EP1616398A2 - DISPOSITIF DE REGENRATION OPTIQUE D’IMPULSIONS, INSTALLATION COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF ET UTILISATION DE CE DISPOSITIF - Google Patents

DISPOSITIF DE REGENRATION OPTIQUE D’IMPULSIONS, INSTALLATION COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF ET UTILISATION DE CE DISPOSITIF

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Publication number
EP1616398A2
EP1616398A2 EP04742548A EP04742548A EP1616398A2 EP 1616398 A2 EP1616398 A2 EP 1616398A2 EP 04742548 A EP04742548 A EP 04742548A EP 04742548 A EP04742548 A EP 04742548A EP 1616398 A2 EP1616398 A2 EP 1616398A2
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EP
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Prior art keywords
optical
pulses
propagation
intensity
regeneration
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Withdrawn
Application number
EP04742548A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Erwan Pincemin
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.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current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

Definitions

  • Optical pulse regeneration device installation comprising such a device and use of this device
  • the present invention relates to an optical pulse regeneration device.
  • the invention also relates to an optical transmission installation comprising such a device and the use of this device for the regeneration of DM soliton pulses. More specifically, the invention relates to an optical pulse regeneration device of the type comprising time synchronization means and means for stabilizing the fluctuation of intensity of these pulses.
  • Devices for optical pulse regeneration are known, which are effective in particular for regenerating pulses of the soliton type. These devices implement a 3R optical regeneration (for Re-amplification, Fitness, Resynchronization, from the English “Re-amplification, Re-shaping, Re-timing").
  • Soliton type pulses have the property of propagating without deformation in a non-linear medium, since these particular pulses are solutions of the non-linear Schrodinger equation.
  • the accumulation of amplified spontaneous emission noise disrupts the propagation of these pulses by generating intensity fluctuations and a temporal jitter (known as Gordon-Haus), hence the need to regenerate them optically.
  • the pulses emitted must not be too close together, which imposes narrow temporal widths of the soliton pulses and therefore a broad spectrum.
  • An interesting solution for this type of application is the use of pulses of the DM soliton type (from the English "Dispersion-Managed") which offer significant advantages compared to conventional soliton pulses for high capacity transmission systems. .
  • soliton DM responds much less than the classic soliton to 3R regeneration.
  • a known optical regeneration device is described, in particular in the document entitled "Stability of synchronous intensity modulation control of 40 Gbit / s dispersion-managed solition transmissions", by Erwan Pincemin, Olivier Audouin, Bruno Dany and Stefan Wabnitz, extract from the Journal of Lightwave Technology, volume 19, n ° 5, May 2001.
  • the solution recommended in this document consists in using a synchronous intensity modulator, placed at a convenient place to the optical fiber for transmitting the DM soliton pulses. But to be effective, this device must also suppress noise, in particular the noise of amplified spontaneous emission.
  • the synchronous intensity modulator must have a sufficient extinction rate, for example of 10 dB, which means that short DM solitons with a broad spectrum must be used.
  • the synchronous intensity modulator must not have a negative impact on the temporal width of the soliton DM pulse.
  • the invention aims to remedy the aforementioned drawbacks by providing an optical pulse regeneration device, in particular of DM soliton pulses, capable of optically regenerating such pulses, while allowing them to be used for very high speed transmissions of the type Ultra dense WDM.
  • the subject of the invention is an optical pulse regeneration device, comprising time synchronization means and means for stabilizing fluctuations in intensity of these pulses, characterized in that it also comprises means noise suppression, distinct from synchronization means and stabilization means.
  • a typical regeneration device may also include one or more of the following characteristics:
  • the time synchronization means and the intensity fluctuation stabilization means comprise a synchronous intensity modulator
  • the noise suppression means comprise a saturable absorbent (16), for the suppression of amplified spontaneous emission noise.
  • the invention also relates to an installation for optical transmission of pulses comprising means for propagating optical signals, characterized in that it comprises an optical regeneration device, inserted in the propagation means.
  • An optical transmission installation according to the invention can also include one or more of the following characteristics: the propagation means comprise first propagation means with abnormal dispersion and second propagation means with normal dispersion, the time synchronization means and the intensity fluctuation stabilization means being inserted in the vicinity of the junction between the first and second means of propagation,
  • the noise suppression means are located upstream of the synchronization means and stabilization means, in the direction of propagation of the pulses.
  • the invention also relates to the use of a device as described above, for the regeneration of DM soliton pulses.
  • FIG. 1 schematically shows the general structure of an optical pulse transmission installation comprising a device according to the invention.
  • FIG. 1 The installation of optical transmission represented in FIG. 1 comprises a line fiber 10 for the optical transmission of pulses of the DM soliton type. These pulses are used for very high speed optical transmission applications, for example transmissions at 40 Gbit / s or higher.
  • Line fiber 10 comprises a first portion of fiber 10a with abnormal dispersion, the dispersion coefficient D + of which is for example equal to 2 ps / nm / km.
  • This first portion of fiber with abnormal dispersion 10a is extended by a second portion of fiber 10b with normal dispersion, whose dispersion coefficient D. is equal to -2 ps / nm / km.
  • the diagram in FIG. 1 can be reproduced periodically, in order to provide a line fiber of significantly greater length, in particular for obtaining line fibers allowing transoceanic transmissions.
  • a synchronous intensity modulator 14 of conventional type has been installed, having the effect of a temporal synchronization of the pulses passing through it and a stabilization of the intensity fluctuations of these pulses. More specifically, the effect of this modulator intensity synchronous 14 on the pulses propagating in the line fiber 10 will be described with reference to FIG. 2.
  • the optical regeneration device 12 also comprises noise suppression means 16, distinct from the synchronous intensity modulator 14, for the suppression of amplified spontaneous emission noise.
  • noise suppression means are materialized by a saturable absorbent 16. More precisely, the effect of this saturable absorbent 16 will be described with reference to FIG. 3.
  • this saturable absorbent 16 is disposed upstream of the synchronous intensity modulator 14, in the line fiber 10, relative to the direction of propagation of the soliton pulses DM.
  • the saturable absorbent 16 can be arranged indifferently before or after the synchronous intensity modulator 14, in reality, when the absorbent does not have a perfect response, it is more advantageous to have this saturable absorbent upstream of the synchronous intensity modulator, so that the latter can correct the imperfections of the response of the saturable absorbent.
  • the synchronous intensity modulator 14 performs a slight modulation of pulses h, l 2 and l 3 by synchronized modulating signals, making it possible to correct respective synchronization deviations Ei, E and E 3 of these pulses, without trying to eliminate the noise.
  • the saturable absorbent suppresses signals, such as a signal S ⁇ whose maximum intensity is less than a threshold intensity l s and lets through signals S 2 and S 3 , whose l maximum intensity exceeds threshold intensity l s . It also readjusts these signals S 2 and S 3 .
  • the threshold intensity l s is chosen, so that the eliminated signals, such as the signal S ⁇ are signals originating from amplified spontaneous emission noise.
  • a typical regeneration device allows the correct regeneration of DM soliton pulses in very high speed optical transmission installations, in particular of the ultra dense WDM type.

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Abstract

Ce dispositif de régénération optique d'impulsions comporte des moyens (14) de synchronisation temporelle et des moyens (14) de stabilisation de fluctuations d'intensité de ces impulsions. En outre, it comporte des moyens (16) de suppression de bruit, distincts des moyens de synchronisation (14) et des moyens de stabilisation (14).

Description

Dispositif de régénération optique d'impulsions, installation comprenant un tel dispositif et utilisation de ce dispositif
La présente invention concerne un dispositif de régénération optique d'impulsions. L'invention concerne également une installation de transmission optique comprenant un tel dispositif et l'utilisation de ce dispositif pour la régénération d'impulsions solitons DM. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de régénération optique d'impulsions du type comportant des moyens de synchronisation temporelle et des moyens de stabilisation de fluctuation d'intensité de ces impulsions.
On connaît des dispositifs de régénération optique d'impulsions, efficaces notamment pour régénérer des impulsions de type solitons. Ces dispositifs mettent en oeuvre une régénération optique 3R (pour Re-amplification, Remise en forme, Resynchronisation, de l'anglais "Re-amplification, Re-shaping, Re-timing").
Les impulsions de type solitons ont la propriété de se propager sans déformation en milieu non linéaire, puisque ces impulsions particulières sont solution de l'équation de Schrôdinger non linéaire. L'accumulation du bruit d'émission spontanée amplifiée vient cependant perturber la propagation de ces impulsions en générant des fluctuations d'intensité et une gigue temporelle (dite de Gordon-Haus), d'où la nécessité de les régénérer optiquement.
De plus, pour que l'impulsion soliton se propage sans déformation et bénéficie d'une régénération optique idéale, les impulsions émises ne doivent pas être trop rapprochées, ce qui impose des largeurs temporelles étroites des impulsions solitons et donc un spectre large. Ceci pose problème lorsque l'on s'intéresse à des applications de transmission optique de type WDM ultra dense (pour Multiplexage par division de longueur d'onde, de l'anglais "Wavelength Division Multiplexing"), notamment à des débits dépassants 40 Gbit/s et sur de longues distances de type transocéaniques. Une solution intéressante pour ce type d'application est l'utilisation d'impulsions de type solitons DM (de l'anglais "Dispersion-Managed") qui offrent des avantages significatifs par rapport aux impulsions solitons classiques pour des systèmes de transmission à haute capacité. Par contre, le soliton DM répond beaucoup moins bien que le soliton classique à la régénération 3R. Pour une impulsion de type soliton DM, un dispositif de régénération optique connu est décrit, notamment dans le document intitulé "Stability of synchronous intensity modulation control of 40 Gbit/s dispersion-managed solition transmissions", de Erwan Pincemin, Olivier Audouin, Bruno Dany et Stefan Wabnitz, extrait du Journal of Lightwave Technology, volume 19, n°5, Mai 2001. La solution préconisée dans ce document consiste à utiliser un modulateur synchrone d'intensité, disposé à un endroit judicieux de la fibre optique de transmission des impulsions solitons DM. Mais pour être efficace, ce dispositif doit également supprimer le bruit, notamment le bruit d'émission spontanée amplifiée. Pour cela le modulateur synchrone d'intensité doit avoir un taux d'extinction suffisant, par exemple de 10 dB, ce qui contraint à utiliser des solitons DM courts et présentant un spectre large. En effet, le modulateur synchrone d'intensité ne doit pas avoir d'impact négatif sur la largeur temporelle de l'impulsion soliton DM. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en fournissant un dispositif de régénération optique d'impulsions, notamment d'impulsions solitons DM, capable de régénérer optiquement de telles impulsions, tout en permettant de les utiliser pour des transmissions à très haut débit de type WDM ultra dense.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de régénération optique d'impulsions, comportant des moyens de synchronisation temporelle et des moyens de stabilisation de fluctuations d'intensité de ces impulsions, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de suppression de bruit, distincts des moyens de synchronisation et des moyens de stabilisation.
Ainsi, les moyens de suppression de bruit étant distincts des moyens de synchronisation et des moyens de stabilisation, il n'est pas nécessaire d'utiliser ces derniers pour éliminer des bruits tels que le bruit d'émission spontanée amplifiée. Notamment, dans ce cas, une modulation synchrone d'intensité légère suffit pour synchroniser le signal et stabiliser les fluctuations d'intensité, le bruit étant éliminé séparément. Un dispositif de régénération type selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les moyens de synchronisation temporelle et les moyens de stabilisation de fluctuations d'intensité comportent un modulateur synchrone d'intensité,
- les moyens de suppression de bruit comportent un absorbant saturable (16), pour la suppression de bruit d'émission spontanée amplifiée.
L'invention a également pour objet une installation de transmission optique d'impulsions comportant des moyens de propagation de signaux optiques, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de régénération optique, inséré dans les moyens de propagation. Une installation de transmission optique selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de propagation comportent des premiers moyens de propagation à dispersion anormale et des seconds moyens de propagation à dispersion normale, les moyens de synchronisation temporelle et les moyens de stabilisation de fluctuation d'intensité étant insérés au voisinage de la jonction entre les premiers et seconds moyens de propagation,
- les moyens de suppression de bruit sont situés en amont des moyens de synchronisation et des moyens de stabilisation, dans le sens de propagation des impulsions.
Enfin, l'invention concerne également une utilisation d'un dispositif tel que décrit précédemment, pour la régénération d'impulsions solitons DM.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement la structure générale d'une installation de transmission optique d'impulsions comportant un dispositif selon l'invention ; et
- les figures 2 et 3 illustrent, à l'aide de diagrammes, l'effet d'un dispositif de régénération optique selon l'invention sur des impulsions optiques se propageant dans l'installation de la figure 1. L'installation de transmission optique représentée sur la figure 1 comporte une fibre de ligne 10 pour la transmission optique d'impulsions de type solitons DM. Ces impulsions sont utilisées pour des applications de transmission optique à très haut débit, par exemple des transmissions à 40 Gbit/s ou davantage.
La fibre de ligne 10 comporte une première portion de fibre 10a à dispersion anormale, dont le coefficient de dispersion D+ est par exemple égal à 2 ps/nm/km. Cette première portion de fibre à dispersion anormale 10a est prolongée par une seconde portion de fibre 10b à dispersion normale, dont le coefficient de dispersion D. est égal à -2ps/nm/km. La première portion de fibre 10a a par exemple une longueur = 20,5 km, pour une longueur totale de fibre de ligne 10 égale à L2 = 40 km. Le schéma de la figure 1 peut être reproduit périodiquement, pour fournir une fibre de ligne de longueur nettement supérieure, notamment pour obtenir des fibres de ligne permettant des transmissions transocéaniques.
A la jonction entre la première et la deuxième portions de fibres 10a et 10b, on a installé un modulateur synchrone d'intensité 14 de type classique, ayant pour effet une synchronisation temporelle des impulsions le traversant et une stabilisation des fluctuations d'intensité de ces impulsions. Plus précisément, l'effet de ce modulateur synchrone d'intensité 14 sur les impulsions se propageant dans la fibre de ligne 10 sera décrit en référence à la figure 2.
Le dispositif 12 de régénération optique comporte en outre des moyens de suppression de bruit 16, distincts du modulateur synchrone d'intensité 14, pour la suppression de bruit d'émission spontanée amplifiée. Ces moyens de suppression de bruit sont matérialisés par un absorbant saturable 16. De façon plus précise, l'effet de cet absorbant saturable 16 sera décrit en référence à la figure 3.
Dans un mode de réalisation préféré, cet absorbant saturable 16 est disposé en amont du modulateur synchrone d'intensité 14, dans la fibre de ligne 10, par rapport au sens de propagation des impulsions solitons DM. En effet, si dans le cas idéal l'absorbant saturable 16 peut être disposé indifféremment avant ou après le modulateur synchrone d'intensité 14, en réalité, lorsque l'absorbant n'a pas une réponse parfaite, il est plus avantageux de disposer cet absorbant saturable en amont du modulateur synchrone d'intensité, pour que ce dernier puisse corriger les imperfections de la réponse de l'absorbant saturable.
Comme cela est représenté sur la figure 2, le modulateur synchrone d'intensité 14 réalise une légère modulation d'impulsions h, l2 et l3 par des signaux modulant synchronisés, permettant de corriger des écarts de synchronisation respectifs Ei, E et E3 de ces impulsions, sans tenter d'éliminer le bruit. Enfin, comme représenté sur la figure 3, l'absorbant saturable supprime des signaux, tels qu'un signal S^ dont l'intensité maximale est inférieure à une intensité seuil ls et laisse passer des signaux S2 et S3, dont l'intensité maximale dépasse l'intensité seuil ls. Il réajuste aussi ces signaux S2 et S3. L'intensité seuil ls est choisie, de telle sorte que les signaux éliminés, tels que le signal S^ soient des signaux provenant de bruit d'émission spontanée amplifiée.
Il apparaît clairement qu'un dispositif de régénération type selon l'invention, permet la régénération correcte d'impulsions solitons DM, dans des installations de transmission optique à très haut débit, notamment du type WDM ultra dense.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (12) de régénération optique d'impulsions, comportant des moyens (14) de synchronisation temporelle et des moyens (14) de stabilisation de fluctuations d'intensité de ces impulsions, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (16) de suppression de bruit, distincts des moyens de synchronisation (14) et des moyens de stabilisation (14).
2. Dispositif de régénération optique (12) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de synchronisation temporelle et les moyens de stabilisation de fluctuations d'intensité comportent un modulateur synchrone d'intensité (14).
3. Dispositif de régénération optique (12) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de suppression de bruit comportent un absorbant saturable (16), pour la suppression de bruit d'émission spontanée amplifiée.
4. Installation de transmission optique d'impulsions comportant des moyens (10) de propagation de signaux optiques, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de régénération optique (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, inséré dans les moyens de propagation.
5. Installation de transmission optique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de propagation (10) comportent des premiers moyens de propagation (10a) à dispersion anormale et des seconds moyens de propagation (10b) à dispersion normale, les moyens de synchronisation temporelle (14) et les moyens de stabilisation de fluctuation d'intensité (14) étant insérés au voisinage de la jonction entre les premiers et seconds moyens de propagation.
6. Installation de transmission optique selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les moyens de suppression de bruit (16) sont situés en amont des moyens de synchronisation et des moyens de stabilisation, dans le sens de propagation des impulsions.
7. Utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour la régénération d'impulsions solitons DM.
EP04742548A 2003-04-22 2004-04-20 DISPOSITIF DE REGENRATION OPTIQUE D’IMPULSIONS, INSTALLATION COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF ET UTILISATION DE CE DISPOSITIF Withdrawn EP1616398A2 (fr)

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Title
ERWAN PINCEMIN ET AL: "Stability of Synchronous Intensity Modulation Control of 40-Gb/s Dispersion-Managed Soliton Transmissions", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 19, no. 5, 1 May 2001 (2001-05-01), XP011029950, ISSN: 0733-8724 *

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WO2004095735A2 (fr) 2004-11-04
WO2004095735A3 (fr) 2004-12-16
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