ES2253709T3 - Sistema de transmision optica para la transmision de señales opticas con diferentes velocidades de transmision. - Google Patents
Sistema de transmision optica para la transmision de señales opticas con diferentes velocidades de transmision.Info
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Abstract
Sistema de transmisión óptica (OTS) para la transmisión de señales ópticas (OS), que está constituido por N secciones de trayectos de fibras ópticas (FDS), respectivamente, con una fibra óptica (SSMF) y una unidad de compensación de la dispersión (DCU), en el que para la transmisión de primeras señales ópticas, que presentan una primera velocidad de los datos (DR1), los valores absolutos de la compensación de las primeras hasta N unidades de compensación de la dispersión (DCU1 a DCHN) están dimensionados de tal manera que la primera a la N sección de trayectos de fibras está subcompensada, respectivamente, aproximadamente en la medida del mismo valor de subcompensación (D, m, , me), caracterizado porque para la transmisión de segundas señales ópticas (OS2), que presentan una segunda velocidad de los datos (DR2), delante de la primera sección de trayectos de las fibras (FDS1) está conectada una unidad de compensación previa (PCU) para la compensación previa de las segundas señales ópticas (OS2), que presenta un valor absoluto de la compensación previa (Dmm) en el intervalo de 0 ps/nm hasta -2000 ps/nm.
Description
Sistema de transmisión óptica para la transmisión
de señales ópticas con diferentes velocidades de transmisión.
La invención se refiere a un sistema de
transmisión óptica para la transmisión de señales ópticas, que está
constituido por N secciones de trayectos de fibras ópticas,
respectivamente, con una fibra óptica y una unidad de compensación
de la dispersión, en el que para la transmisión de primeras señales
ópticas, que presentan una primera velocidad de los datos, los
valores absolutos de la compensación de las primeras a las N
unidades de compensación de la dispersión están dimensionados de tal
manera que la primera a la N sección de trayectos de fibras está
subcompensada, respectivamente, aproximadamente en el mismo valor de
subcompensación.
En los sistemas de transmisión óptica con altas
tasas de transmisión, como por ejemplo, como por ejemplo en los
sistemas de transmisión óptica que trabajan según el principio WDM
(Multiplexión por División de Longitudes de Onda), se provocan
distorsiones en las señales ópticas a transmitir a través de la
dispersión cromática de las fibras que se produce durante la
transmisión de señales ópticas a través de fibras ópticas y a
través de otros efectos no lineales, como la modulación propia (SPM)
o la modulación de fases cruzadas (EXPM), en las señales ópticas a
transmitir. Tales distorsiones de las señales ópticas a transmitir
dependen, entre otras cosas, de la potencia óptica de entrada de la
señal óptica, de la velocidad de transmisión de datos y del tipo de
fibras utilizado para la transmisión. El alcance de la transmisión,
que puede ser puenteado libre de regeneración, de un sistema de
transmisión óptica es limitado a través de las distorsiones
provocadas en virtud de la dispersión cromática de las fibras y de
los efectos no lineales. En este caso, por el alcance de la
transmisión que puede ser puenteado libre de regeneración se
entiende el trayecto de la transmisión óptica, a través del cual se
puede transmitir una señal de datos óptica, sin que deba realizarse
una regeneración o bien una "3R-Regeneración"
(regeneración electrónica de datos con respecto a la amplitud, el
flanco, el pulso de reloj de una señal de datos digital,
transmitida ópticamente. El alcance de la transmisión que puede ser
puenteado libre de regeneración se determina, por lo tanto, a través
de la relación entre la señal y el ruido que es necesaria para la
reconstrucción de los datos de la señal óptica en el extremo de una
sección de trayectos de fibras ópticas.
Para compensar tales distorsiones de la señal de
datos ópticos, se prevén unidades de compensación de la dispersión
adecuadas durante la transmisión de señales ópticas, por ejemplo, a
través de fibras monomodo estándar ópticas o bien se activa una
gestión de la dispersión adaptada al trayecto de la transmisión
óptica. Por el concepto de gestión de la dispersión se entiende en
este caso una disposición selectiva de unidades de compensación de
la dispersión a lo largo del trayecto de la transmisión óptica en
emisores ópticos, en amplificadores intermedios ópticos y/o en
receptores ópticos así como la determinación de los valores
absolutos de la compensación de la dispersión adecuada de las
unidades de compensación de la dispersión.
Los sistemas de transmisión óptica se componen
por varias secciones de trayectos de fibras ópticas, en las que la
dispersión de las fibras provocada en cada caso en las secciones de
los trayectos de fibras ópticas consideradas se compensa casi
completamente con la ayuda de al menos una unidad de compensación
de la dispersión o se sobrecompensa o se subcompensa, en parte, en
la medida de un valor absoluto determinado.
Tales unidades de compensación de la dispersión
están configuradas, por ejemplo, como fibras especiales ópticas, en
las que a través de una selección especial del perfil del índice de
refracción en el núcleo de las fibras y en las capas envolventes
circundantes de las fibras ópticas, la dispersión o bien la
dispersión de las fibras adopta valores negativos muy altos,
especialmente en la zona de longitudes de onda de transmisión. Con
la ayuda de los valores de dispersión negativos altos, provocados a
través de las fibras de compensación de la dispersión se pueden
compensar efectivamente los valores absolutos de la dispersión
provocados a través de las fibras de transmisión, por ejemplo una
fibra monomodo estándar. A partir de la apertura mínima de los
ojales del diagrama de ojales ("Eye-Opening"),
que es necesaria para la reconstrucción de la señal óptica en el
extremo de la sección de trayectos de fibras ópticas, o bien de la
relación entre señal y ruido necesaria a tal fin se obtiene un
alcance de la transmisión máximo, que puede ser puenteado libre de
regeneración, o bien un número máximo N de secciones de trayectos de
fibras ópticas.
En los sistemas de transmisión óptica realizados
hasta ahora se siguen a tal fin diferentes esquemas de gestión de
la dispersión, pudiendo realizarse la compensación de la dispersión
óptima de un trayecto de la transmisión óptica a través de la
utilización de secciones de trayectos de fibras ópticas
pre-compensados y/o
post-compensados o bien de secciones de trayectos de
fibras ópticas sobrecompensadas o subcompensadas de una manera
diferente. En función de la velocidad de datos a transmitir en cada
caso, del formato de los datos así como de las propiedades de las
fibras es posible, por lo tanto, un puenteo de una distancia
definida en el espacio con un número establecido de secciones de
trayectos de fibras.
A tal fin, se conoce a partir de la publicación
19945143 un esquema de gestión de la dispersión para un sistema de
transmisión óptica, en el que se transmiten señales ópticas con
velocidades de datos entorno a 10 Gbit/s a través de un número
establecido de secciones de trayectos de fibras ópticas. Para la
elevación del alcance de transmisión del sistema de transmisión
óptica, que puede ser puenteado libre de regeneración, se
dimensionan los valores absolutos de la compensación de las unidades
de compensación de la dispersión en el extremo de cada sección de
trayectos de fibras ópticas de tal manera que la dispersión residual
acumulada remanente por cada sección de trayectos ópticos de fibras
se incrementa en cada caso al menos de una manera casi uniforme en
torno al mismo valor absoluto de la dispersión, es decir, que la
dispersión residual acumulada calculada o estimada para todo el
sistema de transmisión óptica se distribuye de una manera casi
uniforme sobre las secciones de trayectos de fibras ópticas y de
esta manera se subcompensa cada sección de trayectos de fibras
ópticas casi en la medida del mismo valor absoluto de la
compensación.
Además, se conoce a partir de la solicitud de
patente alemana 10127345 un esquema de gestión de la dispersión
para un sistema de transmisión óptica, en el que se transmiten
señales ópticas con velocidades elevadas de los datos de más que 40
Gbit/s a través de un número establecido de secciones de trayectos
de fibras ópticas. En este caso, para la elevación del alcance de
la transmisión, que puede ser puenteado libre de regeneración, se
dimensionan los valores absolutos de la compensación de la
dispersión en el extremo de cada sección de trayectos de fibras
ópticas de tal manera que la primera a la N sección de trayectos de
fibras está sobrecompensada aproximadamente en la medida del mismo
valor absoluto de la sobrecompensación. Adicionalmente, el valor
absoluto de la sobrecompensación de la N unidad de compensación de
la dispersión está dimensionado de tal forma que la dispersión
acumulada de las fibras es compensada casi completamente en la
salida del sistema de transmisión óptica.
Por último, la solicitud de patente
GB-A-2 371 160 publica un sistema de
transmisión óptica, en el que se aplica un esquema de gestión de la
dispersión. Este sistema está constituido por varias secciones de
trayectos de fibras ópticas con una unidad de compensación de la
dispersión respectiva antepuesta, presenta un valor absoluto de la
compensación de la dispersión negativa.
En el caso de una transmisión de señales ópticas
con dos velocidades de transmisión de datos diferentes, por ejemplo
de señales entre 10 Gbit/s y 40 Gbit/sm en un canal de transmisión
WDM respectivo a través de un sistema de transmisión óptica
optimizado para la transmisión de una primera velocidad de
transmisión de datos de velocidad binaria baja, se distorsionan las
señales ópticas, que presentan una segunda velocidad de transmisión
de datos de alta velocidad binaria hasta el punto de que no es
posible ya una reconstrucción de estas señales de datos ópticos en
el extremo del trayecto.
Por lo tanto, el cometido de la presente
invención es indicar un sistema de transmisión óptica para la
transmisión a alta velocidad binaria de señales ópticas, cuyas
unidades de compensación de la dispersión están dimensionadas de
tal forma que es posible la transmisión de señales ópticas, que
presentan al menos dos velocidades diferentes de transmisión de
datos. El cometido se soluciona a partir de las características
indicadas en la reivindicación 1 de la patente a través de sus
rasgos característicos.
El aspecto esencial de la invención se puede ver
en que para la transmisión de segundas señales ópticas, que
presentan una segunda velocidad de transmisión de datos, se conecta
delante de la primera sección de trayectos de fibras una unidad de
compensación previa para la compensación previa de las segundas
señales ópticas, que presenta un valor absoluto de la compensación
previa en el intervalo entre 0 ps/nm y -2000 ps/nm. De esta manera,
a través de un sistema de transmisión óptica ya existente, que está
optimizado en la dispersión para la transmisión de primeras señales
ópticas, que presentan una primera velocidad de transmisión óptica
-por ejemplo 10 Gbit/s-, se transmiten otras segundas señales
ópticas, que presentan una segunda velocidad de transmisión de
datos -por ejemplo 40 Gbit/s-. Sin el intervalo de valores absolutos
de la compensación previa según la invención entre 0 ps/nm y -2000
ps/nm, se produce durante la transmisión, en virtud del efecto no
lineal de la modulación propia de las fases, una distorsión de la
señal óptica de 40 Gbit/s, lo que conduce a una reducción
considerable del alcance de la transmisión que puede ser puenteada
libre de regeneración. A través de la compensación previa según la
invención, se reduce claramente esta distorsión, de manera que el
sistema de transmisión óptica presenta tanto durante la transmisión
de señales de 10 Gbit/s como también durante la transmisión de
señales de 40 Gbit/s para la velocidad de transmisión respectiva
casi las propiedades de transmisión que corresponden a u sistema
de transmisión optimizado en la dispersión para la velocidad de
transmisión respectiva.
Otro aspecto ventajoso de la invención se puede
ver en que el sistema de transmisión óptica presenta un valor
absoluto de la compensación previa, que depende de la altura de la
potencia acoplada de la segunda señal óptica, que presenta una
segunda velocidad de transmisión de datos y del tipo de fibras
utilizado para la transmisión, estando realizada la fibra óptica
como fibra monomodo estándar o como fibra de desviación de
dispersión no
cero.
cero.
De acuerdo con otra configuración de la
invención, la segunda velocidad de transmisión de datos el al menos
el doble en comparación con la primera velocidad de transmisión de
datos. En este caso, según la invención, para diferentes tipos de
fibras son ventajoso diferentes valores absolutos de la compensación
previa. Por ejemplo, para una fibra monomodo estándar, el valor
absoluto de la compensación previa para una señal óptica se
determina con una velocidad de transmisión de datos de 40 Gbit/s y
un formato de datos de no retorno a cero, de una manera aproximada
a través de la siguiente relación:
D_{PC} = (-11
+ 1,665 \cdot P_{launch} /[dBm]) \cdot D_{inline} - 270
[ps/nm]
con
P_{launch} = potencia acoplada de las señales
ópticas, que presentan la segunda velocidad de transmisión, por
cada sección de trayectos de fibras, y
D_{inline} = valor absoluto medio de la
subcompensación de las primeras a N unidades de compensación de la
dispersión.
En cambio, para el empleo de una fibra de
desviación de dispersión no cero (NZDSF) resulta para una señal
óptica con una velocidad de transmisión de datos de 40 Gbit/s y con
un formato de datos de no retorno a cero de una manera aproximada
la siguiente relación:
D_{PC} =
(-12,5 + 1,2 \cdot P_{launch}/[dBm]) \cdot D_{inline} - 25
[ps/nm]
con
P_{launch} = potencia acoplada de las señales
ópticas, que presentan la segunda velocidad de transmisión, por
cada sección de trayectos de fibras, y
D_{inline} = valor absoluto medio de la
subcompensación de las primeras a N unidades de compensación de la
dispersión.
De una manera ventajosa, a través de estas
relaciones se calculan valores optimizados de una manera aproximada
de la compensación previa para el tipo de fibras respectivo en el
intervalo según la invención de 0 ps/nm a -2000 ps/nm, con lo que
se reducen claramente las distorsiones provocadas a través del
efecto no lineal de la modulación de fases propias y la dispersión
de las fibras dentro del sistema de transmisión óptica durante la
transmisión de la señal óptica, que presenta una velocidad de
transmisión el doble que la primera velocidad de transmisión -por
ejemplo una velocidad binaria de transmisión de 40 Gbit/s-.
De una manera ventajosa, todas las secciones de
trayectos de fibras ópticas del sistema de transmisión óptica
presentan una longitud entre 40 km y 120 km.
Otros desarrollos y configuraciones ventajosos
del sistema de transmisión óptica según la invención se describen
en las otras reivindicaciones de patente.
A continuación se explica en detalle la invención
con la ayuda de un diagrama de principio y varios diagramas.
La figura 1 muestra la estructura de principio de
un sistema de transmisión óptica.
La figura 2 muestra en un diagrama el esquema de
gestión de la dispersión según la invención para las segundas
señales ópticas que presentan una segunda velocidad de transmisión
de datos.
La figura 3 muestra en un diagrama la mejora de
las propiedades de transmisión del sistema de transmisión óptica a
través de la compensación previa según la invención para una segunda
velocidad de transmisión de datos de 40 Gbit/s a través de una
fibra monomodo estándar.
La figura 4 muestra en un diagrama la elevación
del número de las secciones de trayectos de fibras, que puede ser
puenteado libre de regeneración, a través de la compensación previa
según la invención para una segunda velocidad de transmisión de
datos de 40 Gbit/s a través de una fibra de desviación de dispersión
no cero.
La figura 5 muestra en un diagrama los diferentes
valores absolutos de la compensación previa en función de la
potencia de la señal de entrada y del valor absoluto de la
subcompensación para una segunda velocidad de transmisión de datos
de 40 Gbit/s a través de una fibra monomodo estándar, y
La figura 6 muestra en un diagrama los diferentes
valores absolutos de la compensación previa en función de la
potencia de la señal de entrada y del valor absoluto de la
subcompensación para una segunda velocidad de transmisión de datos
de 40 Gbit/s a través de una fibra de desviación de dispersión no
cero.
En la figura 1 se representa de forma esquemática
un sistema de transmisión óptica OTS, que presenta una instalación
de emisión óptica TU y una instalación de recepción óptica RU. La
instalación de emisión óptica TU está conectada a través de una
unidad de compensación previa óptica PCU así como a través de N
secciones de trayectos de fibras ópticas FDS_{1} a FDS_{N}, que
presentan en cada caso una entrada I y una salida E, con la
instalación de recepción óptica RU. Una sección de trayectos de
fibras FDS presenta en cada caso un amplificador óptico EDFA, una
fibra óptica SSMF y una unidad de compensación de la dispersión
óptica DCU. Por la fibra óptica SSMF se entiende una "Fibra Mono
Modo", que puede estar realizada, por ejemplo, tanto como fibra
monomodo estándar SSMF como también como la fibra de desviación de
dispersión no cero NSDSF.
En la figura 1 se representa a modo de ejemplo
una primera y una N sección de trayectos de fibras ópticas
FDS_{1} a FDS_{N} con la ayuda de una línea de puntos. Por lo
demás, la primera sección de trayectos de fibras ópticas FDS_{1}
está constituida por un primer amplificador óptico FEFA_{1}, por
una primera fibra óptica SSMF_{1}, por ejemplo una fibra óptica
monomodo estándar, así como por una primera unidad de compensación
de la dispersión óptica DCU_{1}, pudiendo preverse entre la
primera fibra óptica SSMF_{1} y la primera unidad de compensación
de la dispersión óptica DCU_{1} todavía otros
pre-amplificadores ópticos -no se representan en la
figura 1-. De una manera similar, la N sección de trayectos de
fibras ópticas FDS_{N} presenta un N amplificador óptico
EFDA_{N}, una N fibra óptica SSMF_{1}, así como una N unidad de
compensación de la dispersión óptica DCU_{N}. De una manera
similar, entre la N fibra óptica SSMF_{1} y la N unidad de
compensación de la dispersión óptica DCU_{N} pueden estar
previstos otros pre-amplificadores ópticos -o se
representan en la figura 1-. Para la N unidad de compensación de la
dispersión DCU_{N}, está prevista adicionalmente la posibilidad
de compensar por separado cada una de las señales ópticas OS1,
OS2.
Con la ayuda de la unidad de compensación previa
PCU conectada delante de la primera sección de trayectos de fibras
ópticas FDS_{N} se someten las señales de datos ópticos OS
seleccionadas a una compensación previa con diferentes valores
absolutos de la compensación previa D_{PC}.
Las señales de datos ópticos OS son transmitidas
desde la instalación de emisión óptica TU hacia la unidad de
compensación previa PCU, presentando las señales de datos ópticos OS
diferentes velocidades de transmisión de los datos DR1, DR2. En el
ejemplo de realización representado, se transmiten a modo de ejemplo
primeras señales de datos ópticos OS1 con una primera velocidad de
transmisión de los datos ópticos DR1 así como segundas señales de
datos ópticos OS2 con una segunda velocidad de transmisión de los
datos ópticos DR2, siendo la segunda velocidad de transmisión de
los datos ópticos DR2, por ejemplo, al menos el doble que la
primera velocidad de transmisión de los datos ópticos DR1.
Con la ayuda de la unidad de compensación previa
PCU se somete, a modo de ejemplo, las segundas señales de datos
ópticos OS2 a una compensación previa, en cambio las primeras
señales de datos ópticos OS1 pueden ser colocadas "en bucle" a
través de la unidad de compensación previa PCU. De una manera
alternativa, las primeras señales de datos ópticos OS1 se pueden
transmitir directamente desde la unidad de emisión óptica TU hacia
la entrada I de la primera sección de trayectos de fibras ópticas
FDS_{1} o se pueden someter de la misma manera a la compensación
previa.
Las señales ópticas OS, emitidas en la salida de
la unidad de compensación previa PC, son transmitidas a la entrada
I de la primera sección de trayectos de fibras ópticas FDS_{1}. En
este caso, las señales ópticas OS son transmitidas multiplexadas en
una señal WDM. Dentro de la primera sección de trayectos de fibras
ópticas FDS_{1}, las señales de datos ópticos OS, es decir, las
primeras y las segundas señales de datos ópticos OS1, OS2, son
amplificadas con la ayuda del primer amplificador óptico EDFA_{1}
y son transmitidas a través de la primera fibra óptica SSMF1 hacia
la primera unidad de compensación de la dispersión DCU_{1}. En la
primera unidad de compensación de la dispersión DCU_{1} se
compensan las distorsiones de las señales de datos ópticos OS, que
son provocadas a través de la transmisión óptica a través de las
primeras fibras ópticas SSMF_{1}, hasta una primera dispersión
residual D_{inline1}, que corresponde aproximadamente al valor
absoluto de la subcompensación D_{inline.}
La dispersión residual acumulativa D_{akk} es
provocada a través de la dispersión de las fibras y está presente
en el extremo de la N sección de los trayectos de las fibras
FDS_{N}. En este caso, la dispersión residual acumulada D_{akk}
no es compensada parcialmente en el extremo de la N sección de los
trayectos de las fibras FDS_{N} por razones de la abertura del
diagrama de ojales ("Eye-Opening") requerido
para la recuperación de los datos a partir de las señales de datos
ópticos OS. El valor absoluto de la dispersión residual D_{akk},
que es necesario para una abertura óptica de los ojales, se
determina a través de los efectos no lineales de las fibras ópticas
SSMF y depende de la velocidad de transmisión de los datos DR1,
DR2, del formato de los datos y de la potencia media de la
transmisión al comienzo de una sección de los trayectos de las
fibras FDS. Este valor absoluto puede ser, en determinados casos,
también cero. Ver el documento DE 10127345. Por lo tanto, por
ejemplo, en algunos casos de aplicación es ventajoso multiplexar las
señales ópticas a transmitir OS1, OS2 ya delante de la N unidad de
compensación de la dispersión FDS_{N} y alimentar las señales
ópticas OS1, OS2 separadas de acuerdo con la velocidad de
transmisión de los datos DR1, DR2, utilizada para la transmisión, a
las N unidades de compensación de la dispersión DCU_{N} que
presentan diferentes valores absolutos de la dispersión. En otras
palabras: para obtener una abertura óptima del diagrama de ojales,
es ventajoso que las primeras y segundas señales ópticas OS1, OS2
presenten en el extremo del sistema de transmisión óptica OTS
dispersiones residuales D_{akk} optimizadas en una medida
diferente. De este modo, las señales ópticas OS, que se encuentran
en la salida E de la N sección de trayectos de fibras ópticas no
están totalmente compensadas en la transmisión, sino que presentan
una dispersión residual permanente, que depende de su velocidad de
transmisión de los datos DR1, DR2.
De una manera similar, las señales ópticas OS son
transmitidas a través de las otras secciones de trayectos de fibras
ópticas FDS hacia la entrada I de la N sección de trayectos de
fibras ópticas FDS_{N}. En este caso, la dispersión restante
remanente de las primeras señales ópticas OS1 por cada sección de
trayectos de fibras FDS se incrementa de una manera casi uniformen
la medida del valor absoluto predeterminado de la subcompensación
D_{inline} y corresponde después de la N sección de trayectos de
fibras FDS_{N} de la dispersión residual acumulada D_{akk}. La
dispersión residual remanente de las segunda señales ópticas OS2
presenta, sin embargo, en el extremo del sistema de transmisión
óptica OTS una dispersión residual acumulada Da_{kk}
diferente.
Las señales ópticas OS emitidas en la salida E de
la N sección de trayectos de las fibras ópticas FDS_{N} son
transmitidas a la instalación de recepción óptica RU y, dado el
caso, son sometidas, antes del procesamiento posterior, a una
regeneración 3R - que no se representa en la figura 1.
En la figura 2 se representa de forma esquemática
a modo de ejemplo el esquema de gestión de la dispersión DCS según
la invención para las segundas señales ópticas OS2 con la ayuda de
un diagrama. En el diagrama se representa una primera, una segunda
y una N sección de trayectos de fibras ópticas FDS_{1},
FDS_{2}, FDS_{N}, presentando la primera sección de trayectos de
fibras ópticas FDS_{1} una primera fibra óptica SSMF_{1} y una
primera unidad de compensación de la dispersión óptica DCF_{1},
presentando la segunda sección de trayectos de fibras ópticas
FDS_{2} una segunda fibra óptica SSMF_{2} y una segunda unidad
de compensación de la dispersión DCF_{2}, presentando la N sección
de trayectos de fibras ópticas FDS_{N} una N fibra óptica
SSMF_{N} y una N unidad de compensación de la dispersión óptica
DCF_{N}. La tercera a N sección de trayectos de fibras ópticas
FDS_{3} a FDS_{N} están indicadas por medio de líneas
representadas con trazos. En el ejemplo de realización representad,
por ejemplo, la longitud de la primera a la N fibra óptica
SSMF_{1} a SSMF_{N} así como de la primera a la N fibras de
compensación de la dispersión DCF_{1} a DCF_{N} es casi igual.
No obstante, éstas pueden presentar en la práctica diferentes
longitudes en el intervalo entre aproximadamente 40 ml y 120 km. En
el caso de una variación mayor de las longitudes de las secciones
de los trayectos de las fibras FDS, se puede convertir el valor
absoluto de la subcompensación D_{inline}, relacionado con una
longitud constante de las fibras ópticas SSMF, por cada sección de
trayectos de las fibras FDS, opcionalmente también en un valor
absoluto de la subcompensación relativa Drel_inline. A tal fin,
partiendo de una dispersión residual acumulada óptima D_{akk}
después de la N sección de trayectos de las fibras FDS se calcula
el valor absoluto de la subcompensación D_{inlinex} respectiva
para una sección discrecional de los trayectos de las fibras
FDS_{i} a partir de la longitud L(FDS_{i}) de la sección
de trayectos de las fibras FDS_{i} y de la longitud total de los
trayectos L_{ges} = L (FDS_{1}) + L(FDS_{2}) + ... + L
(FDS_{N}) a través de la siguiente relación:
D_{inlinex} =
(L (FDSi) * D_{akk}) /
L_{ges};
El diagrama de la figura 2 presenta un eje
horizontal x y un eje vertical D, estando registrados en el eje
horizontal x el trayecto de transmisión recorrido y en el eje
vertical D el valor absoluto de la dispersión de las fibras D en la
sección respectiva de trayectos de fibras ópticas FDS.
Además, la figura 2 muestra que la dispersión de
las fibras D de las segundas señales ópticas OS2, que se encuentran
en la entrada de la unidad de compensación previa PCU, se reduce en
primer lugar linealmente y presenta en la salida x_{1} de la
unidad de compensación previa PCU un valor absoluto negativo de la
compensación previa D_{PC}. La dispersión de las fibras D de las
segundas señales ópticas PS2 se incrementa durante la transmisión a
través de las primeras fibras ópticas SSMF1 de la primera sección de
los trayectos de fibras ópticas FDS_{1} desde la entrada x casi
linealmente hacia la salida x2 de las primeras fibras ópticas
SSMF_{1} y presenta en la salida x2 un primer valor absoluto de
la dispersión máxima D_{max1}. La dispersión de las fibras D =
|D_{PC}| + D_{max1}, provocada durante la transmisión de las
segundas señales ópticas OS a través de las primeras fibras ópticas
SSMF_{1}, se compensa parcialmente con la ayuda de la primera
unidad de compensación de la dispersión DCF_{1}, de manera que el
valor absoluto de la dispersión D, que está presente en la salida
x_{3} de la primera unidad de compensación previa DCF_{1} se
diferencia en la medida del primer valor absoluto de la dispersión
residual D_{inline1} con respecto al valor absoluto de la
compensación previa DPC. De esta manera, la primera sección de
trayectos de fibras ópticas FDS1 presenta un subcompensación en la
medida del valor absoluto de la subcompensación D_{inline}.
Durante la transmisión a través de la segunda
sección de trayectos de fibras ópticas FDS2 o bien a través de sus
segundas fibras ópticas SSMF2, la dispersión de las fibras D se
incrementa casi linealmente y da como resultado en la salida x4 de
la segunda fibra óptica SSMF2 un segundo valor absoluto de la
dispersión D_{max2}. El segundo valor absoluto máximo de la
dispersión D_{max2} es subcompensado con la ayuda de la segunda
unidad de compensación de la dispersión DCF2, de tal manera que la
segunda dispersión residual permanente D_{inline2} con respecto a
la segunda sección de trayectos de las fibras ópticas FDS2
corresponde de nuevo aproximadamente al valor absoluto de la
subcompensación D_{inline}.
De una manera similar a ello, el esquema de la
gestión de la dispersión según la invención se realiza en la
tercera a la N-1 secciones de trayectos de fibras
ópticas FDS_{3} a FDS_{N-1}.
Las señales ópticas OS alimentadas en la N
sección de trayectos de fibras ópticas DCFN se transmiten a través
de las N fibras ópticas SSMFN del sistema de transmisión óptica OTS
y se compensan con la ayuda de la N unidad de compensación de la
dispersión DCF_{N}. Con la ayuda de la figura 2 se muestra
claramente que el valor absoluto de la dispersión D se incrementa
adicionalmente y presenta en el extremo de las N fibras ópticas
x_{6} un N valor absoluto máximo de la dispersión D_{maxN}. Con
la ayuda de la cuarta unidad de compensación de la dispersión DCF4
se compensa el N valor absoluto máximo de la dispersión D_{maxN}
sobre el valor absoluto de la dispersión residual acumulada
D_{akk}. La dispersión residual acumulada D_{akk} se refiere a
las primeras señales ópticas OS1, que presentan la primera velocidad
de transmisión de datos DR1. El valor absoluto óptimo de la
dispersión residual D_{akk} de las segundas señales ópticas OS2
puede ser a este respecto diferente -como se ha descrito
anteriormente-. Para obtener una dispersión residual óptima
acumulada D_{akk} con respecto a las segundas señales óptimas OS2,
puede ser necesaria una compensación de la dispersión separada de
las segundas señales ópticas OS2 para la generación de un diagrama
de ojales óptimo en la salida E del sistema de transmisión óptima
OTS (no se representa en la figura 2).
A través de la compensación previa de las
segundas señales ópticas OS2 y la subcompensación distribuida casi
regular dentro de las secciones de trayectos de fibras FDS se eleva
esencialmente el alcance de la transmisión x_{7}, que puede ser
puenteado libre de regeneración, de manera que se consigue casi el
mismo alcance de la transmisión.
La estructura simétrica del esquema de gestión de
la red DCS, que se puede reconocer en la figura 2, posibilita
adicionalmente una transmisión bidireccional de los datos a través
de las secciones de los trayectos de las fibras considerados FDS,
siendo consideradas a tal fin por separado la unidad de compensación
previa PCU y una compensación posterior separada eventualmente
prevista de las segundas señales ópticas OS2.
Adicionalmente, una sección de los trayectos de
las fibras FDS, que presenta una fibra óptica SSMF y una unidad de
compensación de la dispersión DCF, puede estar configurada como
módulo de transmisión óptica. El sistema de transmisión óptica OTS
se forma entonces a través de un circuito en serie de módulos de
transmisión óptica de este tipo.
En la figura 3 se representa en un diagrama la
mejora del comportamiento de la transmisión del sistema de
transmisión óptica OTS a través de la compensación previa de las
segundas señales ópticas OS2.
En el diagrama se representan en el eje
horizontal el valor absoluto de la subcompensación D_{inline}
seleccionada y en el eje vertical la potencia máxima P_{max} de
las según das señales ópticas OS2 transmitidas. La potencia máxima
P_{max} es la potencia, que se puede acoplar como máximo en un
sistema de transmisión óptica OTS, que presenta solamente una
sección de trayectos de las fibras ópticas FDS, de manera que la
señal óptica OS transmitida presenta, en el extremo de la sección
única de trayectos de las fibras FDS una distorsión tan reducida
que la señal óptica OS se puede reconstruir totalmente. El número N
de las secciones de los trayectos de las fibras FDS, que se puede
puentear con un sistema de transmisión óptica OTS con una potencia
máxima P_{max} determinada, se calcula de la siguiente manera:
P_{max} = 10 *
log(N) +
P_{launch}
con
P_{launch} = potencia acoplada por sección de
trayectos de las fibras FDS.
En la figura 3 y en las figuras 4 a 6 siguientes
se indican valores de la potencia en dBm, una escala logarítmica
decimal con respecto a la potencia en 1 mW. A tal fin se aplica la
siguiente relación de conversión:
Potencia de la
señal [en dBm] = 10*log (potencia de la señal [en
mW])
De esta manera, 1 dBm corresponde a una potencia
de aproximadamente 1,258 mW o bien a la inversa 1 mW es
aproximadamente 0 dBm
En el ejemplo de realización considerado, se
transmiten dos señales ópticas OS2 a través de un sistema de
transmisión óptica OTS1 que está optimizado en la dispersión para la
transmisión de primeras señales ópticas OS1. Las fibras ópticas
SSMF presentan una dispersión media de las fibras de 17 ps/(nm *
km). A este respecto, una sección de trayectos de las fibras
ópticas FDS presenta, por ejemplo, una longitud de aproximadamente
100 km. Si ahora el valor absoluto de la subcompensación
P_{inline} por cada sección de los trayectos de las fibras
ópticas FDS es aproximadamente, por ejemplo, 51 ps/nm, entonces se
obtiene una mejora de la potencia máxima P_{max} de la segunda
señal óptica OS2 de aproximadamente 5 dBm frente a la transmisión
sin compensación previa de las segundas señales ópticas OS2. De esta
manera, se eleva en una medida esencial el alcance de la
transmisión que puede ser puenteado libre de regeneración. Por lo
tanto, se pueden transmitir tanto primeras señales ópticas OS1 con
una primera velocidad de transmisión óptica, por ejemplo, de 10
Gbit/s como también segundas señales ópticas OS2 con una segunda
velocidad de transmisión, por ejemplo, de 40 Gbit/s a través de un
sistema de transmisión óptica OTS casi sobre la distancia máxima,
que corresponde a la velocidad de transmisión de los datos DR2.
Adicionalmente, a partir de la figura 3 se deduce
qué esquema de gestión de la dispersión debería emplearse sin
compensación previa según la invención para conseguir un alcance
máximo del sistema de transmisión óptima OTS durante la transmisión
de las segundas señales ópticas OS2. Así, por ejemplo, es necesaria
una dispersión residual por cada sección de trayectos de las fibras
de aproximadamente 34 ps/nm para conseguir una potencia máxima
P_{max} de 13,1 dBm.
En el caso de la transmisión de las segundas
señales ópticas OS2 a velocidad binaria más elevada a través de un
sistema de transmisión óptica OTS, optimizado en la dispersión para
señales ópticas OS1 de baja velocidad binaria, se reduce el alcance
del sistema óptico, de manera que el sistema de transmisión
presentado anteriormente es adecuado especialmente también para el
caso de aplicación en el que varias señales de 40 Gbit/s por
ejemplo, son transmitidas a través de uno o varios trayectos
parciales de transmisión óptica de un sistema de transmisión OTS
optimizado en la dispersión, por ejemplo, para 10 Gbit/s.
En otro diagrama -figura 4- se representa el
número N, que puede ser puenteado libre de regeneración, de las
secciones de trayectos de fibras FDS compensadas en función del
valor absoluto de la subcompensación D_{inline} por cada sección
de los trayectos de las fibras FDS para señales ópticas OS con una
potencia de la señal de entrada P_{launch} de 1 dBm durante la
transmisión a través de una fibra de desviación de la dispersión no
cero NZDSF. En el eje horizontal se representa la dispersión
residual D_{inline} por cada sección de los trayectos de las
fibras FDS del sistema de transmisión óptica OTS y en el eje
vertical se representa el número N de las secciones de los
trayectos de las fibras ópticas FDS del sistema de transmisión
óptica OTS.
A partir del diagrama se puede reconocer que a
través de la compensación previa según la invención se puede
conseguir una elevación del alcance de la transmisión, que puede ser
puenteado libre de regeneración. El alcance de la transmisión, que
puede ser puenteado libre de regeneración, se ilustra en la figura 4
a través del número N de las secciones compensadas de los trayectos
de las fibras FDS del sistema de transmisión óptica OTS. Por
ejemplo, en el caso de una subcompensación regular en la medida de
un valor absoluto de la subcompensación D_{inline} de 7 ps/nm por
cada sección de los trayectos de las fibras FDS y bajo la
utilización de la unidad de compensación previa PCU según la
invención, se consigue más que una duplicación del alcance de la
transmisión de 12 a 27 secciones de los trayectos de las fibras
FDS. De esta manera, con la misma potencia de entrada P_{launch}
de las segundas señales ópticas QS2, éstas son transmitidas a través
de la compensación previa de acuerdo con la invención a través de
otras 15 secciones de los trayectos de las fibras FDS.
En las figuras 5 y 6 se representa, en cada caso,
en un diagrama la relación entre el valor absoluto de la
subcompensación D_{inline}, la potencia de entrada P_{launch}
de las segundas señales ópticas OS2 y del valor absoluto de la
compensación previa D_{PC} óptima que se deriva de ello, para las
fibras monomodo estándar SSMF (figura 5) y las fibras de desviación
de la dispersión no cero NZDSF (figura 6). A tal fin, se representa
en el eje horizontal el valor absoluto de la subcompensación
D_{inline} seleccionada y en el eje vertical el valor absoluto de
la compensación previa D_{PC}. Además, se representan en cada
caso a modo de ejemplo tres grafos para diferentes potencias de
entrada P_{launch}. La segunda velocidad de transmisión de los
datos DR2 utilizada en el ejemplo de realización es 40 Gbit/s
utilizando el formato de datos de no retorno a cero.
En la figura 5 se representa un primer grafo a
través de puntos de medición en forma de rombos, que representa la
relación entre el valor absoluto de la subcompensación D_{inline}
y el valor absoluto de la compensación previa D_{PC} para una
potencia de entrada P_{launch} de -1 dBm. La curva para una
potencia de entrada P_{launch} de 1 dBm se representa a través de
un segundo grafo que presenta puntos de medición en forma de
cuadrados y la curva para una potencia de entrada P_{launch} de +4
dBm se representa a través de un tercer grafo que presenta puntos
de medición en forma de círculos. Además, a través de la
interpolación de los puntos de medición se obtiene la siguiente
relación matemática para el cálculo del valor absoluto óptimo de la
compensación previa DPC a partir del valor absoluto de la
subcompensación D_{inline} utilizada y la potencia de entrada
P_{launch} de las segundas señales ópticas OS2 para las fibras
monomodo estándar:
D_{PC} = (-11
+ 1,665 \cdot P_{launch} /[dBm]) \cdot D_{inline} - 270
[ps/nm]
Con la ayuda de esta relación se calcula de una
manera sencilla el valor absoluto de la compensación previa
D_{PC} para un valor absoluto establecido de la subcompensación
D_{inline} y una potencia establecida de la señal de entrada
P_{launch} por cada sección de los trayectos de las fibras
ópticas FDS. De esta manera se estima el valor absoluto de la
compensación previa D_{PC} que es necesario para la transmisión
de una segunda señal óptica OS2, que presenta una segunda velocidad
de transmisión de datos DR2, a través de un sistema de transmisión
óptica OTS optimizado para una primera velocidad de transmisión de
datos DR1.
En la figura 6 se representan de una manera
similar los grafos para la transmisión de las segundas señales
ópticas OS2 a través de una fibra de desviación de la dispersión no
cero NZDSF. La relación entre el valor absoluto de la
subcompensación D_{inline} y el valor absoluto de la compensación
previa DPC para una potencia de entrada P_{launch} de +1 dBm se
representa en un primer grafo a través de puntos de medición en
forma de cuadrados. La curva para una potencia de entrada
P_{launch} de +4 dBm se representa a través de un segundo grafo
que presenta puntos de medición e forma de círculos y la curva para
una potencia de entrada P_{launch} de +7 dBm se representa por
medio de un tercer grafo que presenta puntos de medición en forma
de triángulo. A través de interpolación de estos puntos de medición
se realiza una relación matemática para el cálculo del valor
absoluto de la compensación D_{PC} a partir del valor absoluto de
la subcompensación D_{inline} presente y de la potencia de
entrada P_{launch} de la segunda señal óptica OS2 para la fibra
de desviación de la dispersión no cero NZDSF. Ésta se representa
con:
D_{PC} =
(-12,5 + 1,2 \cdot P_{launch}/[dBm]) \cdot D_{inline} - 25
[ps/nm]
De esta manera se estima de una forma cómoda el
valor absoluto de la compensación previa D_{PC} que es necesario
para el sistema de transmisión óptica OTS existente y a través de la
conexión previa de una unidad de compensación previa PCU, que
presenta este valor absoluto, se reducen las distorsiones de la
señal dentro de la fibra óptica de desviación de la dispersión no
cero NZDSF en el caso de la transmisión de segundas señales ópticas
OS2, con lo que se eleva en una medida esencial el alcance de la
transmisión que puede ser puenteado libre de regeneración.
Claims (10)
1. Sistema de transmisión óptica (OTS) para la
transmisión de señales ópticas (OS), que está constituido por N
secciones de trayectos de fibras ópticas (FDS), respectivamente, con
una fibra óptica (SSMF) y una unidad de compensación de la
dispersión (DCU), en el que para la transmisión de primeras señales
ópticas, que presentan una primera velocidad de los datos (DR1),
los valores absolutos de la compensación de las primeras hasta N
unidades de compensación de la dispersión (DCU_{1} a DCH_{N})
están dimensionados de tal manera que la primera a la N sección de
trayectos de fibras está subcompensada, respectivamente,
aproximadamente en la medida del mismo valor de subcompensación
(D_{inline}), caracterizado porque para la transmisión de
segundas señales ópticas (OS2), que presentan una segunda velocidad
de los datos (DR2), delante de la primera sección de trayectos de
las fibras (FDS_{1}) está conectada una unidad de compensación
previa (PCU) para la compensación previa de las segundas señales
ópticas (OS_{2}), que presenta un valor absoluto de la
compensación previa (D_{PC}) en el intervalo de 0 ps/nm hasta
-2000 ps/nm.
2. Sistema de transmisión óptica según la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda velocidad
de transmisión de los datos (DR2) es el doble en comparación con la
primera velocidad de transmisión de los datos (DR1).
3. Sistema de transmisión óptica según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el valor absoluto
de la compensación previa (DPC) depende de la altura de la potencia
acoplada (P_{launch}) de la segunda señal óptica (OS2), que
presenta una segunda velocidad de transmisión y del tipo de fibras
utilizado para la transmisión.
4. Sistema de transmisión óptica según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la fibra óptica
es una fibra monomodo estándar (SSMF) o una fibra de desviación de
dispersión no cero (NZDSF).
5. Sistema de transmisión óptica según la
reivindicación 4, caracterizado porque el valor absoluto de
la compensación previa (DPC) para una fibra monomodo estándar
(SSMF) está determinado de una manera aproximada a través de la
siguiente relación:
D_{PC} = (-11 + 1,665 \cdot
P_{launch}/[dBm]) \cdot D_{inline} - 270
[ps/nm]
con
P_{launch} = potencia acoplada de las señales
ópticas, que presentan la segunda velocidad de transmisión, por
cada sección de trayectos de fibras, y
D_{inline} = valor absoluto medio de la
subcompensación de las primeras a N unidades de compensación de la
dispersión.
6. Sistema de transmisión óptica según la
reivindicación 4, caracterizado porque el valor absoluto de
la compensación previa (D_{PC}) para una fibra desviada de
dispersión no cero (NZDSF) está determinado aproximadamente a
través de la fórmula siguiente:
D_{PC} = (-12,5 + 1,2 \cdot
P_{launch}/[dBm]) \cdot D_{inline} - 25
[ps/nm]
con
P_{launch} = potencia acoplada de las señales
ópticas, que presentan la segunda velocidad de transmisión, por
cada sección de trayectos de fibras, y
D_{inline} = valor absoluto medio de la
subcompensación de las primeras a N unidades de compensación de la
dispersión.
7. Sistema de transmisión óptica según una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el valor
absoluto de la subcompensación (D_{inline}) durante la
transmisión de señales ópticas (OS) a través de una fibra monomodo
estándar (SSMF) esté en el intervalo entre 10 y 80 ps/nm y a través
de una fibra desviada de dispersión no cero (NZDSF) está en el
intervalo entre 5 y 60 ps/nm.
8. Sistema de transmisión óptica según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las secciones
de trayectos de fibras ópticas (FDS_{1} a FDS_{N}) del sistema
de transmisión óptica (OTS) presentan una longitud entre 40 km y 120
km.
9. Sistema de transmisión óptica según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque una sección de
trayectos de fibras (FDS_{1}), que presenta una fibra óptica
(SSMF_{1}) y una unidad de compensación de la dispersión
(DCF_{1}), forma un módulo de transmisión óptica y un sistema de
transmisión óptica (OTS) presenta varios módulos de transmisión
óptica dispuestos en serie.
10. Sistema de transmisión óptica según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el sistema
de transmisión óptica (OTS) presenta un modo de funcionamiento
bidireccional.
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