 comme dans la figure 4. La deuxième sortie du coupleur 32 est reliée à un deuxième coupleur 34 d'injection du signal de contrôle, qui injecte le signal qu'il reçoit dans la fibre du miroir non-linéaire, dans une direction inverse de celle du premier coupleur d'injection. Est prévu entre le coupleur 32 et le deuxième coupleur
1 5 34 un dispositif de contrôle de la phase, par exemple un déphaseur 36. Ce déphaseur permet de contrôler la phase relative des signaux de contrôle injectés dans les deux têtes du miroir non-linéaire. Lorsque les deux coupleurs d'injection présentent comme représenté à la figure 5 des positions symétriques dans le miroir non-linéaire, le dispositif de contrôle de la phase assure que les phases des signaux
20 injectés sont identiques. Plus généralement, si les positions des deux coupleurs ne sont pas symétriques, le dispositif de contrôle de phase assure que la somme des phases est nulle au voisinage du coupleur d'entrée du miroir non-linéaire.
On note comme sur les figures précédentes Δt le décalage entre la position du premier amplificateur et le point de symétrie du miroir, et Δt' le décalage entre la
25 position du second amplificateur et le point de symétrie du miroir. Les amplificateurs sont disposés de part et d'autre du point de symétrie du miroir. La symétrie du dispositif du point de vue des ondes co-propagatives et contra-propagatives permet de moyenner les imperfections de l'amplificateur optique (dans le cas des figures 3 et 4) ou des deux amplificateurs optiques (dans le cas de la figure 5). On peut de la
30 sorte mieux contrôler les impulsions que dans le cas où la porte optique est formée d'un interféromètre Mach-Zender.
Le fonctionnement du dispositif de la figure 5 est identique à celui de la figure 4. Le miroir non-linéaire fonctionne comme décrit dans la demande de brevet précitée les deux séries de signaux aux différentes longueurs d'onde ιn|ectées dans le miroir non-linéaires sont modulées par les deux amplificateurs, et l'on obtient en sortie du miroir non-linéaire des porteuses sur lesquelles est reproduit le signal d'horloge La modulation par le deuxième amplificateur s'exerce principalement sur les signaux se propageant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui permet d'améliorer l'efficacité du miroir, en agissant sur les signaux se propageant dans les deux directions
La figure 6 montre encore un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la porte optique est constituée d'un interféromètre Mach Zender 40 avec un amplificateur optique 42 Le fonctionnement du dispositif de la figure 4 est identique a celui de la figure 3
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a l'homme de l'art Ainsi, les modes de réalisation des figures 4 et 5 présentent un démultiplexeur pour séparer les différentes porteuses et permettre leur codage on pourrait bien entendu procéder à d'autres traitements sur l'ensemble des signaux avant leur codage, ou transmettre les porteuses avant de les coder La position des coupleurs permettant l'ιn|ectιon des signaux de contrôle dans les miroirs non-lmeaires peut être différente de celle représentée sur les figures On peut dans le cas de la figure 5 a|uster la longueur de fibre entre le coupleur 32 et les coupleurs d'ιn|ectιon pour fixer les phases relatives des signaux ιn|ectés dans les deux têtes du miroir non-lineaire
Les modes de réalisation des figures 4 et 5 utilisent dans le miroir non- linéaire un amplificateur optique à semi-conducteur comme moyens pour générer des non-linéarités On pourrait aussi utiliser un autre dispositif pour générer ces non- linéarités, et par exemple de la fibre fortement ou faiblement non-linéaire Une fibre SMF ou une fibre chalcogénide sont adaptés La non-linéarité accumulée dépend de la longueur de fibre Cette solution est moins avantageuse en ce qu'elle peut générer des instabilités d'origine mécanique, notamment si la longueur de fibre est importante

Claims

REVENDICATIONS
1 . Un dispositif de génération de signaux RZ, comprenant une pluralité de sources optiques fournissant chacune un signal optique d'entrée, une horloge optique fournissant un signal d'horloge, et une porte optique (4) recevant sur une entrée les signaux optique d'entrée et sur une entrée de contrôle (6) le signal d'horloge et fournissant en sortie pour chaque signal d'entrée un signal RZ.
2. Le dispositif de la revendication 1 , caractérisé en ce que la porte optique (4) présente des pertes inférieures à 1 5 dB.
3. Le dispositif de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque source optique fournit un signal d'entrée sous forme d'une onde continue.
4. Le dispositif de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque source optique fournit un signal d'entrée codé NRZ.
5. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un multiplexeur (2) pour multiplexer les signaux d'entrée.
6. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle ( 1 0,22) avec au moins un amplificateur optique (1 8, 28, 38).
7. Le dispositif de la revendication 6, caractérisé en ce que l'amplificateur optique est un amplificateur optique à semi-conducteur.
8. Le dispositif de la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le miroir non- linéaire (22) présente deux amplificateurs optiques (28, 38).
9. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle avec au moins un moyen de génération de non-linéarité, telle une fibre non-linéaire.
10. Le dispositif de l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le miroir non-linéaire ( 1 0, 22) comprend une entrée de contrôle (1 6, 26) par laquelle le signal d'horloge est injecté dans la boucle du miroir non-linéaire.
1 1 . Le dispositif de l'une des revendications 6 à 1 0, caractérisé en ce que le miroir non-linéaire comprend deux entrées de contrôle (26, 34) par lesquelles le signal d'horloge est injecté dans la boucle du miroir non- linéaire dans deux directions de propagation
12. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la porte optique comprend un interféromètre de Mach Zender (40) dans lequel est disposé au moins un amplificateur optique (42).
13. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 1 2, caractérisé en ce qu'il présente en sortie de la porte optique un filtre ( 1 9) adapté à filtrer le signal d'horloge.
14. Le dispositif de l'une des revendications 5 à 1 3, caractérisé en ce qu'il présente en sortie de la porte optique un démultiplexeur (30).
1 5. Un procédé de génération de signaux RZ, comprenant les étapes de - application d'une pluralité de signaux d'entrée fournis chacun par une source optique à l'entrée d'une porte optique (4) ; - application à l'entrée de contrôle (6) de la porte optique d'un signal d'horloge fourni par une horloge optique.
16. Le procédé de la revendication 1 6, caractérisé en ce que la porte optique présente des pertes inférieures à 1 5 dB
1 7. Le procédé de la revendication 1 6 ou 1 7, caractérisé en ce que les signaux d'entrée sont des ondes continues.
1 8. Le procédé de la revendication 1 6 ou 1 7, caractérisé en ce que les signaux d'entrée sont codés NRZ.
5 1 9. Le procédé de l'une des revendications 1 5 à 1 8, caractérisé en ce que les signaux d'entrée sont multiplexes en longueurs d'onde.
20. Le procédé de l'une des revendications 1 5 à 1 9, caractérisé en ce que la porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle ( 1 0, 22) avec au moins un amplificateur optique ( 1 8, 28, 38) .
1 0 21 . Le procédé de la revendication 20, caractérisé en ce que l'amplificateur optique est un amplificateur optique à semi-conducteur.
22. Le procédé de la revendication 20 ou 21 , caractérisé en ce que le miroir non-linéaire présente deux amplificateurs optiques (28, 38) .
23. Le procédé de l'une des revendications 1 5 à 1 9, caractérisé en ce que la 1 5 porte optique comprend un miroir non-linéaire en boucle avec au moins un moyen de génération de non-linéarité, telle une fibre non-linéaire.
24. Le procédé de l'une des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que le miroir non-linéaire comprend deux entrées de contrôle (26, 34), et en ce que l'étape d'application du signal d'horloge comprend l'application du
20 signal d'horloge aux deux entrées de contrôle.
25. Le procédé de l'une des revendications 1 5 à 1 9, caractérisé en ce que la porte optique comprend un interféromètre de Mach Zender (40) dans lequel est disposé au moins un amplificateur optique (42). 1
26. Le procédé de l'une des revendications 1 5 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de filtrage du signal d'horloge en sortie de la porte optique.
27. Le procédé de l'une des revendications 1 9 à 26, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de démultiplexage des signaux fournis par la porte optique.
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