EP1145464A1 - Synchronisation des canaux par fibre dispersive dans un systeme de transmission a multiplexage en longueur d'onde - Google Patents

Synchronisation des canaux par fibre dispersive dans un systeme de transmission a multiplexage en longueur d'onde

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Publication number
EP1145464A1
EP1145464A1 EP00977646A EP00977646A EP1145464A1 EP 1145464 A1 EP1145464 A1 EP 1145464A1 EP 00977646 A EP00977646 A EP 00977646A EP 00977646 A EP00977646 A EP 00977646A EP 1145464 A1 EP1145464 A1 EP 1145464A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
dispersion
modulator
channels
regenerator
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00977646A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Emmanuel Desurvire
Bruno Dany
Olivier Leclerc
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 CIT SA
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1145464A1 publication Critical patent/EP1145464A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • 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

Definitions

  • the invention relates to optical fiber transmission systems with wavelength multiplexing, and more specifically, optical modulation in such transmission systems.
  • soliton or soliton pulses are RZ pulses of temporal width (FWHM, pulse width at half the maximum power) which are small compared to the bit time, which have a determined relationship between power, spectral width and temporal width, and which generally propagate in the so-called abnormal dispersion part of an optical fiber.
  • FWHM pulse width at half the maximum power
  • the evolution of the envelope of such a soliton pulse in a single-mode fiber can be modeled by the nonlinear Schrodinger equation; propagation is based on a balance between the abnormal dispersion of the fiber and its non-linearity.
  • various solutions have been proposed.
  • Suzuki et al. 40 Gbit / s single channel optical soliton transmission over 70,000 km using in-line synchronous modulation and optical filtering, Electronics Letters, vol. 34 no. 1 (1 998), pp. 98-100 is an experimental demonstration that close filtering, combined with intensity and phase modulation, allows single-channel transmission over large distances.
  • the type of propagation proposed in this document for soliton signals is not directly applicable to systems with wavelength multiplexing, due to the effects of collisions between solitons of the different channels.
  • NJ Smith et al. Enhanced power solitons in optical fibers with periodic dispersion management, Electronics Letter, vol. 32 no 1, pp.
  • this article notes that in such a wavelength allocation scheme, the bit times of channel subsets of the multiplex are synchronous at sub-multiple intervals of ZR.
  • the article consequently proposes to regenerate, at lower intervals, subsets of channels of the multiplex.
  • this solution requires filtering of the channels of the subset to be regenerated, and makes the transmission system lose the single periodicity for all the channels.
  • FR-A-2 770 001 proposes to use a synchronous modulator to modulate the soliton signals of all the channels of a transmission system with multiplexing in wavelength at a frequency N / T multiple of the clock frequency of the 1 / T signals. In this way, we can relax the synchronicity constraint, by imposing no longer a bit time synchronicity, but a synchronicity of the different channels at a sub-multiple of the bit time.
  • FR-A-2 759 516 proposes to demultiplex the different channels, and to apply to them the delays necessary to resynchronize them. After multiplexing, the different channels can be modulated using a single optical modulator.
  • the French patent application filed under the number 97 06 590 proposes using a chain of networks formed in a fiber to apply suitable delays, and thus resynchronize the different channels without having to demultiplex and remultiplex.
  • FR-A-2 759 830 proposes a synchronous modulation technique by converting the non-soliton signals into soliton signals via a fiber section preceded by an amplifier delivering the power necessary for the conversion of the pulse into a standard soliton of
  • the invention proposes a solution to the problem of the synchronicity of the channels of transmission systems with wavelength multiplexing, and makes it possible to implement synchronous modulation of the channels. It also provides a solution to the problem of channel synchronization both for phase modulation and for amplitude modulation, in a regeneration device of the type of FR-A-2 759 830.
  • the invention proposes a regenerator for receiving and regenerating a plurality of wavelength and asynchronous multiplex channels at the input of the regenerator, comprising a section of dispersive optical fiber and a synchronous modulator, the length and the dispersion of the said section being chosen so as to ensure the synchronization of the bit times of the channels at the input of the synchronous modulator.
  • the regenerator further comprises a second section of dispersive optical fiber at the output of the modulator.
  • the product of the length by the chromatic dispersion for the said second section of optical fiber is the opposite of the product of the length by the chromatic dispersion for the said section of optical fiber.
  • the dispersive optical fiber has a negative dispersion.
  • the invention also provides a wavelength division multiplex transmission system, comprising at least one such regenerator at a position in the system where the channels are asynchronous.
  • the section has a dispersion of sign opposite to the average dispersion in the line fiber of the transmission system.
  • the invention also proposes a regenerator comprising a first synchronous modulator, a section of conversion fiber and a second synchronous modulator, the length and the dispersion of said section being chosen so as to ensuring the synchronization of the bit times of the channels at the input of the second synchronous modulator.
  • the first modulator is a phase modulator
  • the second modulator is an intensity modulator.
  • the signals in the converting fiber section are soliton signals, and the length of the converting fiber section is a multiple of the period of the soliton signals.
  • the first and the second modulator have a common clock recovery device.
  • the invention finally proposes a transmission system with wavelength multiplexing, comprising at least one such regenerator.
  • FIG. 1 a schematic representation of dispersion in a transmission system implementing the invention
  • Figure 2 a schematic representation of the dispersion in another transmission system implementing the invention
  • FIG. 3 a representation of the quality factor in a transmission system of the prior art
  • - Figure 4 a representation of the quality factor in a transmission system according to the invention
  • Figure 5 a schematic representation of a regenerator according to another embodiment of the invention
  • FIG. 6 a representation of the quality factor in a transmission system using regenerators of the type of that of FIG. 5
  • FIG. 7, a representation of the quality factor, in a system in which the channels are regenerated separately.
  • the invention proposes, in order to allow synchronous modulation of all the channels or of a part of these in a transmission system with wavelength multiplexing, to synchronize the bit times of the different channels, by virtue of a section of dispersive fiber.
  • the invention is described with reference to FIGS. 1 to 4 in the case of a transmission system where the dispersion slope (or third order dispersion) is canceled by means of reverse dispersion fiber (in English, "Reverse Dispersion Fiber ", or RDF).
  • the invention also applies to regenerators using a conversion fiber.
  • an appropriate choice of the dispersion of the conversion fiber makes it possible to ensure the synchronicity of the bit times of the different channels, not only for phase modulation, but also for amplitude modulation.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the dispersion in a transmission system implementing the invention.
  • the system considered as an example for the explanation of the invention uses a fiber with inverse dispersion for the compensation of the dispersion slope. Provisions are made, at intervals Z R along the system, for regeneration by synchronous modulation of all the channels or of only part of the channels. As explained above, the problem in this case is to ensure the synchronicity of the channels to allow modulation.
  • the distance along the transmission system is shown on the abscissa in FIG. 1.
  • the chromatic dispersion D (z) which is a function of distance, is plotted on the ordinate.
  • the transmission system is made up of different alternating segments of fiber of positive and negative dispersion.
  • DSF shifted dispersion filbre
  • the odd-order segments are formed of a fiber having a negative dispersion, and a negative dispersion slope.
  • the invention proposes to compensate for this offset to ensure synchronicity of the bit times and allow synchronous modulation of the channels. To this end, it proposes to insert before the modulator a fiber section, called compensation fiber.
  • the length Z comp and the dispersion D comp of this compensation fiber are chosen so as to ensure the synchronicity of the bit times of the different channels at the input of the modulator.
  • bit time as is conventional in transmission systems the period of each piece of information.
  • a synchronous modulator which modulates the channels, or part of the channels, has been inserted after the compensation fiber section.
  • This modulator can be an intensity or phase modulator.
  • a second fiber section is further provided after the modulator, making it possible to cancel the effects of the compensating fiber section on the chromatic dispersion; one can typically use a fiber having a dispersion -D ⁇ mp / and a length Z comp .
  • the insertion of such a second section of fiber makes it possible not to modify the chromatic dispersion in the transmission system, and is particularly advantageous in the case of transmission systems using soliton pulses; in fact, as explained above, the propagation of the soliton pulses also results from a control of the dispersion.
  • Synchronous modulation is possible if this offset induced in the compensation fiber restores the synchronicity of the bit times of the different channels.
  • the characteristics of the section of the compensating fiber depend on the position in which this fiber is arranged.
  • a sufficient condition for the bit times to be synchronous after propagation over a distance Z in the transmission system and over a distance Z comp in the compensation fiber section is that the propagation in the compensation fiber section compensates for the time difference between two neighboring channels, that is to say:
  • a fiber with a length Z comp of 1 km can be used, in which case a D Dmp value of -100 ps / (nm.km) is obtained, which is achievable in the practice.
  • T bit 25 ps
  • a D comp value of -1 2.5 ps / (nm.km) is obtained, which is achievable with current RDF fibers .
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the dispersion in another transmission system implementing the invention; the system of figure 2 is identical to that of FIG. 1, except that a second fiber section is not provided after a synchronous modulator making it possible to restore the initial value of the chromatic dispersion.
  • the insertion of a modulator and of the two corresponding fiber sections is transparent from the point of view of the cumulative chromatic dispersion in the transmission system; on the contrary, in the embodiment of FIG. 2, the insertion of a modulator induces a disturbance in the cumulative chromatic dispersion.
  • the compensation fiber is distributed, and is on the one hand before the modulator, and on the other hand after the previous modulator, or at the start of the section previous line fiber.
  • This separation of the compensation fiber makes it possible, in a soliton propagation mode, to limit the disturbances brought to the solitons, due to the propagation in a fiber section whose dispersion is not adapted to soliton propagation.
  • the bit times are synchronous at the output of each modulator, and the chromatic dispersion accumulated along the transmission system is partially compensated for by the compensation fibers.
  • the bit times of the different channels are synchronous, and it suffices to compensate the modulator according to the time offset induced from the following modulator, and not as in the embodiment of FIG. 1, the time offset induced from the start of the transmission system.
  • the time offset induced from the following modulator and not as in the embodiment of FIG. 1, the time offset induced from the start of the transmission system.
  • FIG. 3 shows for comparison a representation of the quality factor as a function of the distance in a soliton signal transmission system of the prior art
  • FIG. 4 shows a representation of the quality factor in a transmission system according to the invention.
  • the representation in FIG. 1 corresponds to a system with 4 channels of 40 Gbit / s each, in which the wavelengths of the channels are chosen so as to ensure natural synchronicity with a period Z s of 150 km.
  • Optical modulators are available with a Z R periodicity of 150 km.
  • the quality factor tends asymptotically towards a minimum value of 9, for a distance of 6,000 km.
  • FIG. 1 shows for comparison a representation of the quality factor as a function of the distance in a soliton signal transmission system of the prior art
  • FIG. 4 shows a representation of the quality factor in a transmission system according to the invention.
  • the representation in FIG. 1 corresponds to a system with 4 channels of 40 Gbit / s each, in which the wavelengths of the
  • a fiber having a dispersion Z comp of -1 7 ps / (nm.km) is used; the length Z comp is equal to 600 m.
  • a fiber section of length Z comp / 2 of 300 m can be provided before and after each modulator.
  • FIG. 4 It can be seen in FIG. 4 that first of all the insertion of compensation fiber to synchronize the channels has only a marginal effect on the quality factor, which remains equivalent to that of FIG. 3.
  • the embodiment of FIG. 2 is therefore viable not only for RZ signals, but also for soliton signals for which the dispersion is managed in the transmission system; finally, this solution remains valid for conventional soliton pulses, that is to say without management of the dispersion in the transmission system.
  • the first equation is the same as in the previous case, and corresponds to the compensation of the fractional part of the shift between the bit times, generated by the dispersion.
  • the second equation represents the additional offset introduced by the slope of the dispersion; this additional offset is generally small compared to the offset induced by the dispersion.
  • the invention can be applied even if the synchronization between the channels is not perfect; it also applies with the formulas proposed above, even if the chromatic dispersion slope is not perfectly zero.
  • a synchronization fault between the channels of the order of ⁇ 5% of the bit time is acceptable, and allows synchronous modulation.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a regenerator according to another embodiment of the invention
  • the regenerator of FIG. 5 is a regenerator of the kind described in the article by P. Brindel mentioned above.
  • the regenerator has at its input a coupler 4 to take part of the signal which is sent to a clock recovery device 6. Downstream of the coupler is provided a phase modulator 8, which receives a clock signal from the device clock recovery 6. At the output of the phase modulator, the modulated signals are amplified in an amplifier 10, then are injected into a conversion fiber 11 to transform the signals into soliton signals.
  • the conversion fiber a fiber of a strictly positive dispersion typically between 2 and 1 7 ps / nm.km.
  • a narrow filter 1 2 is provided, then a coupler 14 which takes part of the signal and sends it to a clock recovery device ⁇ .
  • the filtered signal is transmitted to an intensity modulator 18, which also receives the signal from the clock recovery device.
  • Such a regenerator is proposed in the aforementioned articles for a single channel.
  • the invention as described with reference to FIGS. 1 to 4, makes it possible to use the regenerator for the synchronous regeneration of the signals originating from different channels of a transmission system with wavelength division multiplexing.
  • the invention also proposes, in such a regenerator, to choose the characteristics of the conversion fiber, so as to ensure the synchronicity of the bit times of the different channels at the input of the intensity modulator.
  • the invention also makes it possible to use only one clock recovery device, in particular in cases where the length of the conversion fiber is not too great, so that the clock signal for modulation intensity can be derived from the clock signal for phase modulation. If the length of the conversion fiber is too great, it may be useful to keep, as in the prior art, two clock recovery circuits, so as to be able to take account of possible phase drifts in the conversion fiber. Assuming that the bit times of the different channels are synchronous at the output of the amplifier, the length Z ⁇ mp and the dispersion D comp of the conversion fiber are chosen so as to satisfy
  • D ' comp Z ⁇ mp .D' comp . ⁇ ( ⁇ + 2 ⁇ 10 ) / 2 (2) with ⁇ 10 the spectral difference between the wavelength ⁇ , of the channel at the lowest wavelength, and the wavelength ⁇ 0 where the dispersion of the fiber (or average dispersion of the section) is zero.
  • the length Z comp of the conversion fiber is a multiple of the period Z 0 of the "pseudo" soliton signals.
  • Another possible constraint in the choice of the conversion fiber is the constraint on the peak power of the soliton pulses in the conversion fiber.
  • the peak power of the solitons is chosen so as not to exceed the output power of the amplifier.
  • a limit value of 20 dBm corresponds to an acceptable output power of the amplifier.
  • Such a constraint limits the value of the chromatic dispersion of the conversion fiber.
  • the choice of the chromatic dispersion of the conversion fiber is therefore made within the range defined by formulas (3) and (4).
  • the length of this fiber and the chromatic dispersion in the range are chosen so as to ensure the synchronicity of the bit times for the intensity modulation, using formulas (1) and (2).
  • the following table gives the quality factors Qa and Qt in amplitude and time in a regenerator of the type of FIG. 5, used for the synchronous regeneration of a multiplex at 4 x 40 Gbit / s. These quality factors are measured in a manner known per se.
  • channels are used at wavelengths 1,548, 1,550, 1,552 and 1,554 nm, with RZ pulses of the raised sine type having a width at mid-height of 1 2.5 ps.
  • the conversion fiber is an NZDSF fiber, with a length Z comp of 2.53 km, and a chromatic dispersion of + 5ps / nm.km.
  • the cross section of the fiber is 80 ⁇ m 2 , and the non-linearity index is equal to 2.710 "20 m 2 / W. Under these conditions, the period Z 0 of the pseudo solitons is approximately 2.5 km; the fiber conversion therefore has a length at least 0.7 times this period.
  • FIG. 6 shows a representation of the quality factor in a transmission system using regenerators of the type of that of FIG. 5; the distance traveled in the transmission system is plotted on the abscissa, and the quality factor for each of the channels is plotted on the ordinate; this quality factor is the lower of the two factors Qa and Qt.
  • the transmission system is a 4 x 40 Gbit / s system with the same wavelengths as those used to obtain the results in the table.
  • the pulses are soliton pulses managed in dispersion.
  • the system presents amplifiers with a periodicity of 40 km, and regenerators of the type of that of FIG. 5, with a periodicity of 240 km. It can be seen in the figure that the Q factor tends asymptotically towards values of 8 to 10 for distances of 8,000 km, which proves the efficiency of the regenerator of the invention.
  • FIG. 7 shows a representation of the quality factor, in a system in which the channels are regenerated separately.
  • the transmission system is similar to that of FIG. 6, but the channels are regenerated separately by regenerators of the type of the aforementioned article by P. Brindel and others, after demultiplexing. It can be seen that the quality factor, after 8,000 km of propagation, reaches values similar to those of FIG. 6.
  • the invention thus allows synchronous regeneration of the different channels of the multiplex.
  • the present invention is not limited to the examples and embodiments described and shown, but it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art.
  • the length and dispersion of the compensating fiber vary accordingly.
  • the compensation fiber is located in the vicinity of the regenerators. This fiber could also be placed in other positions, for example separating it into sections arranged in the amplifiers.
  • a phase modulator is considered, followed by an intensity modulator.
  • the intensity and phase modulations could also be carried out either by the same component or at the same place in the line; ie behind the conversion fiber and behind the periodic narrow filter.

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Abstract

L'invention concerne les systèmes de transmission à fibre optique à multiplexage en longueur d'onde. Elle propose d'assurer la régénération des canaux par modulation synchrone en un point du système où les canaux ne sont pas synchrones. A cette fin, le régénérateur présente une section de fibre optique dispersive et un modulateur synchrone, la longueur et la dispersion de la section étant choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bits des canaux en entrée du modulateur synchrone.

Description

SYNCHRONISATION DES CANAUX PAR FIBRE DISPERSIVE DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION A MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE
L'invention concerne les systèmes de transmission par fibre optique à multiplexage en longueur d'onde, et plus précisément, la modulation optique dans de tels systèmes de transmission.
La transmission d'impulsions solitons ou solitons est un phénomène connu. Ces impulsions sont des impulsions RZ de largeur temporelle (FWHM, largeur d'impulsions à la moitié de la puissance maximale) faible par rapport au temps bit, qui présentent une relation déterminée entre la puissance, la largeur spectrale et la largeur temporelle, et qui se propagent généralement dans la partie à dispersion dite anormale d'une fibre optique. L'évolution de l'enveloppe d'une telle impulsion soliton dans une fibre monomode peut être modélisée par l'équation de Schrôdinger non linéaire; la propagation repose sur un équilibre entre la dispersion anormale de la fibre et sa non-linéarité. Pour contrôler la gigue de tels signaux solitons, diverses solutions ont été proposées. Il est connu d'utiliser des systèmes de filtres guidants glissants, voir par exemple EP-A-0 576 208. Il a aussi été proposé de procéder à la modulation synchrone des signaux solitons. On peut pour cela utiliser des modulateurs de différents types, et notamment des modulateurs synchrones d'amplitude ou de phase utilisant l'effet err. On trouvera dans H. ubota et M. Nakazawa, Soliton Transmission Control in Time and Frequency Domains, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 29 n° 3, 21 89 ou dans N. J. Smith et N. J. Doran, Evaluating the Capacity of Phase Modulator-Controlled Long-Haul Soliton Transmission, Optical Fibers Technology I, 21 8-235 (1 995) une revue des diverses techniques de contrôle ou de régénération des signaux solitons. K. Suzuki et autres, 40 Gbit/s single channel optical soliton transmission over 70000 km using in-line synchronous modulation and optical filtering, Electronics Letters, vol. 34 no. 1 (1 998), pp. 98-100 est un démonstration expérimentale qu'un filtrage étroit, associé à une modulation d'intensité et de phase, permet une transmission monocanale sur des distances importantes. Le type de propagation proposé dans ce document pour les signaux solitons n'est pas directement applicable à des systèmes à multiplexage en longueur d'onde, du fait des effets des collisions entre solitons des différents canaux. N. J. Smith et autres, Enhanced power solitons in optical fibers with periodic dispersion management, Electronics Letter, vol. 32 no 1 , pp. 54-55 (1996), décrit un schéma de propagation modifié des signaux solitons, pour pallier cette limitation; on alterne des tronçons de fibre à dispersion positive et négative de sorte que l'on a une dispersion moyenne faible (peu de gigue) avec une dispersion locale importante et donc des effets WDM réduits (les canaux glissent vite les uns par rapport aux autres). Ce schéma de propagation soliton à gestion de dispersion rend possible des systèmes de transmission à multiplexage en longueur d'onde.
Il a été proposé, dans les systèmes de transmission à fibre optique à multiplexage en longueur d'onde, d'utiliser régulièrement une modulation synchrone des signaux; une telle modulation est de préférence optique, tout particulièrement pour les systèmes à hauts débits. Se pose alors le problème des différences de vitesses de groupe entre les canaux, du fait des différences entre les longueurs d'onde. Diverses solutions à ce problème ont été proposées. Un article de
E.Desurvire, O.Leclerc et O. Audouin, Synchronous in-line régénération of wavelength-division multiplexed solitons signais in optical fibers, Optics Letters, vol. 21 , n° 14, pages 1026-1028 décrit un schéma d'allocation des longueurs d'ondes, qui soit compatible avec l'utilisation de modulateurs synchrones pour des signaux solitons. Cet article propose d'allouer des longueurs d'ondes aux différents canaux du multiplex de telle sorte que, pour des intervalles ZR donnés entre les répéteurs, les signaux des différents canaux, ou plus exactement les temps bits des différents canaux du multiplex soient sensiblement synchronisés en arrivant aux répéteurs. On permet ainsi une modulation synchrone en ligne de tous les canaux, à des intervalles donnés, à l'aide de modulateurs synchrones discrets. Cette technique d'allocation des longueurs d'ondes du multiplex est aussi décrite dans la demande de brevet français FR-A-2 743 964 au nom de Alcatel Submarine Networks. Dans cet article, il est proposé de choisir un sous groupe de canaux, synchrones non seulement à des intervalles ZR, mais aussi à des intervalles sous multiples de ZR. O. Leclerc, E. Desurvire et O. Audouin, Synchronous WDM soliton régénération : towards 80-160 Gbit/s transoceanic Systems, Optical Fiber Technology, 3 pages 97- 1 16 (1997) précise que ce schéma d'allocation des longueurs d'ondes peut conduire à des intervalles ZR trop importants entre les modulateurs synchrones, ou encore à des espacement trop importants entre les canaux du multiplex. Pour pallier ce problème, cet article note que dans un tel schéma d'allocation de longueurs d'onde, les temps bit de sous-ensembles de canaux du multiplex sont synchrones à des intervalles sous-multiples de ZR. L'article propose en conséquence de régénérer, à des intervalles plus faibles, des sous-ensembles de canaux du multiplex. Toutefois, cette solution impose un filtrage des canaux du sous- ensemble à régénérer, et fait perdre au système de transmission la périodicité unique pour tous les canaux.
FR-A-2 770 001 propose d'utiliser un modulateur synchrone pour moduler les signaux solitons de tous les canaux d'un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde à une fréquence N/T multiple de la fréquence d'horloge des signaux 1 /T. On peut de la sorte relâcher la contrainte de synchronicité, en imposant non plus une synchronicité des temps bit, mais une synchronicité des différents canaux à un sous multiple du temps bit. FR-A-2 759 516 propose de démultiplexer les différents canaux, et de leur appliquer les retards nécessaires pour les resynchroniser, Après multiplexage, les différents canaux peuvent être modulés à l'aide d'un modulateur optique unique. La demande de brevet français déposée sous le numéro 97 06 590 propose d'utiliser une chaîne de réseaux formés dans une fibre pour appliquer des retards adaptés, et ainsi resynchroniser les différents canaux sans devoir procéder à un démultiplexage et à un remultiplexage.
Dans le cas de signaux RZ non-solitons, FR-A-2 759 830 propose une technique de modulation synchrone par conversion des signaux non-solitons en signaux solitons via un tronçon de fibre précédé d'un amplificateur délivrant la puissance nécessaire à la conversion de l'impulsion en un soliton standard de
Schrôdinger, puis par modulation optique synchrone des signaux, en phase ou en intensité. Les signaux solitons sont ensuite ré-injectés dans la ligne, réalisant ainsi une conversion inverse en signaux RZ non-solitons. Dans ce document, on utilise pour la conversion un passage dans une fibre optique fortement dispersive avec une puissance d'entrée adaptée correspondant à la puissance soliton. P. Brindel et autres, "Black-box" optical regenerator for RZ transmission Systems, Electronics Letters, vol. 35 no. 6 (1999), pp.480-481 montre que la régénération optique des signaux dans un tel dispositif est plus efficace lorsque les modulations de phase et d'intensité sont séparées, la modulation de phase ayant lieu avant la fibre de conversion, et la modulation d'intensité ayant lieu en sortie de la fibre de conversion. B. Dany et autres, Transoceanic 4x40 Gbit/s System combining dispersion-managed soliton transmission and new "black-box" in-line optical régénération, Electronics Letters, vol. 35 no. 5 (1 999), pp. 418-420 applique cette technique de régénération à un système de transmission à quatre canaux utilisant une propagation soliton à gestion de dispersion, avec une séparation des canaux et un régénérateur par canal.
L'invention propose une solution au problème de la synchronicité des canaux des systèmes de transmission à multiplexage en longueur d'onde, et permet de mettre en oeuvre une modulation synchrone des canaux. Elle apporte aussi une solution au problème de la synchronisation des canaux tant pour la modulation de phase que pour la modulation d'amplitude, dans un dispositif de régénération du type de FR-A- 2 759 830.
Plus précisément, l'invention propose un régénérateur pour recevoir et régénérer une pluralité de canaux multiplexes en longueur d'onde et asynchrones en entrée du régénérateur, comprenant une section de fibre optique dispersive et un modulateur synchrone, la longueur et la dispersion de la dite section étant choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bits des canaux en entrée du modulateur synchrone. Dans un mode de réalisation, le régénérateur comprend en outre une seconde section de fibre optique dispersive en sortie du modulateur.
Avantageusement, le produit de la longueur par la dispersion chromatique pour la dite seconde section de fibre optique est l'opposé du produit de la longueur par la dispersion chromatique pour la dite section de fibre optique. De préférence, la fibre optique dispersive présente une dispersion négative.
L'invention propose aussi un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, comprenant au moins un tel régénérateur en une position dans le système où les canaux sont asynchrones. Dans ce cas, il est préférable que la section présente une dispersion de signe opposé à la dispersion moyenne dans la fibre de ligne du système de transmission.
L'invention propose encore un régénérateur comprenant un premier modulateur synchrone, une section de fibre de conversion et un second modulateur synchrone, la longueur et la dispersion de la dite section étant choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bits des canaux en entrée du second modulateur synchrone.
De préférence, le premier modulateur est un modulateur de phase, et le second modulateur est un modulateur d'intensité. On peut aussi prévoir un amplificateur entre le premier modulateur et la section de fibre de conversion et choisir la dispersion chromatique de la fibre de conversion de sorte que la puissance crête des signaux dans la fibre de conversion soit inférieure ou égale à la puissance de sortie de l'amplificateur.
Avantageusement, les signaux dans la section de fibre de conversion sont des signaux solitons, et la longueur de la section de fibre de conversion est un multiple de la période des signaux solitons.
Dans un autre mode de réalisation, le premier et le second modulateur présente un dispositif de récupération d'horloge commun.
L'invention propose enfin un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, comprenant au moins un tel régénérateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, qui montrent figure 1 , une représentation schématique de la dispersion dans un système de transmission mettant en œuvre l'invention ; figure 2, une représentation schématique de la dispersion dans un autre système de transmission mettant en œuvre l'invention ; figure 3, une représentation du facteur de qualité dans un système de transmission de l'art antérieur ; - figure 4, une représentation du facteur de qualité dans un système de transmission selon l'invention; figure 5, une représentation schématique d'un régénérateur selon un autre mode de réalisation de l'invention ; figure 6, une représentation du facteur de qualité dans un système de transmission utilisant des régénérateurs du type de celui de la figure 5 ; figure 7, une représentation du facteur de qualité, dans un système dans lequel les canaux sont régénérés séparément. L'invention propose, pour permettre une modulation synchrone de tous les canaux ou d'une partie de ceux-ci dans un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, de synchroniser les temps bits des différents canaux, grâce à une section de fibre dispersive. L'invention est décrite en référence aux figures 1 à 4 dans le cas d'un système de transmission où la pente de dispersion (ou dispersion du troisième ordre) est annulée grâce à de la fibre à dispersion inverse (en anglais, "Reverse Dispersion Fiber", ou RDF).
L'invention s'applique aussi à des régénérateurs utilisant une fibre de conversion. Dans un tel cas, comme expliqué en référence aux figures 5 à 7, un choix approprié de la dispersion de la fibre de conversion permet d'assurer la synchronicité des temps bit des différents canaux, non seulement pour la modulation de phase, mais aussi pour la modulation d'amplitude.
Elle permet une synchronisation passive et simultanée des canaux, sans nécessiter de démultiplexage des canaux. Elle permet de lever la contrainte imposée dans l'art antérieur par la relation entre les longueurs d'onde des canaux et la périodicité de la modulation synchrone; il devient possible, comme expliqué dans les exemples qui suivent, de choisir librement la position des modulateurs, indépendamment des rapports entre les longueurs d'onde des canaux.
La figure 1 montre une représentation schématique de la dispersion dans un système de transmission mettant en œuvre l'invention. Comme indiqué plus haut, le système considéré à titre d'exemple pour l'explication de l'invention utilise une fibre à dispersion inverse pour la compensation de la pente de dispersion. Sont prévus, à des intervalles ZR le long du système des dispositifs de régénération par modulation synchrone de tous les canaux ou d'une partie seulement des canaux. Comme expliqué plus haut, le problème dans ce cas est d'assurer la synchronicité des canaux pour permettre la modulation.
Est portée en abscisse sur la figure 1 la distance le long du système de transmission, notée z. Est portée en ordonnée la dispersion chromatique D(z), qui est une fonction de la distance. Comme le montre la figure, entre les abscisses 0 et ZR, le système de transmission est constituée de différents segments alternés de fibre de dispersion positive et négative. On peut par exemple utiliser pour les segments d'ordre impair sur la figure une filbre à dispersion décalée ("DSF" ou "Dispersion Shifted Fiber" en langue anglaise), présentant une dispersion positive et une pente de dispersion positive. Pour compenser la pente de dispersion, les segments d'ordre impair sont formés d'une fibre présentant une dispersion négative, et une pente de dispersion négative. La longueur relative des segments d'ordre pair et impair est choisie de sorte à annuler sur la plage de longueur d'onde du multiplex la pente de dispersion cumulée, ce qui peut s'écrire LP.(dD/dz) P = - L,.(dD/dz) ,, les lettres "P" et "I" indiçant respectivement les segments d'ordre pair et impair. Dans ces conditions, on obtient après une longueur de transmission ZR, une pente de dispersion cumulée sensiblement nulle, et une dispersion égale en moyenne à la valeur Dm ou D portée sur la figure 1 . Dans cette hypothèse, après une propagation sur une distance z, un canal d'ordre k, séparé de k.Δλ d'un canal d'ordre 0, subit par rapport au canal d'ordre 0 un décalage temporel Tk0 , qui s'écrit : T 0 = Tk - T0 = k.Δλ.Dm.z L'invention propose de compenser ce décalage pour assurer une synchronicité des temps bit et permettre une modulation synchrone des canaux. Elle propose à cette fin d'insérer avant le modulateur une section de fibre, dite fibre de compensation. La longueur Zcomp et la dispersion Dcomp de cette fibre de compensation sont choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bit des différents canaux en entrée du modulateur. De ce point de vue, on notera qu'il n'est pas nécessaire pour permettre une modulation synchrone de compenser l'ensemble du décalage temporel entre les canaux, mais qu'il suffit de compenser la partie fractionnelle du décalage exprimé en multiple du temps bit; autrement dit, on peut choisir la longueur et la dispersion de la fibre de compensation de telle sorte que le glissement entre les canaux soit un multiple entier du temps bit Tbit. On appelle ici temps bit comme ceci est classique dans des systèmes de transmission la période de chaque élément d'information.
Dans le mode de réalisation de la figure 1 , on a inséré après la section de fibre de compensation un modulateur synchrone, qui effectue une modulation des canaux, ou d'une partie des canaux. Ce modulateur peut être un modulateur d'intensité ou de phase. On prévoit en outre après le modulateur une deuxième section de fibre permettant d'annuler les effet de la section de fibre de compensation sur la dispersion chromatique; on peut typiquement utiliser une fibre présentant une dispersion -Dœmp/ et une longueur Zcomp. L'insertion d'une telle deuxième section de fibre permet de ne pas modifier la dispersion chromatique dans le système de transmission, et est particulièrement avantageux dans le cas des systèmes de transmission utilisant des impulsions solitons; de fait, comme expliquée plus haut, la propagation des impulsions solitons résulte aussi d'un contrôle de la dispersion. On pourrait aussi, comme dans le mode de réalisation de la figure 2, décrit plus bas, ne pas utiliser une telle deuxième section de fibre après le modulateur.
On note Zs dans la suite la longueur sur laquelle deux canaux voisins sont décalés du temps bit Tbit. Cette longueur s'écrit :
Zs = TbiJ(Dm.Δλ) En utilisant cette notation, le décalage Tk0 entre les canaux d'ordre k et d'ordre 0 s'écrit
Tk0 = kTbitz/Zs
Il suffit pour permettre une modulation synchrone à une distance z de compenser le décalage temporel qui correspond à la partie fractionnelle du décalage exprimé en multiple du temps bit; entre les canaux d'ordre k et 0, il suffit de compenser le décalage tko = T o - Tbi).E(Tk0/Tbit) où E(x) est la fonction bien connue qui à un nombre x associe sa partie entière. Ce décalage peut être compensé par l'insertion dans le système de transmission d'une section de fibre optique présentant une dispersion Dcomp et une longueur Zcomp. Dans ce cas, le décalage induit entre deux canaux dans la section de fibre optique de compensation s'écrit par analogie avec la formule précédent : ho = Δλ, U∞rnp --.comp
La modulation synchrone est possible si ce décalage induit dans la fibre de compensation rétablit la synchronicité des temps bit des différents canaux. Les caractéristiques de la section de la fibre de compensation dépendent de la position dans laquelle cette fibre est disposée.
Ainsi, il est clair qu'à des distances multiples de la distance Zs définie plus haut, les temps bit des différents canaux sont synchrones, et qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une section de fibre de compensation.
Pour un système du type de celui de la figure 1 , dans lequel le modulateur est suivi d'une deuxième section de fibre. Il est aussi clair que les décalages temporels entre les différents canaux présentent une périodicité spatiale de Zs, de telle sorte qu'il suffit de considérer le cas de modulateurs placés entre z=0 et z=Zs.
Une condition suffisante pour que les temps bit soient synchrones après propagation sur une distance Z dans le système de transmission et sur une distance Zcomp dans la section de fibre de compensation est que la propagation dans la section de fibre de compensation compense le décalage temporel entre deux canaux voisins, c'est-à-dire :
I bitZ/Zs = -ΔλDcompZcomp avec Z < Zs, ou pour Z > Zs, Tbit(Z/Zs - E(Z/ZS)) = -Δλ Dcomp Zcomp pour Z > Zs. Ces deux formules conduisent à des résultats identiques au vu de la périodicité du décalage entre canaux dans un système de transmission à pente de dispersion nulle en moyenne, avec une deuxième section de fibre après chaque modulateur. A titre d'exemple, on peut considérer un espacement entre canaux Δλ de 0,5 nm et un temps bit Tbit de 100 ps correspondant à un débit de 100 Gbit/s. Pour un système d'une dispersion moyenne Dm de 0,5 ps/(nm.km), on trouve une valeur de Zs de 400 km. Pour pouvoir placer des régénérateurs par modulation synchrone tous les 100 km, il suffit de compenser après propagation de 100 km un décalage d'un quart du temps bit, après 200 km un décalage de la moitié du temps bit, et après 300 km un décalage des trois quarts du temps bit. Après 400 km de propagation, les temps bit sont synchrones. Le système est périodique de période 400 km. Pour compenser le décalage après 100 km de propagation, on peut utiliser une fibre d'une longueur Zcomp de 1 km, auquel cas on obtient une valeur D∞mp de -100 ps/(nm.km), ce qui est réalisable dans la pratique. On peut alors après 200 et 300 km de propagation utiliser la même fibre, mais avec des longueurs respectives de 2 et 3 km. Pour des signaux à 40 Gbit/s, soit Tbit = 25 ps, on obtient après 100 km de propagation une valeur Dcomp de -1 2,5 ps/(nm.km), ce qui est réalisable avec des fibres RDF actuelles. On peut dans ce cas utiliser après 200 ou 300 km de propagation une fibre identique, en une longueur Zcomp plus importante, ou encore utiliser une longueur de fibre identique, avec des valeurs plus élevées de dispersion chromatique.
La figure 2 montre une représentation schématique de la dispersion dans un autre système de transmission mettant en œuvre l'invention; le système de la figure 2 est identique à celui de la figure 1 , à cela près qu'on ne prévoit pas après un modulateur synchrone une deuxième section de fibre permettant de rétablir la valeur initiale de la dispersion chromatique. Autrement dit, dans le mode de réalisation de la figure 1 , l'insertion d'un modulateur et des deux sections de fibre correspondantes est transparente du point de vue de la dispersion chromatique cumulée dans le système de transmission; au contraire, dans le mode de réalisation de la figure 2, l'insertion d'un modulateur induit une perturbation dans la dispersion chromatique cumulée.
Comme le montre la figure 2, il est avantageux dans ce cas de prévoir que la fibre de compensation est répartie, et se trouve d'une part avant le modulateur, et d'autre part après le modulateur précédent, ou en début de la section précédente de fibre de ligne. Cette séparation de la fibre de compensation permet dans un mode de propagation soliton, de limiter les perturbation apportées sur les solitons, du fait de la propagation dans une section de fibre dont la dispersion n'est pas adaptée à une propagation soliton. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les temps bits sont synchrones en sortie de chaque modulateur, et la dispersion chromatique cumulée le long du système de transmission est partiellement compensée par les fibres de compensation. Autrement dit, on passe d'une dispersion moyenne Dm à une dispersion moyenne Dm + Dcomp/ZR, avec ZR la distance entre deux modulateurs. Le mode de réalisation de la figure 2 présente aussi l'avantage de limiter la longueur de la fibre de compensation. A titre d'exemple, on peut reprendre les valeurs numériques proposées plus haut. Pour insérer un modulateur tous les 100 km, on peut utiliser à chaque modulateur une section de fibre de compensation d'une dispersion Dcomp de -100 ps/(nm.km) pour un temps bit de 100 ps, un espacement entre canaux Δλ de 0,5 nm, et une longueur Zcomp d'un kilomètre. Après chaque modulateur, les temps bit des différents canaux sont synchrones, et il suffit de compenser au modulateur suivant le décalage temporel induit depuis le modulateur suivant, et non pas comme dans le mode de réalisation de la figure 1 , le décalage temporel induit depuis le début du système de transmission. Autrement dit, dans l'exemple numérique, on peut utiliser tous les 100 km une section de fibre d'une longueur Zcomp de 1 km, d'une dispersion Dœmp de -100 ps/(nm.km); dans le mode de réalisation de la figure 2, on utilise une section de longueur Zcomp/2 avant un modulateur, et une section de longueur Zcomp/2 après le modulateur. Si l'on considère une longueur de fibre de 1 ,5 km avant et après chaque modulateur, on peut avec les mêmes valeurs numériques utiliser une fibre de dispersion Dcomp de -16,6 ps/(nm.km); une telle fibre présente une dispersion proche de la dispersion d'une fibre RDF de compensation de SMF. Avec l'exemple d'une transmission à 40 Gbit/s, on peut insérer avant et après chaque modulateur une longueur Zœmp/2 de 0,5 km de fibre d'une dispersion chromatique Dcomp de -25 ps/(nm.km).
La figure 3 montre à titre de comparaison une représentation du facteur de qualité en fonction de la distance dans un système de transmission à signaux solitons de l'art antérieur, tandis que la figure 4 montre une représentation du facteur de qualité dans un système de transmission selon l'invention. La représentation de la figure 1 correspond à un système à 4 canaux de 40 Gbit/s chacun, dans lequel les longueurs d'onde des canaux sont choisies de sorte à assurer une synchronicité naturelle avec une période Zs de 150 km. On dispose des modulateurs optiques avec une périodicité ZR de 150 km. Le facteur de qualité tend asymptotiquement vers une valeur minimale de 9, pour une distance de 6 000 km. La figure 4 correspond, pour ce même système, à une périodicité des modulateurs ZR de 180 km, soit un décalage de l'ordre de 20% du temps bit. On utilise pour la compensation du retard entre canaux une fibre présentant une dispersion Zcomp de -1 7 ps/(nm.km); la longueur Zcomp vaut 600 m. Avec un système du type de celui de la figure 2, dans lequel la dispersion induite par la fibre de compensation n'est pas annulée, on peut prévoir une section de fibre de longueur Zcomp/2 de 300 m avant et après chaque modulateur.
On constate sur la figure 4 que d'abord que l'insertion de fibre de compensation pour synchroniser les canaux n'a qu'un effet marginal sur le facteur de qualité, qui reste équivalent à celui de la figure 3. Le mode de réalisation de la figure 2 est donc viable non seulement pour des signaux RZ, mais aussi pour des signaux solitons pour lesquels la dispersion est gérée dans le système de transmission ; enfin, cette solution reste valable pour des impulsions solitons classiques, c'est-à-dire sans gestion de la dispersion dans le système de transmission.. Dans les exemples qui précèdent, on a considéré pour plus de simplicité le cas d'un système dans lequel la pente de dispersion est nulle; l'invention s'applique de la même façon au cas d'un système dans lequel la pente de dispersion présente une valeur moyenne D'm non nulle; il suffit dans ce cas de choisir pour la synchronisation des canaux une fibre de compensation présentant une pente de dispersion D'comp qui vérifie :
*-' comp*^-comp ^ rrr^- pour un modulateur placé à une distance Z inférieure ou égale à Zs. Pour Z > Zs, on obtient un système de 2 équations à résoudre :
Tbit(Z/Zs - E(Z/ZS))= -Δλ Dcomp Z∞mp (1 )
La première équation est la même que dans le cas précédent, et correspond à la compensation de la partie fractionnelle du décalage entre les temps bit, engendré par la dispersion. La seconde équation représente le décalage supplémentaire introduit par la pente de la dispersion; ce décalage supplémentaire est généralement faible par rapport au décalage induit par la dispersion.
L'invention peut s'appliquer même si la synchronisation entre les canaux n'est pas parfaite; elle s'applique aussi avec les formules proposées plus haut, même si la pente de dispersion chromatique n'est pas parfaitement nulle. Un défaut de synchronisation entre les canaux de l'ordre de ±5% du temps bit est acceptable, et permet une modulation synchrone.
La figure 5 montre une représentation schématique d'un régénérateur selon un autre mode de réalisation de l'invention ; le régénérateur de la figure 5 est un régénérateur du genre de celui décrit dans l'article de P. Brindel précité. Le régénérateur présente en entrée un coupleur 4 pour prélever une partie du signal qui est envoyée à un dispositif de récupération d'horloge 6. En aval du coupleur est prévu un modulateur de phase 8, qui reçoit un signal d'horloge provenant du dispositif de récupération d'horloge 6. En sortie du modulateur de phase, les signaux modulés sont amplifiés dans un amplificateur 10, puis sont injectés dans une fibre de conversion 1 1 pour transformer les signaux en signaux soliton. Comme indiqué dans les articles précités, ou dans la demande de brevet, on peut utiliser pour la fibre de conversion une fibre d'une dispersion strictement positive comprise typiquement entre 2 et 1 7ps/nm.km. Après la fibre de dispersion est prévu un filtre étroit 1 2, puis un coupleur 14 qui prélève une partie du signal et l'envoie vers un dispositif de récupération d'horlogel ό. Le signal filtré est transmis à un modulateur d'intensité 1 8, qui reçoit par ailleurs le signal provenant du dispositif de récupération d'horloge. Un tel régénérateur est proposé dans les articles précités pour un canal unique. L'invention, telle que décrite en référence aux figures 1 à 4 permet d'utiliser le régénérateur pour la régénération synchrone des signaux provenant de différents canaux d'un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde. L'invention propose en outre, dans un tel régénérateur, de choisir les caractéristiques de la fibre de conversion, de sorte à assurer la synchronicité des temps bit des différents canaux en entrée du modulateur d'intensité. L'invention permet aussi de n'utiliser qu'un seul dispositif de récupération d'horloge, notamment dans les cas où la longueur de la fibre de conversion n'est pas trop importante, de sorte que le signal d'horloge pour la modulation d'intensité peut être dérivé du signal d'horloge pour la modulation de phase. Si la longueur de la fibre de conversion est trop importante, il peut être utile de conserver comme dans l'art antérieur deux circuits de récupération d'horloge, de sorte à pouvoir tenir compte des dérives de phase éventuelles dans la fibre de conversion. En supposant que les temps bit des différents canaux sont synchrones en sortie de l'amplificateur, on choisit la longueur Z∞mp et la dispersion Dcomp de la fibre de conversion de sorte à satisfaire
Za.mp-Dcomp = kTbiJΔλ (1 ) avec les mêmes notations que ci-dessus, et k un entier. Cette condition assure que le décalage entre deux canaux dans la fibre de conversion est un multiple entier du temps bit. Cette condition s'applique si l'on néglige la pente de dispersion chromatique de la fibre de conversion.
Si l'on prend en considération la pente de dispersion chromatique de la fibre de conversion, notée D'comp, on a kTbit = Z∞mp.D'comp.Δλ( Δλ + 2Δλ10)/2 (2) avec Δλ10 l'écart spectral entre la longueur d'onde λ, du canal à la longueur d'onde la plus faible, et la longueur d'onde λ0 où la dispersion de la fibre (ou dispersion moyenne du tronçon) est nulle.
Ces relations assurent la synchronicité des temps bits en entrée du modulateur d'intensité. Comme dans le mode de réalisation précédent, il est possible d'admettre des défauts de synchronisation entre les canaux de l'ordre de 1 à 2% du temps bit. En outre, il est avantageux que la dispersion chromatique de la fibre de conversion soit aussi élevée que possible, de sorte à minimiser la période Z0 des signaux "pseudo" solitons obtenu en sortie de la fibre de conversion. Cette période Z0 s'écrit :
avec Δt la largeur temporelle de l'impulsion RZ en entrée de la fibre de conversion, et λ la longueur d'onde du canal (lequel ?). Minimiser la période Z0 permet d'améliorer la conversion pour une longueur donnée de la fibre de conversion. Il est encore avantageux, pour favoriser la conversion que la longueur Zcomp de la fibre de conversion soit un multiple de la période Z0 des signaux "pseudo" solitons.
Une autre contrainte possible dans le choix de la fibre de conversion est la contrainte sur la puissance crête des impulsions solitons dans la fibre de conversion. Cette puissance crête s'écrit : pc = I -n ! (| +. ^/2)r*3. ^eff _ D^ (4) πcu7 Δt avec n2 et Aeff l'indice de non-linéarité et l'aire effective de la fibre de conversion. Il est préférable que la puissance crête des solitons soit choisie de sorte à ne pas dépasser la puissance de sortie de l'amplificateur. Une valeur limite de 20 dBm correspond à une puissance de sortie acceptable de l'amplificateur. Une telle contrainte limite la valeur de la dispersion chromatique de la fibre de conversion. Le choix de la dispersion chromatique de la fibre de conversion s'effectue donc dans la plage définie par les formules (3) et (4). La longueur de cette fibre et la dispersion chromatique dans la plage sont choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bit pour la modulation d'intensité, à l'aide des formules (1 ) et (2). Le tableau qui suit donne les facteurs de qualité Qa et Qt en amplitude et temporel dans un régénérateur du type de la figure 5, utilisé pour la régénération synchrone d'un multiplex à 4 x 40 Gbit/s. Ces facteurs de qualité sont mesurés de façon connue en soi. Dans l'exemple, on utilise des canaux à des longueurs d'ondes 1 548, 1550, 1 552 et 1554 nm, avec des impulsions RZ type sinus surélevé d'une largeur à mi-hauteur de 1 2,5 ps. La fibre de conversion est une fibre NZDSF, d'une longueur Zcomp de 2,53 km, et d'une dispersion chromatique de +5ps/nm.km. La section efficace de la fibre est de 80 μm2, et l'indice de non-linéarité vaut 2,710"20 m2/W. Dans ces conditions, la période Z0 des pseudo solitons est de à peu près 2,5km; la fibre de conversion présente donc une longueur au moins 0,7 fois cette période.
Les résultats du tableau ci-dessus montrent que le régénérateur de l'invention peut être utilisé pour la régénération synchrone des canaux d'un multiplex en longueur d'onde.
La figure 6 montre une représentation du facteur de qualité dans un système de transmission utilisant des régénérateurs du type de celui de la figure 5 ; on a porté en abscisse la distance parcourue dans le système de transmission, et en ordonnées le facteur de qualité pour chacun des canaux; ce facteur de qualité est le plus faible des deux facteurs Qa et Qt. Le système de transmission est un système 4 x 40 Gbit/s avec les mêmes longueurs d'ondes que celles utilisées pour obtenir les résultats du tableau. Les impulsions sont des impulsions solitons gérées en dispersion. Le système présente des amplificateurs avec une périodicité de 40 km, et des régénérateurs du type de celui de la figure 5, avec une périodicité de 240 km. On constate sur la figure que le facteur Q tend asymptotiquement vers des valeurs de 8 à 10 pour des distances de 8 000 km, ce qui prouve l'efficacité du régénérateur de l'invention.
A titre de comparaison, la figure 7 montre une représentation du facteur de qualité, dans un système dans lequel les canaux sont régénérés séparément. Le système de transmission est analogue à celui de la figure 6, mais les canaux sont régénérés séparément par des régénérateurs du type de l'article précité de P. Brindel et autres, après démultiplexage. On constate que le facteur de qualité, après 8 000 km de propagation, atteint des valeurs similaires à celles de la figure 6. L'invention permet ainsi la régénération synchrone des différents canaux du multiplex.
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 à l'homme de l'art. Dans les exemples, on a considéré le cas le plus simple où tous les canaux sont synchrones, de sorte à permettre une modulation synchrone de tous les canaux. On peut aussi ne moduler qu'un sous-groupe de canaux, ou encore moduler à une fréquence supérieure à la fréquence bit, comme expliqué dans la demande de brevet précitée. La longueur et la dispersion de la fibre de compensation varient en conséquence.
Dans les exemples des figures 1 à 4, la fibre de compensation est située au voisinage des régénérateurs. On pourrait aussi placer cette fibre en d'autres positions, par exemple la séparer en tronçons disposés dans les amplificateurs. Dans le mode de réalisation des figures 5 à 7, on a considéré un modulateur de phase, suivi d'un modulateur d'intensité. On pourrait aussi avoir une configuration inverse; l'efficacité serait réduite, puisque la modulation d'intensité requiert une impulsion "non-linéaire" pour une efficacité maximale du contrôle de la gigue et du niveau de bruit. Il est donc préférable, comme dans les modes de réalisation décrit plus haut, que la conversion du signal soit placée avant le modulateur d'intensité. Les modulations d'intensité et de phase pourraient aussi être réalisées soit par le même composant soit au même endroit dans la ligne; c'est à dire derrière la fibre de conversion et derrière le filtre étroit périodique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un régénérateur pour recevoir et régénérer une pluralité de canaux multiplexes en longueur d'onde et asynchrones en entrée du régénérateur, comprenant une section de fibre optique dispersive et un modulateur synchrone, la longueur et la dispersion de la dite section étant choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bits des canaux en entrée du modulateur synchrone.
2. Le régénérateur de la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde section de fibre optique dispersive en sortie du modulateur.
3. Le régénérateur de la revendication 1 , caractérisé en ce que le produit de la longueur par la dispersion chromatique pour la dite seconde section de fibre optique est l'opposé du produit de la longueur par la dispersion chromatique pour la dite section de fibre optique.
4. Le régénérateur de la revendication 1 , 2 ou 3, caractérisé en ce que la fibre optique dispersive présente une dispersion négative.
5. Un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, comprenant un régénérateur selon l'une des revendications 1 à 4 en une position dans le système où les canaux sont asynchrones.
6. Le système de la revendication 5, caractérisé en ce que la dite section présente une dispersion de signe opposé à la dispersion moyenne dans la fibre de ligne du système de transmission.
7. Un régénérateur comprenant un premier modulateur synchrone (8), une section de fibre de conversion (1 1 ) et un second modulateur synchrone (1 8), la longueur et la dispersion de la dite section étant choisies de sorte à assurer la synchronicité des temps bits des canaux en entrée du second modulateur synchrone.
8. Le régénérateur de la revendication 7, caractérisé en ce que le premier modulateur est un modulateur de phase.
9. Le régénérateur de la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le second modulateur est un modulateur d'intensité.
10. Le régénérateur de la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un amplificateur (10) entre le premier modulateur et la section de fibre de conversion et en ce que la dispersion chromatique de la fibre de conversion est choisie de sorte que la puissance crête des signaux dans la fibre de conversion soit inférieure ou égale à la puissance de sortie de l'amplificateur.
1 1. Le régénérateur de l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les signaux dans la section de fibre de conversion sont des signaux solitons, et en ce que la longueur de la section de fibre de conversion est un multiple de la période des signaux solitons.
12. Le régénérateur de l'une des revendications 7 à 1 1 , caractérisé en ce que le premier et le second modulateur présente un dispositif de récupération d'horloge commun.
13. Un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, comprenant un régénérateur selon l'une des revendications 7 à 12.
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