EP2569883A1 - Dispositif de terminaison de ligne optique permettant la mise en oeuvre d'une technique de modulation ofdm - Google Patents
Dispositif de terminaison de ligne optique permettant la mise en oeuvre d'une technique de modulation ofdmInfo
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Definitions
- the optical central OC comprises a laser 10 emitting an optical signal for conveying data to the different subscribers connected to the network as well as receiving means R receiving the signals emitted by the line termination devices.
- the laser 10 and the reception means R are connected to an optical multiplexer M connected to the first end of the optical fiber 12.
- One solution to this problem consists in modulating, according to the OFDM technique, the signals coming from the line termination devices by having, prior to the transmission of the optical signals to the optical central office, suppressed the optical carrier of the optical signals. This makes it possible to eliminate the overlap of the different optical carriers of the signals coming from the line termination devices at the level of the optical coupler 13 and contributes to reducing the noise generated. It is then necessary, upon reception of the optical signals by the optical center, to add an optical carrier in order to recover the data modulated on the different frequency channels. Modulation means for deleting the optical carrier of an optical signal currently exist, for example Mach-Zehnder modulators.
- One of the aims of the invention is to overcome disadvantages of the state of the art.
- the invention proposes a device for termination of an optical network capable of receiving at least one optical signal, at least a portion of which is polarized along a particular polarization axis, said device comprising:
- the optical signal is first transmitted through modulation means which then modulate a first portion of the optical signal polarized along the axis of polarization corresponding to the polarization axis for which the modulation means operate in the most efficient manner, or polarization axis of the modulation means.
- the optical signal is then reflected by the reflection means and a second portion of the unpolarized optical signal along the polarization axis of the modulation means has its polarization modified to correspond to the polarization axis of the modulation means. So when the.
- the optical signal crosses again the modulation means, the second part of the optical signal is modulated in turn.
- FIG. 1 represents a passive optical access network according to the state of the art
- FIG. 2 represents a passive optical network in which a line termination device which is the subject of the invention can be used
- the optical central OC comprises a first laser 20a emitting a first optical signal associated with an optical carrier of particular wavelength.
- This first optical signal carries in the data network to a first group of subscribers connected for example to the line termination devices 271 and 27 2 .
- the different subscribers connected to the line termination devices 27 and 27 2 are associated with a time and / or frequency interval of the first transmitted optical signal.
- the outputs of the lasers 20a, 20b, 21a, 21b are each connected to an input of an optical combiner 23.
- the optical central office OC also comprises reception modules R20, and R21 optical signals shared, modulated and transmitted by the line termination devices 27 ⁇ 1 to 27 N.
- the reception modules R20 and R21 are also connected to the combiner 23.
- a first end of the optical fiber 24 is connected at the output of the optical combiner 23 allowing on the one hand the signals emitted by the lasers to pass through the network towards the devices.
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de terminaison de ligne d'un réseau optique apte à recevoir au moins un signal optique dont au moins une partie est polarisée selon un axe de polarisation particulier, ledit dispositif comprenant : - des moyens de modification de l'axe de polarisation de la partie du signal optique, - des moyens de modulation de la partie du signal optique dont l'axe de polarisation a été modifié, comprenant un modulateur apte à supprimer la porteuse optique du signal optique, les moyens de modification étant agencés de sorte à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique modulé.
Description
Dispositif de terminaison de ligne optique permettant la mise en œuyre d'une technique de
modulation OFDM
L'invention se situe dans le domaine des télécommunications, et plus particulièrement dans le domaine des réseaux optiques.
Un réseau optique passif est, par exemple, un réseau arborescent du type point à multipoints ou PON (Passive Optical Networks). Un tel réseau est représenté sur la figure 1. Le réseau comporte à une première extrémité un central optique OC à la sortie duquel est connectée une première extrémité d'une fibre optique 12. Une deuxième extrémité de la fibre optique 12 est connectée à l'entrée d'au moins un coupleur optique 13 du type une entrée vers N sorties, N représentant le nombre de branches que possède le réseau. Une première extrémité d'une fibre optique 14], j e {1 , 2, N}, est connectée à l'une des N sorties du coupleur optique 13. Une deuxième extrémité de la fibre optique 14; est connectée à un dispositif de terminaison de ligne OLTj, i s {1 , 2, N} auquel sont connectés un ou plusieurs abonnés. Le central optique OC comporte un laser 10 émettant un signal optique servant à véhiculer des données à destination des différents abonnés connectés au réseau ainsi que des moyens de réception R recevant les signaux émis par les dispositifs de terminaison de ligne. Le laser 10 et les moyens de réception R sont connectés à un multiplexeur optique M connecté à la première extrémité de la fibre optique 12.
Le réseau optique passif décrit précédemment utilise le principe du multiplexage temporel ou TDM [Time-Division Multiplexing). Dans un tel réseau, le signal optique émis par le laser 10 est découpé en une pluralité d'intervalles temporels de même durée. Chaque intervalle temporel est ensuite associé à l'un des dispositifs de terminaison de ligne OLT( en fonction de leurs besoins respectifs.
Le débit dans les réseaux d'accès optiques est appelé à augmenter dans les années à venir pour répondre aux besoins croissants en bande passante générés par l'apparition de nouveaux services tels que la vidéo à la demande ou VoD { Video on Demand), ou de nouveaux usages comme le partage de contenus selon la technique dite du « peer-to-peer » ou encore la vidéo personnelle. De plus il est aussi prévu que le nombre d'abonnés connectés à un réseau d'accès optique augmente dans les années à venir et il est donc aussi avantageux de pouvoir augmenter le taux de partage du réseau d'accès optique. Pour répondre à ces besoins qui induisent tous deux une augmentation du débit dans le réseau d'accès, il est envisagé de combiner
la technique de multiplexage temporel actuelle avec une technique de multiplexage en longueur d'onde ou WDM (Wavelength-Divlsion Multiplexing). Il faut alors que les dispositifs de terminaison de ligne puissent émettre et recevoir la longueur d'onde attribuée à chacun d'entre eux en fonction de la branche du réseau d'accès à laquelle ils sont connectés. Ceci pose des problèmes liés à l'allocation d'une longueur d'onde à un utilisateur, par exemple en cas de déménagement de l'utilisateur.
Afin de répondre à cette problématique, il est connu de transmettre à destination des dispositifs de terminaison de ligne un deuxième signal optique qui n'est pas modulé,: c'est-à-dire qui ne véhicule aucune donnée. Un tel signal optique non modulé est émis par un laser 11 disposé au central optique OC. Des moyens de modulation disposés au niveau de chaque dispositif de terminaison de ligne modulent ce deuxième signal optique et le renvoie vers le central. Il est donc possible alors de supprimer les moyens d'émission actifs et sensibles en longueur d'onde classiquement disposés dans les dispositifs de terminaison de ligne ce qui rend les dispositifs de terminaison de ligne génériques en longueur d'onde. Ceci permet de simplifier l'allocation de la longueur d'onde remontante et de réduire de manière significative le coût d'exploitation du réseau.
Afin de réduire encore plus les coûts des dispositifs de terminaison de ligne et de faciliter la gestion de l'accès au signal optique partagé, une technique de partage en temps et fréquence de ce signal optique partagé est proposée, basée sur une modulation du signal optique partagé dite multiplexage par répartition de fréquences orthogonales ou OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Un mécanisme de partage d'accès mettant en œuvre une telle technique OFDM est appelé accès multiple par multiplexage par répartition de fréquences orthogonales ou OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Un tel mécanisme est notamment utilisé dans la téléphonie mobile et les réseaux locaux sans fil.
La mise en oeuvre du mécanisme OFDMA dans un réseau d'accès optique WDM engendre un bruit ayant un impact négatif sur la qualité de la transmission lors de la traversée du coupleur optique 13 par les différents signaux optiques émis par les dispositifs de terminaison de ligne OLT1. En effet, les porteuses optiques des différents signaux optiques modulés selon la technique OFDM se chevauchent temporeilement lors de la traversée du coupleur optique 13 contrairement au cas actuel où un seul dispositif de terminaison de ligne ne peut émettre à la fois comme c'est le cas dans un réseau d'accès optique TDM. En effet, dans ce cas une seule porteuse optique traverse le coupleur optique depuis les dispositifs de terminaison vers le central optique.
Une solution à ce problème consiste à moduler selon la technique OFDM les signaux issus des dispositifs de terminaison de ligne en ayant, préalablement à l'émission des signaux optiques à destination du central optique, supprimé la porteuse optique des signaux optiques. Ceci permet de supprimer le chevauchement des différentes porteuses optiques des signaux issus des dispositifs de terminaison de ligne au niveau du coupleur optique 13 et contribue à réduire les bruits générés. Il faut ensuite, à réception des signaux optiques par le central optique, rajouter une porteuse optique afin de récupérer les données modulées sur les différents canaux fréquentiels.
Des moyens de modulation permettant la suppression de la porteuse optique d'un signal optique existent actuellement comme par exemple les modulateurs Mach-Zehnder. Or, bien que les signaux optiques émis par les lasers situés au central optique soient fortement polarisés, la présence d'impuretés et d'asymétries dans les fibres optiques constituant les branches du réseau optique modifié l'état de polarisation du. signal optique à moduler lors de sa transmission au travers du réseau à destination des dispositifs de terminaison de ligne. Dans de telles conditions, les moyens de modulation ne fonctionnent pas de manière efficace. Ceci rend difficile voire impossible la mise en œuvre du mécanisme OFDMA dans les réseaux d'accès optique.
Un dés buts de l'invention est de remédier à des inconvénients de l'état de l'art.
A cette fin, l'invention propose un dispositif de terminaison de itgne d'un réseau optique apte à recevoir au moins un signal optique dont au moins une partie est polarisée selon un axe de polarisation particulier, ledit dispositif comprenant :
- des moyens de modification de l'axe de polarisation de la partie du signal optique,
- des moyens de modulation de la partie du signal optique dont l'axe de polarisation a été modifié, comprenant un modulateur apte à supprimer la porteuse optique du signal optique, les moyens de modification étant agencés de sorte à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique modulé.
Un tel dispositif de terminaison de ligne rend possible la mise en œuvre dans un réseau d'accès optique passif la technique OFDMA car il permet de faire abstraction de la polarisation du signal optique reçu. En effet, les moyens de modulation sont sensibles à l'état de polarisation du signal optique à moduler, et fonctionnent de manière moins efficace si le signal optique à moduler présente un état de polarisation ne correspondant pas à l'état de polarisation pour lequel les moyens de modulation fonctionnent de manière optimale.
Ainsi, préalablement à la modulation du signal optique reçu par les moyens de modulation, au moins une partie du signal optique reçu voit son axe de polarisation modifié afin que ce dernier corresponde à l'axe de polarisation pour lequel les moyens de modulation fonctionnent de la manière la plus efficace.
Selon une caractéristique du dispositif de terminaison, les moyens de modification comprennent des moyens de réflexion aptes à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique.
Une telie solution permet de proposer un dispositif de terminaison optique de conception simple.
Selon une caractéristique du dispositif de terminaison, les moyens de réflexion sont connectés à un port de sortie des moyens de modulation.
Dans un tel mode de réalisation, le signal optique est d'abord transmis au travers des moyens de modulation qui modulent alors une première partie du signal optique polarisée selon l'axe de polarisation correspondant à l'axe de polarisation pour lequel les moyens de modulation
fonctionnent de la manière la plus efficace, ou axe de polarisation des moyens de modulation. Le signal optique est ensuite réfléchi par les moyens de réflexion et une deuxième partie du signal optique non polarisée selon l'axe de polarisation des moyens de modulation voit sa polarisation modifiée afin de correspondre à l'axe de polarisation des moyens de modulation. Ainsi, lorsque le. signal optique traverse de nouveau les moyens de modulation, la deuxième partie du signal optique est modulée à son tour.
Dans un premier mode de réalisation du dispositif de terminaison, les moyens de · modification comprennent des moyens de séparation d'une partie du signal optique en fonction d'un axe de polarisation de la partie du signal' optique.
Dans un tel mode de réalisation, le signal optique est séparé en au moins deux parties, chacune étant polarisée selon un axe de polarisation particulier. Une première partie du signal · optique étant polarisée selon l'axe de polarisation des moyens de modulation, est transmise , directement aux moyens de modulation. Une deuxième partie du signal optique étant polarisée selon un autre axe de polarisation, voit sa polarisation modifiée de sorte qu'en sortie des moyens de séparation la deuxième partie du signal optique est polarisée selon l'axe de polarisation des moyens de modulation. La deuxième partie du signal optique est alors transmise à destination des moyens de modulation.
Selon une caractéristique du dispositif de terminaison de ligne selon le premier mode de réalisation lequel les moyens de séparation comprennent un séparateur de polarisation PBS.
L'invention a également pour objet un réseau optique passif comprenant un central optique relié à au moins un dispositif de terminaison de ligne apte à recevoir au moins un signal optique dont au moins une partie est polarisée selon un axe de polarisation particulier par au moins une branche dudit réseau, ledit dispositif de terminaison de ligne comprenant :
- des moyens de modification de l'axe de polarisation de la partie du signal optique,
- des moyens de modulation de la partie du signal optique dont l'axe de polarisation a été modifié, comprenant un modulateur apte à supprimer la porteuse optique du signal optique, les moyens de modification étant agencés de sorte à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique modulé.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de modes de réalisation décrits en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 représente un réseau d'accès optique passif conformément à l'état de l'art, la figure 2 représente un réseau optique passif dans lequel un dispositif de terminaison de ligne objet de l'invention peut être utilisé,
la figure 3 représente un dispositif de terminaison de ligne selon un mode de réalisation de l'invention,
la figure 4 représente un dispositif de terminaison de ligne selon un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente un réseau d'accès optique passif de type PON WDM/TDM. Un central optique OC constitue une première extrémité du réseau. Une première extrémité d'une fibre optique 24 est connectée à la sortie du central optique OC. Une deuxième extrémité de la fibre optique 24 est connectée à l'entrée d'au moins un dispositif de séparation optique 25 comprenant une entrée vers N sorties, N représentant le nombre de branches que possède le réseau, La fibre optique 24 est appelée branche principale du réseau. Une première extrémité d'une fibre optique 26j, j∈ {1 , 2, N}, est connectée à l'une des N sorties Sj du coupleur optique 25. Une deuxième extrémité de la fibre optique 26j est connectée à un dispositif de terminaison de ligne 27i, i e {1 , 2, N} auquel sont connectés un ou plusieurs abonnés. Les fibres optiques 26, à 26N sont appelées branches secondaires du réseau.
Le central optique OC comporte un premier laser 20a émettant un premier signal optique associé à une porteuse optique de longueur d'onde particulière. Ce premier signal optique véhicule dans le réseau des données à destination d'un premier groupe d'abonnés connectés par exemple aux dispositifs de terminaison de ligne 271 et 272. Les différents abonnés connectés aux dispositifs de terminaison de ligne 27 et 272 se voient associer un intervalle temporel et/ou fréquentiel du premier signal optique émis.
Le central optique comporte également un deuxième laser 20b émettant un deuxième signal optique, dit signal optique partagé, associé à une deuxième porteuse optique de longueur d'onde particulière distincte de la longueur d'onde associée au premier signal optique. Ce deuxième signal optique est un signal continu, c'est-à-dire qu'il ne véhicule pas de données dans le sens descendant, Il est diffusé vers le même groupe d'abonné que le premier signal optique.
Le central optique OC peut comporter d'autres couples lasers (par exemple un laser 21a et un laser 21 b) émettant d'autres couples de signaux optiques. Ces signaux optiques sont émis dans le réseau à destination d'autres groupes d'abonnés connectés par exemple aux dispositifs de terminaison de ligne 273 et 27 Les différents abonnés connectés aux dispositifs de terminaison de ligne 273 et 274 se voient associer un intervalle temporel et/ou fréquentiel dans ces autres signaux optiques émis.
Les sorties des lasers 20a, 20b, 21 a, 21b, sont reliées chacune à une entrée d'un combineur optique 23. Le central optique OC comporte également des modules de réception R20, et R21 des signaux optiques partagés, modulés et émis par les dispositifs de terminaison de ligne 27·1 à 27N. Les modules de réception R20 et R21 sont également connectés au combineur 23. Une première extrémité de la fibre optique 24 est connectée en sortie du combineur optique 23 permettant d'une part aux signaux émis par ies lasers de transiter dans le réseau en direction des dispositifs de terminaison de ligne 27, à 27N, et d'autre part aux signaux optiques partagés transmis par les dispositifs de terminaison de ligne de transiter dans le réseau en direction du central optique OC et des moyens de réceptions associes R20, R21.
Chacune des fibres optiques 24 et 26, à 26N constitutives du réseau permet un transit bidirectionnel des signaux optiques dans le réseau, c'est-à-dire que le signal optique partagé modulé par un dispositif de terminaison de ligne vers le central optique, et les signaux optiques émis par le central vers les dispositifs de terminaison de ligne, circulent dans la même fibre optique. Ceci permet de réduire les coûts (ors de la mise en place du réseau et de faciliter sa maintenance.
La ligure 3 représente un dispositif de terminaison de ligne 27| selon un mode de réalisation de l'invention. Un. tel dispositif conforme à l'invention comporte des moyens de modulation 30 aptes à moduler le signal optique partagé dont une première partie est polarisée selon un axe de polarisation principal propre aux moyens de modulation 30 tout en transmettant, sans l'affecter, une deuxième partie du signal optique partagé polarisée selon un axe de polarisation secondaire propres aux moyens de modulation 30. Un port de sortie 31 des moyens de modulation 30 est connecté à des moyens de réflexion 32 tels qu'un miroir de Faraday, aptes à modifier les axes de polarisation des deux parties du signal optique partagé de telle sorte que la première partie du signal optique partagé est alors polarisée selon l'axe de polarisation secondaire et la deuxième partie du signal optique partagé est alors polarisée selon l'axe de polarisation principal. Les deux parties du signal optique partagé sont ensuite réfléchies vers les moyens de modulation 30. Les moyens de modulation 30 modulent uniquement la partie du signal optique partagé polarisée selon l'axe de polarisation principal tout en transmettant, sans l'affecter la partie du signai polarisée selon l'axe de polarisation secondaire.
Un tel dispositif de terminaison de ligne permet de faire abstraction de la polarisation du signal optique partagé. En effet, les moyens de modulation 30 fonctionnent de manière moins efficace si le signal optique partagé présente une polarisation ne correspondant pas à la polarisation pour laquelle les moyens de modulation 30fonctionnent de manière optimale.
Lorsque le signal optique partagé traverse une première fois les moyens de modulation 30, la première partie du signal optique partagé polarisée selon l'axe principal de polarisation est modulée par les moyens de modulation 30. Lorsque le signal optique partagé traverse de nouveau les moyens de modulation 30 après avoir été réfléchi par les moyens de réflexion 32, la deuxième partie du signal optique partagé qui est alors polarisée selon l'axe de polarisation principal est modulée à son tour par les moyens de modulation 30. Ainsi, les deux parties du signal optique partagé sont modulées par les moyens de modulation 30 et sont ensuite transmises à destination du central optique OC.
Un tel un dispositif de terminaison optique 27; est de conception simple.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l'invention représenté à la figure 4, le signal optique partagé issus du central optique OC est intercepté par des moyens de séparation 40 en fonction d'un axe de polarisation tel qu'un séparateur de polarisation PBS (Polarization Beam Splitter). Les moyens de séparation 40 séparent le signal optique partagé en une première et une deuxième partie en fonction d'un axe de polarisation selon lequel la première et la deuxième partie sont polarisées. Par exemple la première partie du signal optique partagé est polarisée selon un
axe de polarisation dit vertical V et la deuxième partie du signal optique partagé est polarisée selon un axe de polarisation dit horizontal H. Les moyens de séparation 40 sont dotés de deux ports de sortie P1 , P2 qui sont connectés respectivement de part et d'autre des moyens de modulation 30. Les moyens de séparation 40 permettent également de modifier l'axe de polarisation d'au moins l'une des parties du signal optique partagé. Ainsi, la deuxième partie du signal optique partagé est alors polarisée selon l'axe de polarisation vertical V, alors que la première partie du signal optique partagé reste polarisée selon l'axe de polarisation vertical V. Les moyens de modulation 30 sont aptes à moduler les parties du signal optique optiques polarisées selon l'axe de polarisation vertical V. Les deux parties du signal optique partagé étant toutes deux polarisées selon l'axe de polarisation vertical en sortie des moyens de séparation 40, elles sont toutes deux modulées par les moyens de modulation 30. Une fois modulées, les deux parties du signal optique partagé sont couplées entre elles au travers du dispositif de séparation 40 afin de reconstituer le signal optique partagé modulé. La polarisation de l'une des deux parties modulée du signal optique partagé est modifiée de sorte que l'une des deux paries est polarisée selon l'axe de polarisation horizontal H. Dans ce mode de réalisation, les moyens de modulation 30 sont constitués d'un modulateur Mach- Zehnder.
Dans ce mode de réalisation, le signal optique à moduler est traité par les moyens de séparation 40 de sorte qu'une première partie du signal optique partagé est transmise à destination des moyens de modulation 30 au travers d'une première section de fibre optique 41 à maintien de polarisation et qu'une deuxième partie du signal optique partagé est transmise à destination des moyens de modulation 30 au travers d'une deuxième section de fibre optique à maintien de polarisation 42.
Claims
1. Dispositif de terminaison de ligne d'un réseau optique apte à recevoir au moins un signal optique dont au moins une partie est polarisée selon un axe de polarisation particulier, ledit dispositif comprenant :
- des moyens de modification de l'axe de polarisation de la partie du signal optique,
- des moyens de modulation de la partie du signal optique dont l'axe de polarisation a été modifié, comprenant un modulateur apte à supprimer la porteuse optique du signal optique, les moyens de modification étant agencés de sorte à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique modulé.
2. Dispositif de terminaison de ligne selon la revendication 1 , dans lequel les moyens de modification comprennent des moyens de réflexion aptes à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les moyens de réflexion sont connectés à un port de sortie des moyens de modulation,
4. Dispositif de terminaison de ligne selon la revendication 1 , dans lequel les moyens de modification comprennent des moyens de séparation d'une partie du signal optique en fonction d'un axe de polarisation de la partie du signal optique.
5. Dispositif de terminaison de ligne selon la revendication 4, dans lequel les moyens de séparation comprennent un séparateur de polarisation PBS.
6. Réseau optique passif comprenant un central optique relié à au moins un dispositif de terminaison de ligne apte à recevoir au moins un signal optique dont au moins une partie est polarisée selon un axe de polarisation particulier par au moins une branche dudit réseau, ledit dispositif de terminaison de ligne comprenant :
- des moyens de modification de l'axe de polarisation de la partie du signal optique,
- des moyens de modulation de la partie du signal optique dont l'axe de polarisation a été modifié, comprenant un modulateur apte à supprimer la porteuse optique du signal optique, les moyens de modification étant agencés de sorte à modifier un axe de polarisation d'une partie du signal optique modulé.
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