ES2388233B1

ES2388233B1 - Técnica de medida y de monitorización en tiempo real de dispersión cromática basada en control de fase y detección de ceros.

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Publication number: ES2388233B1
Application number: ES200901668A
Authority: ES
Inventors: María Concepción Santos Blanco
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2013-08-27
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: ES2388233A1

Abstract

Método de medida y de monitorización en tiempo real de dispersión cromática basada en control de fase y detección de ceros.#Sistema de medida de la dispersión cromática: un emisor (1), que proporciona señal de test (2) inyectada al dispositivo bajo medida (DUT) (3), y un punto de monitorización (5) donde recoge la señal de salida o respuesta del DUT (4). Señal de test, (2), con un espectro compuesto de portadora, una o varias bandas laterales de modulación a distancias múltiplos de una frecuencia de modulación, en el emisor se impone y controla el retardo de fase entre la frecuencia portadora y las bandas de modulación. A la salida del DUT (4), dicho retardo de fase relativo se ha modificado por la dispersión. El valor del retardo de fase relativo impuesto en (2) cuando a causa de la interferencia entre bandas se producen mínimos de potencia detectada en la envolvente a la frecuencia de modulación y/o algunos de sus armónicos en (4), se usa para calcular el valor del coeficiente dispersión D.

Description

TECNICA DE MEDIDA Y DE MONITORIZACIÓN EN TIEMPO REAL DE DISPERSIÓN CROMÁTICA BASADA EN CONTROL DE FASE Y DETECCIÓN DE CEROS

SECTOR DE LA TÉCNICA

Sistemas de medida y monitorización de dispersión cromática. Comunicaciones ópticas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La caracterización precisa de la dispersión cromática es desde hace tiempo un tema que ha preocupado a los investigadores; a la industria en diferentes ámbitos y aplicaciones, en general, y a los sistemas de transmisión y en especial a los basados en fibra óptica, en particular. La dispersión es el fenómeno según el cual diferentes componentes de una señal u onda electromagnética experimentan diferente retardo al atravesar un medio o dispositivo. La dispersión se denomina intermodal o modal cuando las componentes de la onda que sufren diferente retardo corresponden a la energía que se acopla a cada uno de los modos de propagación posibles en la estructura. En ese caso la diferencia de retardo es debida a la diferencia de constantes de fase y por tanto de velocidades de propagación asociadas a cada modo. Hablamos en cambio de dispersión intramodal o cromática cuando son las diferentes componentes espectrales de la energía acoplada a un mismo modo de propagación las que experimentan diferente retardo. Este tipo de dispersión es también conocida con el nombre de dispersión de retardo de grupo o dispersión de la velocidad de grupo, Group Velocity Dispersion, GVD, ver “Fiber Optic Communication Systems” de Govind P. Agrawal, de la Editorial John Wiley and Sons.

Para transmitir información suelen usarse estructuras monomodales, que únicamente permiten la propagación de un modo a las frecuencias de interés, y es sobre todo entonces cuando tiene relevancia la técnica de medida y caracterización que aquí se presenta.

Interpretando lo anterior, describiremos aquí el dispositivo dispersivo a caracterizar, Device

Under Test, (DUT) mediante un retardo de fase ()φωdependiente de la frecuencia y consideraremos que el espectro de la señal de salida del DUT, Xout ()ω, en función del

espectro de la señal de entrada, Xin ()ω, puede expresarse

X ()=X ()() ωA ωexp (φ()ω) (1)

ω j

out in

Donde buscando el caso más general, se ha considerado también el efecto del DUT sobre el espectro de amplitud mediante la función A()ω. Para simplificar las explicaciones, se considerará que en la banda de frecuencias de interés el espectro de amplitud de la función de transferencia del DUT es prácticamente constante () constante , y sólo en algunos casos

A ω≈

concretos se tratará el caso en que esta aproximación no pueda hacerse. Si la variación de φω en el margen de frecuencias de interés no es muy rápida puede

()

considerarse un desarrollo en serie de Taylor alrededor de una frecuencia central o frecuencia portadora ωotal que:

()≈−oph τ −Δωτ+λo 2 D 2φω ωg Δω (2)

4πc

Donde se han utilizado las definiciones de retardo de fase τph ()o / , retardo de grupo

=−φω ωo

, y coeficiente de dispersión D =∂τg / ∂λ ω Δ=− o, ver “Fiber Optic

, y ωωωτg =−φ/ ω

∂∂

ω

o o

Communication Systems” de Govind P. Agrawal, de la Editorial John Wiley and Sons, o también por ejemplo “Fiber optic Test and Measurement” de Dennis Derickson en la editorial Prentice Hall. Cabe destacar que aunque para la descripción de las bases de la técnica objeto de esta invención se utilizarán las definiciones y parámetros típicos del ámbito de conocimiento de la transmisión de señales ópticas y las comunicaciones ópticas en general, la técnica podría adaptarse sin dificultad a otros ámbitos y aplicaciones usando equivalencias y paralelismos obvios. Según lo explicado, la dispersión cromática establece un retardo de fase entre diferentes componentes frecuenciales y es este retardo el que debe medirse. Pueden usarse técnicas interferométricas, ver por ejemplo M. Froggat et al. “Interferometric measurement of dispersion in optical components” in Proceedings of the Optical Fiber Conference 2002, pp. 252-253, que aunque son adecuadas para la caracterización precisa de dispositivos, requieren montajes experimentales complicados, de difícil operación y muy sensibles a cambios ambientales.

También es posible medir el retardo y/o el ensanchamiento que sufre un pulso al propagarse, ver en “Fiber optic Test and Measurement” de Dennis Derickson en la editorial Prentice Hall, pero también resulta complicado y poco preciso en el laboratorio por el hecho de que a un pulso estrecho que podría permitir medidas de retardo y/o ensanchamiento precisas, le corresponde un ancho de banda elevado en el que probablemente la dispersión no pueda considerarse constante. Entre los métodos más populares para la medida de la dispersión cromática a frecuencias ópticas, se encuentran los que usan como señal de test a inyectar al DUT la frecuencia de medida de interés, frecuencia portadora, ωo, modulada mediante una señal de frecuencia muy

inferior ω2 fm , de manera que el espectro resultante está compuesto básicamente por la

Δ=π portadora y dos bandas laterales de modulación a ωo±Δω. A la salida del DUT,

caracterizado por (1), considerando () constante , y usando (2), el equivalente paso bajo

A ω≈

de la señal de test puede expresarse

( 2 f 2

EDUT =+m exp j λomD +jo } cos (ω(t −τg ))

1 π θΔ (3)

c

Donde m es el índice de modulación, cla velocidad de la luz en el vacío, λo =2πωc / o , la longitud de onda portadora y θo el desfase entre bandas y portadora previo a la introducción de la señal de test en el DUT . En general m ≤1.

En un medidor de envolvente o un detector de ley cuadrática como los que son típicos en comunicaciones ópticas puede obtenerse la envolvente de esta señal de respuesta del DUT, cuya componente a la frecuencia de modulación normalizada a su valor máximo se expresa

e =cos (πλo 2 fm 2 D +θ}cos (Δω(t −τ)) (4)

d o g

c

Tanto la fase de esta señal referida a la señal de modulación, como su amplitud, contienen información sobre el valor de la dispersión en el DUT y pueden utilizarse para la caracterización de la dispersión cromática.

La medida, en un analizador de redes vectorial por ejemplo, del cambio de fase que sufre la envolvente modulada sobre la portadora se usa en el método que se considera estándar para la caracterización precisa de dispositivos en un entorno de laboratorio, método de modulación y cambio de fase, ‘Modulation Phase Shift Method’, MPSM, ver S. Ryu, Y. Horiuchi y K. Mochizuki, “Novel Chromatic Dispersion Measurement Method over Continous Gigahertz Tuning Range”, J. of Lightwave Technol., Vol. 7, No. 8, 1989; registrado con No. de patente US4984884. Esta medida da de forma aproximada el valor del retardo de grupo a la frecuencia portadora multiplicado por la frecuencia angular de modulación. Variando la frecuencia portadora mediante un láser sintonizable es posible obtener el espectro de retardo de grupo del DUT cuya derivada es el valor del coeficiente D. Este método es robusto, preciso, estable y susceptible de automatización y forma la base de dispositivos de medida de dispersión cromática comerciales en entornos de laboratorio.

Otros métodos de medida y monitorización de la dispersión cromática se basan en el desvanecimiento (‘fading’) de la amplitud de la envolvente detectada a la frecuencia con que se modula, ya sea en fase o amplitud, la portadora óptica. Este desvanecimiento es debido a la diferente interferencia que se obtiene entre las bandas al cambiar éstas su fase relativa debido a la dispersión, ver K. J. Park, C. J. Youn, J. H. Lee and Y. C. Chung, “Performance Comparisons of Chromatic Dispersion-Monitoring Techniques Using Pilot Tones”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 15, No 6, 2003 . El problema de estas técnicas, que son más sencillas y baratas que las basadas en medidas de cambio de fase de la señal modulada, es por un lado que a menudo es difícil atribuir únicamente a un cambio en la dispersión los cambios observados en la amplitud de la envolvente, y por otro, que la dependencia del coeficiente de dispersión de dicha envolvente detectada a la frecuencia de modulación es de tipo cosenoidal, ver expresión (4) para el caso de la modulación en amplitud. Si el valor de la dispersión a medir se encuentra cerca de los máximos de esta función cosenoidal, perderemos precisión a la hora de determinar el valor del coeficiente D.

Con el objetivo de mejorar la resolución, algunos métodos buscan modificar el valor de la dispersión a medir para situarse en la zona más abrupta de la función coseno, es decir la zona correspondiente a los ceros de potencia detectada a la frecuencia de modulación, bien añadiendo desplazamiento de dispersión, esto es, un nivel de referencia constante de de dispersión que desplace la característica de amplitud medida en función del coeficiente de dispersión D a la zona de interés, o bién mediante variaciones en la frecuencia de modulación, ver C. Peucheret, F. Liu and R. J. S. Pedersen, “Measurement of small dispersion values in optical components”, Electron. Lett., vol. 35, pp. 409-411, March 1999. Se trata en definitiva, de provocar que la interferencia entre las bandas en el punto de monitorización sea destructiva precisamente para el valor de dispersión que se pretende medir. Una ventaja de estos métodos además de la disminución de coste de operación que representa el requerir únicamente medidas de amplitud, es que son robustos frente a variaciones en el espectro de amplitud provocados por el DUT, () constante en (1), o por el sistema de

A ω≠

medida. Mientras que en el caso del MPSM y de otros métodos similares estas variaciones pueden dar lugar a errores graves en la medida, ver patente P-200202377, en este caso, el único factor a tener en cuenta es que si las amplitudes de las bandas superior e inferior no son exactamente iguales, su interferencia destructiva no podrá provocar ceros exactos de señal sino solamente mínimos, lo que desde un punto de vista práctico no supone una diferencia muy significativa, ver C. Peucheret, F. Liu and R. J. S. Pedersen, “Measurement of small dispersion values in optical components”, Electron. Lett., Vol. 35, pp. 409-411, March 1999.

Entre los inconvenientes de los métodos basados en la detección de ceros de la señal modulada descritos hasta la fecha se encuentran por ejemplo que requieren un ajuste del desplazamiento de dispersión adecuado a cada caso lo cual complica la automatización; que necesitan que la frecuencia de modulación pueda ir cambiando, y también que a menudo el cambio en la frecuencia de modulación que se requiere es muy grande (bandas muy alejadas de la portadora) con lo que se pierde resolución en la medida de la dispersión a la frecuencia portadora (no se cumplen las aproximaciones necesarias para la validez de (2)). El método de medida de dispersión que aquí se presenta soluciona estos inconvenientes al permitir provocar ceros de envolvente detectada de manera sencilla y fácilmente automatizable y sin necesidad de cambiar la frecuencia de modulación.

Atendiendo a las actuales tendencias en el diseño y gestión de red, que apuntan hacia lo que se conoce con el nombre de redes dinámicamente reconfigurables, no sólo en cuanto a la caracterización precisa de dispositivos en el laboratorio, como ya se ha explicado, sino también a nivel de sistemas de monitorización en tiempo real y en servicio de las redes de transmisión, podemos decir que existe interés en técnicas de medida de la dispersión cromática automáticas y compatibles con la transmisión continua y simultánea de datos a través del sistema bajo monitorización, ver D. C. Kilper, R. Bach, D. J. Blumenthal, D.

Einstein, T. Landolsi, L. Ostar, M. Preiss and A. E. Willner, “Optical Performance Monitoring”, IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 1, Jan. 2004, pp. 294-304.

Al considerar la adaptación de un método de medida de dispersión a la monitorización en tiempo real de un sistema en funcionamiento, hay que tener en cuenta que usualmente se tiene acceso únicamente a la información disponible en un punto del enlace, el punto de monitorización, y que la medida debe poder realizarse de manera continua, no invasiva, suficientemente precisa, estable, robusta, automática, autónoma, esto es, sin necesidad de ajuste manual, y usando equipos con el menor coste posible.

Existen métodos que se basan en evaluación de la degradación de la señal a ruido o de la tasa de error de bit, y en análisis del espectro o de los histogramas de la señal de datos recibida, ver por ejemplo D. Ye y W.-D. Zhong, “Identifying various impairments of optical channels using amplitude histogram”, Optical Engineering 46 (12), 2007. Aunque con estos métodos la integridad de los datos está totalmente garantizada, es difícil atribuir a un efecto degradante concreto las pérdidas de calidad observadas y por tanto la actuación a seguir para compensar la degradación no puede determinarse con exactitud, en la mayoría de casos.

En el caso concreto de la dispersión cromática, a menudo los monitores se basan en variantes de los métodos explicados anteriormente (MPSM y de medida de desvanecimientos de amplitud) e igualmente se basan en la evaluación del efecto de la dispersión sobre una señal de test que se compone de la frecuencia de interés modulada mediante un tono de frecuencia muy inferior. La señal de modulación de la portadora puede ser la propia señal de reloj asociada a los datos con lo que no hace falta modificar el transmisor, pero entonces la técnica puede depender de la tasa de transmisión y del formato de modulación, Q. Yu, Z. Pan, L.-S. Yan and A. E. Willner, “Chromatic Dispersión Monitoring Technique Using Sideband Optical Filtering and Clock Phase-Shift Detection”, Journal of Lightwave Technology, vol. 20, no. 12, pp. 2267-2271, December 2002; o bién puede introducirse como tono piloto asociado a los datos en el transmisor. Los métodos basados en la introducción de tonos piloto que acompañan a los datos destacan por su buena sensibilidad y margen dinámico y por la posibilidad de reconfiguración. Además, permiten simplificar el receptor y monitorizar en cualquier punto de la red sin

necesidad de recuperar los datos. Los tonos pueden también aprovecharse para funciones de gestión de red como identificación de canal por ejemplo. Se ha demostrado que en un sistema óptico de comunicaciones la penalización por añadir este tono a los datos se mantiene por debajo de 0.5 dB si el índice de modulación no supera el 6%,

K. J. Park, C. J. Youn, J. H. Lee and Y. C. Chung, “Performance Comparison of Chromatic Dispersion-Monitoring Techniques Using Pilot Tones”, IEEE Photonic Technology Letters, Vol. 15, No. 6, June 2003, pp 873-875.

Uno de los inconvenientes al considerar la adaptación del método estándar MPSM a la monitorización en tiempo real de redes de transmisión se encuentra en el hecho de precisar de medidas de la respuesta del DUT a señales de test a dos frecuencias portadoras diferentes y también en requerir medición del cambio de fase de la señal detectada a la frecuencia de modulación, en principio, más costosa y más compleja que la medición de amplitud. Entre las técnicas de monitorización en tiempo real de redes ópticas descritas en la literatura se encuentran modificaciones del método estándar MPSM como por ejemplo las que se basan en modulación de una fuente de ruido de emisión espontánea (ASE), ver G.J. Pendock, X. Yi,

C. Yu ad W. Shieh,”Dispersion-Monitoring in WDM Systems by Injecting Modulated ASE”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No 10, 2008, o también las que consideran filtrado óptico de cada una de las bandas en el punto de monitorización, y medida de la fase,

T. E. Dimmick, G. Rossi and D. J. Blumenthal,”Optical Dispersion Monitoring Technique Using Double Sideband Subcarriers”, Vol. 12, No. 7, pp. 900-902, July 2000. También encontramos técnicas que usan estructuras interferométricas, que finalmente son también una forma de filtrado, A. L. Campillo, “Chromatic Dispersion-Monitoring Technique Based on Phase-Sensitive Detection”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 17, No. 6, 2005. Otras técnicas consideran la medida de la diferencia de fase entre armónicos de una frecuencia de modulación, J. H. Lee, N. Yoshikane, T. Tsuritani y Tomohiro Otani, “Link Performance Monitoring Technique for Measuring Residual Chromatic Dispersion of Optical Links”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 10, No. 21, 2008; o el uso de PLLs ópticos junto con modulación de frecuencia, Y. Takushima, H. Yoshimi, Y. Ozeki, K. Kikuchi, H. Yamauchi and H. Taga, “In-service Dispersion Monitoring in 32X10,7 Gbps WDM Transmission System Over Transatlantic Distance Using Optical Frequency-Modulation Method”, Journal of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 1, pp. 257-264, January 2004. Estas estructuras basadas en medida de fase, aunque pueden permitir mejoras en cuanto a exactitud, son generalmente más complejas y costosas y menos robustas y flexibles que las basadas en medida del desvanecimiento de la amplitud de la envolvente modulada sobre la portadora.

Otros métodos que también cabría citar como antecedentes se basan en explotar fenómenos no-lineales como los que se explican en J.-Y. Yang, L. Zhang, X. Wu, O. F. Yilmaz, B. Zhang and A. E. Willner, “All-optical Chromatic Dispersion Monitoring for Phase-Modulated Signals Utilizing Cross-Phase Modulation in a Highly Nonlinear Fiber”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No 9, pp. 1642-1644, October 2008; S. Li and D. V. Kuksenkov, “ A Novel Dispersion Monitoring Technique Based on Four-Wave Mixing in Optical Fiber”, IEEE Phtonics Technology Letters, Vol. 16, No. 3, March 2004; K. Bondarczuk, P. J. Maguire, D. Reid, L. P. Barry, J. O’Dowd, W. H. Guo, M. Lynch, A. L. Bradley and J. F. Donegan, “Chromatic Dispersion Monitoring for High-Speed WDM Systems Using Two-Photon Absorption in a Semiconductor Microcavity”, IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 45, No 1, pp. 90-92, January 2009; Y. Shi, M. Chen, S. Xie, “A novel low power chromatic dispersion monitoring technique employing SOA spectral shift”, Optics Communications, 230 (2004), pp. 297-300.

Aquí se presenta un método de medida de dispersión basado en la detección de mínimos de potencia en la respuesta del DUT a una señal de test consistente en la frecuencia de interés, frecuencia portadora, modulada mediante un tono de frecuencia inferior. Para conseguir situar el valor de la dispersión a medir cercana al valor que anula la amplitud de la envolvente se hace variar en dicha señal de test la diferencia de fase entre la frecuencia portadora y las bandas de modulación. A partir del valor de la fase portadora-bandas necesaria en la señal de test para conseguir en el punto de monitorización un mínimo de potencia detectada a la frecuencia de modulación y/o a alguno de sus armónicos, es posible determinar el valor de la dispersión de manera precisa, estable y robusta.

La técnica puede adaptarse con pequeñas modificaciones para funcionar tanto en un sistema de bajo coste para la caracterización precisa de dispositivos en el laboratorio, como para la monitorización en tiempo real, no invasiva y en línea con los datos, de redes de transmisión.

La autora ha patentado otros tres métodos de medida de dispersión que mejoran las prestaciones del método estándar ‘Modulation Phase Shift Method’, ver S. Ryu, Y. Horiuchi y K. Mochizuki, “Novel Chromatic Dispersion Measurement Method over Continous Gigahertz Tuning Range”, J. of Lightwave Technol., Vol. 7, No. 8, 1989; registrado con No. de patente US4984884, para la caracterización precisa de dispositivos en el laboratorio: P200202377, P-200202378, P-200301275.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La técnica de medida de la dispersión cromática que aquí se presenta se basa en el control de la diferencia de fase relativa entre la frecuencia portadora y las bandas de modulación en la señal de test inyectada al DUT, y en su influencia sobre los mínimos de potencia en la señal detectada a la salida del DUT a frecuencias múltiplos de la frecuencia de modulación, los cuales se relacionan con el valor de la dispersión en el DUT, tal y como se verá a continuación. La detección de la modulación a la salida del DUT puede realizarse en un medidor de envolvente, o en un detector de ley cuadrática como los usados en comunicaciones ópticas. Matemáticamente, se trata de usar una señal de test cuyo equivalente paso bajo responda aproximadamente a la expresión

E =+∞ n exp ( ) θpn (πnf t )

test 1 mj cos 2 m (5)

n=1

Δ=πm

Donde ω2 f es la frecuencia de modulación, mn el índice de modulación a la frecuencia del armónico n y θpn es la diferencia de fase previa entre la banda de modulación n y la portadora, cuyo valor debe poder conocerse y controlarse.

La dispersión cromática en el DUT transforma la señal de test de forma que a su salida, usando (1) y (2), y considerando que las aproximaciones necesarias se cumplen hasta la frecuencia nfm , se tiene una señal cuyo equivalente paso bajo toma la expresión

∞ (λonfm }

=+ n=1 m exp j 22 2 D +j cos (2πnf (t −τ))

EDUT 1 n πθpn mg (6)

c

Donde por simplificar las expresiones se ha considerado que ni el DUT ni el sistema de medida tienen un efecto considerable sobre el espectro de amplitud de la señal (

()constante en (1) ).

A ω≈

La envolvente que se detecta en el punto de monitorización a cada una de las frecuencias múltiplos de la frecuencia de modulación, considerando que la modulación es de pequeña señal mn<<1, normalizada a su valor máximo, puede expresarse

22 2 }

(λonfm

( ) =cos π D +θ cos(2 nf (t −τ))enf π

m pn mg

c

(7)

Sobre la expresión anterior se observa que es posible controlar el valor de la amplitud de la envolvente detectada mediante modificaciones en el valor de la fase previa θpn . Si se ajusta

ese valor de forma que en el punto de monitorización se registre una interferencia destructiva entre bandas a alguna de las frecuencias múltiplo de la frecuencia de modulación y por tanto se anule la amplitud de la envolvente que se detecta a esa frecuencia, el coeficiente de dispersión D puede obtenerse haciendo

( 1 θpon } c

=+− 2 πλonfm

Di 222 (8)

Con 0, 1, 2,... y θ el valor de fase previa necesario para provocar un cero de amplitud

i =±±pon

de envolvente en la señal de respuesta del DUT en el armónico n. Siguiendo un razonamiento análogo al realizado en C. Peucheret, F. Liu and R. J. S. Pedersen, “Measurement of small dispersion values in optical components”, Electron. Lett., vol. 35, pp. 409-411, March 1999, puede verse que en el caso de haber cambios en el

espectro de amplitud, () constante en (1), la interferencia destructiva entre las bandas

A ω≠

no llega a anular totalmente la envolvente sino que hace que tome un valor mínimo que será mayor cuanto mayor sea el cambio en el espectro de amplitud experimentado de una a la otra banda. Desde el punto de vista práctico, eso no supone ninguna modificación en la técnica que aquí se describe. Es importante destacar que a diferencia de métodos previos basados en medida de desvanecimientos, este método permite diferenciar el signo de la dispersión.

APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN La técnica básica de medida de la dispersión cromática que aquí se describe puede adaptarse con pequeñas modificaciones para funcionar tanto en un sistema de caracterización precisa de dispositivos en el laboratorio como para la monitorización en tiempo real, no invasiva y en línea con los datos, de redes de transmisión u otros sistemas dispersivos. Puesto que desde el establecimiento de los primeros enlaces troncales punto a punto allá por los años 70, la fibra óptica ha ido conquistando terreno en las redes de comunicaciones extendiéndose en la actualidad hasta el mismísimo usuario final, haciendo posible el milagro de la banda ancha hasta el hogar, y afianzando su reinado absoluto como medio de transmisión preferido en todo tipo de aplicaciones, es de esperar que las técnicas de medida y monitorización de la dispersión cromática que aquí se describen encuentren aplicación sobre todo en sistemas y en redes de transmisión basados en fibra óptica, aunque también pueden plantearse otros escenarios en que puedan ser de utilidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1: Ejemplo de realización del sistema de medida de la dispersión cromática objeto de la invención Figura 2: Ejemplo de realización del sistema de monitorización de dispersión cromática objeto de la invención.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

Explicaremos ahora dos realizaciones preferidas de la invención. La primera se orienta sobre todo a la determinación de la dispersión cromática en el laboratorio con equipos de bajo coste (medidor de amplitud en lugar de medidor de fase, típico en el método estándar MPSM), mientras que la segunda tiene sobre todo aplicación en la monitorización de redes ópticas en funcionamiento. En el caso de las comunicaciones ópticas la diferencia de fase relativa previa entre las bandas a la frecuencia de modulación y la portadora, θp1 en la expresión (5), puede ser impuesta de

forma muy conveniente mediante un modulador de tipo interferométrico Mach Zehnder en lo que aquí llamaremos configuración asimétrica: tanto la señal de modulación V = A cos (Δωt) como la tensión continua de polarización del modulador V se aplican

RFm b

únicamente a una de las ramas, pueden ser las dos a la misma o a diferente rama. Se requiere por tanto el uso de un modulador con acceso independiente a cada electrodo o rama interferométrica (dual-drive). El equivalente paso bajo de la señal de test a la salida de este modulador en modo asimétrico considerando funcionamiento en pequeña señal, Am<<Vπ con Vπ la tensión necesaria en un

electrodo para provocar un cambio de fase de π radianes en la fase de la señal óptica suponiendo que en ambos electrodos es aproximadamente igual, toma la expresión

(πVb } (πVb }

E ≈ cos + jm exp ± j cos (Δωt) (9)out 2Vπ 2Vπ

π Am

Con m = . En (9) el signo más corresponde a tensión de polarización aplicada al mismo

2Vπ

electrodo que la modulación y el signo menos a tensión aplicada al otro electrodo suponiendo que en ambos electrodos la fase que adquiere la señal óptica tiene el mismo signo que la tensión que se aplica. En algunos modelos de modulador dual-drive la fase que adquiere la señal óptica tiene distinto signo en función de a qué electrodo se aplique la tensión. De esa forma aplicando la misma señal a cada uno de los electrodos dual-drive se consigue una configuración push-pull, esto es, señal de RF y tensión de polarización aplicados a cada uno de los brazos con diferente signo. Esta es la configuración típica en los modelos de modulador con acceso común a los dos electrodos (single-drive), más comunes en la práctica que los dual-drive. En los moduladores dual-drive en que cada electrodo aplique fase de signo diferente sobre la señal óptica habrá entonces que tener en cuenta un cambio de signo adicional en función de cuál sea el electrodo al que se aplique señal.

La expresión a considerar en ese caso sería

(πV } (πV }

Eout ≈ cos b ± jm exp ± jb cos (Δωt)

2Vπ 2Vπ (9b)

Dónde el signo más corresponde a las configuraciones en que se aplica a) RF y polarización al

mismo electrodo positivo y b) polarización al electrodo negativo y RF al positivo, y el signo

menos a c) polarización y RF al electrodo negativo y d) polarización al brazo positivo y RF al

negativo.

Desde un punto de vista práctico se supone más ventajoso aplicar tensión de modulación y tensión de polarización sobre diferentes electrodos ya que de esa forma no se requiere el uso de tes de polarización (bias-tee) en los modelos de modulador que sólo disponen de un acceso común para polarización y RF al electrodo. En cambio, en la segunda realización preferida que se explicará a continuación, se considera aplicación de polarización y modulación sobre una misma rama interferométrica. Por esa razón y por maximizar la generalidad del análisis consideraremos en todo momento las dos posibilidades.

La expresión (9) nos muestra que la tensión de polarización Vb permite controlar la diferencia de fase relativa entre la portadora y las bandas previa a la introducción de la señal en el

ππVb

elemento dispersivo. Comparando con la expresión (5), se tiene que θ= ± .

p122 Vπ

Fijándonos en el primero de los términos en (9), otro efecto de la tensión Vb en esta realización preferida es provocar cambios (y también ceros) en la amplitud de la componente espectral a la frecuencia portadora.

El uso del modulador Mach-Zehnder en la configuración que aquí llamamos asimétrica: modulación y tensión de polarización en uno solo de los brazos del interferómetro, ya sea en el mismo o diferente brazo, para la medida de dispersión cromática ha sido ya patentada como parte de un sistema de medida de dispersión cromática por los autores en P200301275. En la presente invención lo aplicamos a un sistema de medida basado en detección de ceros para la medida de la dispersión usando equipos de bajo coste, ya que en este caso no se requiere efectuar medidas de fase.

Lo más usual en un modulador Mach-Zehnder cuando se usa como generador de la señal de test en un sistema de medida de la dispersión cromática es usar la configuración en la cual la fase en una rama tiene el mismo signo que la tensión que se aplica al electrodo y en la otra rama la fase tiene distinto signo a la tensión que se aplica al electrodo, configuración conocida con el nombre inglés push-pull. En ese caso el equivalente paso bajo a la salida del modulador Mach Zehnder considerando pequeña señal toma la expresión

(π }(πV } (πV }

E + bb

= cos (VV )≈ cos − msin cos (Δωt)

out bRF

Vπ Vπ Vπ

(10) Y por tanto no es posible usar la tensión de polarización para controlar la diferencia de fase relativa entre bandas y portadora. A la salida del DUT usando (2), tendremos

}} 22 }

(πVb (πVb (λo fm

E = cos − msin exp jπ D cos (Δω (t −τ ))

DUT g

Vπ Vπ c

(11)

Y finalmente la envolvente normalizada detectada a la salida del DUT para el modulador push-pull es

} 22 }

( 2πVb (λo fm

e = sin Vπ cos π cD cos (2π fm (t −τg ))

(12) Donde vemos que la envolvente se anulará para valores de tensión de polarización que sean múltiplos enteros de Vπ / 2 y también para ciertos valores de dispersión y de frecuencia de

modulación que serán independientes de la tensión de polarización que se aplique. En cambio, cuando se usa una configuración asimétrica en el modulador Mach-Zehnder, expresión (9), la diferencia de fase relativa entre las componentes espectrales que forman la señal de test cambiará debido a la dispersión. A la salida del elemento dispersivo un detector de ley cuadrática típico de los sistemas ópticos, nos dará la envolvente al cuadrado de la señal cuyo término a la frecuencia de modulación tiene la expresión

(πV } (πV λ2 f 2 }

b bom

e = cos sin ±π D cos (2π fm (t −τ g )) (13)

2Vπ 2Vπ c

Donde el signo positivo corresponde a tensión de polarización Vb aplicada al mismo electrodo que la modulación y el negativo a tensión Vb aplicada al otro electrodo. En el caso de moduladores con electrodos con distinto signo, expresión (9b), podríamos tener un cambio de

signo en la envolvente lo cual no significa ningún cambio desde el punto de vista práctico puesto que se mide potencia. Comparando esta expresión con la expresión típica en los sistemas de medida de dispersión convencionales, basados en configuración push-pull (12), observamos que con el modulador asimétrico tenemos ceros de envolvente a múltiplos impares de Vπ y también para ciertos valores de dispersión y de frecuencia de modulación que en este caso sí dependen de la tensión de polarización. Cabe en este momento hacer una distinción entre la naturaleza de los dos tipos de ceros de envolvente detectada: mientras que los ceros dependientes de la dispersión (ceros móviles o ceros pares) corresponden a interferencia destructiva entre las bandas de modulación, los ceros que no dependen del valor de la dispersión (ceros fijos o ceros impares) corresponden a valores de tensión de polarización para los cuales se anula la portadora como consecuencia de la interferencia entre las porciones de portadora que viajan por cada uno de los brazos interferométricos del modulador. Como veremos, la cancelación de la portadora que tiene lugar en los ceros fijos supone un inconveniente a la hora de aplicar el método de medida de dispersión a la monitorización de redes ópticas en funcionamiento puesto que se requiere un nivel aceptable de portadora para poder recuperar los datos.

Es interesante considerar la expresión que toma la envolvente (13) en ausencia de dispersión

1 (πVb }

πmt −) (14)e = 2 sin Vπ cos (2 f ( ) τg

En este caso la señal de respuesta del DUT contiene ceros para tensiones de polarización que son múltiplos enteros de Vπ.

En presencia de la dispersión lo que ocurre es que mientras los ceros correspondientes a múltiplos impares de Vπno cambian de valor porque corresponden a anulación de la portadora

óptica, los ceros múltiplos pares de Vπvan a depender del valor de la dispersión porque son

debidos a la interferencia destructiva entre bandas laterales. Podemos expresar los ceros impares y los pares respectivamente mediante

22 () ( om

()ii 2λf }

V =( ) 21− , =2i , i =±±

bioiVπ Vbpo +DV π 0, 1, 2,... (15)

c

Así, el sentido de movimiento de los ceros pares (hacia valores de Vb mayores o menores)

caracteriza y permite determinar el signo de la dispersión, dependiendo de si la configuración asimétrica del modulador Mach Zehnder es tal que señal y polarización se aplican al mismo o a distinto electrodo y si en ambos electrodos la fase que adquiere la señal óptica tiene el mismo o distinto signo al voltaje aplicado.

Según lo anterior, el coeficiente de dispersión puede calcularse haciendo

( V ()i } bpo c

=±−

Di 2 2 (16)

2Vπλf

om

Lo cual exige conocer cuál es el orden (el valor de i) del cero que se está midiendo. Al objeto de evitar ambigüedades debidas a la naturaleza periódica de las señales, en lo que sigue se supondrá que el máximo valor de dispersión con que nos encontraremos es tal que un cero par vendría a caer sobre un cero impar, esto es,

c

≤ (17) 2λ2 f 2

D

om

Aunque si se dispusiera de información adicional al respecto del número de ciclos completos de señal que la dispersión ha provocado

c

x

<1, este valor máximo podría ser mayor. λo fm

D =( )k +x 2 2, k =±±

0, 1, 2,... conocida y

Desde un punto de vista práctico, más que conocer el orden del cero que se está midiendo, consideraremos el desplazamiento del cero desde el valor de Vb para el cual se produce en

ausencia del DUT hasta el valor de Vb para el cual se produce cuando se inserta el DUT,

()i ()i ()i

ΔV =V −V =V

−2iVπ. Si en ausencia del DUT el cero no se corresponde

bp bpo bpo bpoDUT DUT DUT

exactamente con un múltiplo par de Vπ ya sospecharemos que el sistema de medida contiene

cierta dispersión, que de esta forma eliminaremos de la medida. Se obtiene el valor de la dispersión residual como

ΔV

bp c

Δ=D +2 2 (18)

2Vπλf

om

El valor de Vπpuede obtenerse en el propio punto de monitorización a partir de la diferencia

de Vb necesaria para pasar de un cero impar a otro cero impar, ΔVbii , o también para pasar de

un cero par a otro cero par, ΔVbii , ya que, ΔVbii =ΔVbpp =ΔVbxx =2Vπcon lo que finalmente

ΔV

bp c

ΔD =+ (19)

ΔV λ2 f 2

bxx om

Si lo que interesa es determinar el valor de dispersión total, puede prescindirse de realizar la medida de referencia (sin DUT) y usar como referencia los ceros impares en la medida con DUT. Igualmente existen aplicaciones en que simplemente no es posible disponer de la medida sin DUT como por ejemplo es el caso de la medida de dispersión en un enlace de larga distancia. En esos casos determinaremos el valor de Vbnecesario para pasar de un cero

()i ()i

impar a un cero par, ΔVbpi =Vbpo −Vbio , y usando (15), y la restricción de valor máximo de D en (17), llegaremos a

(1 ΔVbpi }c

D =± − 2 2 (20)

2 ΔV λf

bii om

Donde el signo positivo corresponde a tensión de polarización Vb aplicada al mismo electrodo que la modulación y el negativo a tensión Vb aplicada al otro electrodo.

Si la tensión de polarización Vb se hace variar lentamente en comparación con el tono piloto de modulación en radiofrecuencia, de forma periódica y continúa en un intervalo de tensiones

Vb3

Δ≥Vπ, la realización preferida anteriormente explicada permitiría determinar la dispersión total en un enlace a partir de medidas realizadas únicamente en el punto de monitorización, y por tanto funcionar como técnica básica de un monitor de dispersión para una red dinámicamente reconfigurable. La condición Vb3

Δ≥Vπ asegura que iremos registrando de forma periódica 3 ceros de envolvente y conviene poder discernir si se trata de dos ceros pares y uno impar o bien de dos ceros impares y uno par. Para identificar cuáles son los ceros pares puede preverse un sistema de calibración en el punto de monitorización consistente en añadir una dispersión conocida que provocará un movimiento predecible en dichos ceros. Ahora bién, hay que tener en cuenta que los llamados ceros impares o ceros fijos son debidos a cancelación de la portadora óptica, la cual suele ser esencial para la recuperación de los datos y por lo tanto no es aceptable que a causa del sistema de monitorización su valor tenga que cambiar y hasta anularse.

El sistema de monitorización tan sólo puede controlar parámetros pertenecientes a las bandas de modulación que se añaden, que al fin y al cabo suponen una interferencia o perturbación desde el punto de vista de los datos. Suponemos aquí que el índice de modulación respecto de la portadora se mantiene por debajo del 6% porque se ha demostrado que de este modo la penalización queda dentro de un límite razonable de unos 0.5 dB, ver K. J. Park, C. J. Youn,

J. H. Lee and Y. C. Chung, “Performance Comparisons of Chromatic Dispersion-Monitoring Techniques Using Pilot Tones”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 15, No 6, 2003.

La modificación de la técnica que se propone para adaptarla a un sistema de monitorización en tiempo real de redes ópticas se plantea en la figura 2. Se compone de una estructura interferométrica en la cual uno de los brazos, B1, contiene el sistema que modula los datos sobre la portadora óptica mientras que en el otro brazo, B2, un modulador de fase incorpora el tono piloto para la monitorización más una tensión lentamente variante que controla la fase de las bandas de modulación que se generan. Para que la portadora no quede afectada por la señal de monitorización la amplitud de la señal de modulación en B2 se elegirá de forma que se cancele la portadora en ese brazo. A la salida del emisor, punto C, la portadora será únicamente la que provenga del brazo B1 y por tanto no se verá afectada por el desplazamiento de fase que se aplica en el brazo B2. Los acopladores que controlan la razón de división entre los dos brazos interferométricos serán tales que en la salida del emisor, punto C, se obtenga una relación bandas-portadora suficientemente pequeña como para que en el punto de monitorización la señal detectada a cada uno de los armónicos se componga únicamente del batido banda-portadora y no del batido entre bandas, ver J. H. Lee, N. Yoshikane, T. Tsuritani y Tomohiro Otani, “Link Performance Monitoring Technique for Measuring Residual Chromatic Dispersion of Optical Links”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 10, No. 21, 2008; también para que la interferencia sobre los datos se mantenga dentro de límites razonables, ver K. J. Park, C. J. Youn, J. H. Lee and Y. C. Chung, “Performance Comparison of Chromatic Dispersion-Monitoring Techniques Using Pilot Tones”, IEEE Photonic Technology Letters, Vol. 15, No. 6, June 2003, pp 873-875.

El espectro de la señal en B2 en su equivalente paso bajo puede expresarse

(( πV }} (πV }∞

b bn

2 = exp jm cos (ωt)+ = exp j jJ n m exp(

EB Δ () jn Δωt ) (21)

Vn=−∞ Vππ

π Am

Donde Vπ es el voltaje de media onda del modulador de fase en el brazo B2 y m = . Al Vπ

objeto de que la portadora óptica no se vea afectada por interferencias con la señal que viaja por B2, seleccionaremos la amplitud de la señal de modulación de forma tal que se anule la portadora, esto es que el índice de modulación sea igual a un cero de la función de Bessel de

primera especie, Jm()=0 , por ejemplo m = V π

oA 2.405 π

Para este valor de índice de modulación además puede verse que la primera y la segunda 5 bandas de modulación contienen aproximadamente la misma potencia puesto que J (2.405)=0.52 , J (2.405)=0.43.

A los efectos de explicar la técnica básica consideraremos que por B1 viaja solamente la portadora. El espectro normalizado de la señal de test en la salida es aproximadamente

(π }

≈+α 2 m 4 ft �

E 1 2 exp jV �jJ m cos πft −Jm cos π Vπ

test b 1 ()( ) 2 () ( m )

(22)

αα

Donde , α= 12 es un factor que depende de las razones de división en los

(1−α)(1−α)

acopladores.

15 La señal de respuesta del DUT a la señal de test considerando que la frecuencia de modulación es lo suficientemente baja como para que la aproximación en (2) sea válida para el margen espectral desde f −2 f hasta f +2 f es

om om

( 2 f 2 �

� πλom }

j exp j DJm cos 2πft −τ +

1 () ( m ( g ))

c

(π }

≈+

EDUT 12αexp jV

b 22

V ( 4πλf }

π ()exp j omD cos(4 f (t −τ))

−Jm π

2 mg

c

(23) 20

En el punto de monitorización se detecta la amplitud de la envolvente a la frecuencia de modulación y a la de su segundo armónico, las cuales considerando que el nivel de las bandas es muy inferior al de la portadora, responden aproximadamente a las expresiones,

25 normalizadas al valor máximo

((V λ2 f 2 }}

b om

ef( ) =−sin π

m +D Vπ c

(24)

((V λ2 f 2 }}

b om

(2 m )=−cos π+4 D

ef Vπ c

(25)

En ausencia de dispersión los valores de tensión de polarización Vb necesarios para que se

produzcan mínimos de potencia detectada a la frecuencia de modulación y a la de su segundo armónico se diferencian en Vπ /2 y pueden expresarse respectivamente como

()i ()i

Vbo1 =iVπ , Vbo2 =iV π+Vπ /2 , mientras que cuando hay dispersión se expresan

22 22

(λ f }( 1 λ 4 f }

()i om ()i om

V =−i DV V i − DV .

, =+

bo1 π bo2 π

c 2 c

()i ()i

Determinando sobre las envolventes recibidas los valores de ΔVbo21 =Vbo 2 −Vbo1 , la tensión de

polarización en el modulador necesaria para pasar de un cero a la frecuencia de modulación a un cero a la frecuencia doble (nótese que tal y como se ha definido y bajo la condición (17) se

(i+1) (i)(i+1) (i)

tratará siempre de un valor positivo), y de ΔVboii =Vbo1−Vbo1 =Vbo2 −Vbo2 =Vπ la tensión

de polarización necesaria para pasar de un cero de amplitud al siguiente cero en el mismo armónico, ya sea el fundamental o el segundo armónico porque en ambos casos esta tensión es igual a Vπ , el valor del coeficiente de dispersión se obtiene de hacer

(}

1 ΔVbo21 c

D =−

2 ΔV 3λ2 f 2

boii om

(26) Nótese la analogía entre esta expresión y la obtenida en (20), y téngase en cuenta que en este caso consideramos que tanto tono de modulación como tensión de cambio del desplazamiento de fase se introducen en el mismo brazo de la configuración asimétrica (brazo B2) y que se comparan los mínimos en primer y segundo armónico. El método permite determinar tanto la magnitud como el signo de la dispersión. Como se ha dicho, ΔVbo21 es siempre un valor

positivo tal que ΔVbo21 <Vπ /2 si D >0y ΔVbo21 >Vπ /2 si D <0.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Método de medida de la dispersión cromática que incluye un emisor donde se genera una señal de test que se inyecta al dispositivo bajo medida (DUT) y un punto de monitorización donde se recoge la señal de respuesta del DUT, caracterizado porque la señal de test está compuesta por un tono a la frecuencia portadora de interés en la medida y por una o varias bandas de modulación y porque la diferencia de fase entre las bandas de modulación y la portadora en esta señal de test se fija y se controla en el emisor.
2.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 1 caracterizado porque se aplica a la monitorización de la dispersión cromática en un sistema de comunicaciones que incluye un emisor en el que se añade a la señal de información o datos la señal de test que se transmite conjuntamente, y un punto remoto de monitorización en que la señal de test es extraída y utilizada en la medida de monitorización,
3.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 1 caracterizado porque la señal de test se genera a partir de una señal óptica portadora que se inyecta sobre una configuración interferométrica de tipo Mach-Zehnder en la cual al menos en una de sus ramas o en las dos se sitúa un sistema de modulación de la fase óptica y porque un tono puro de radiofrecuencia y una señal continua o lentamente variante de polarización se aplican únicamente sobre uno de dichos sistemas de modulación de fase, ya sea las dos señales en el mismo, o en diferente modulador.
4.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 2 caracterizado porque la señal de test se genera mediante una configuración interferométrica Mach-Zehnder en que un acoplador previo a la modulación externa de los datos sobre la portadora desvía un porcentaje de dicha portadora hacia uno de los brazos de la configuración interferométrica en que se sitúa un modulador de fase que a) incorpora una modulación de fase mediante un tono puro en radiofrecuencia con cancelación de portadora óptica y b) añade una fase adicional mediante una tensión, bien continua,

bien lentamente variante; y porque dicha señal modulada en fase en uno de los brazos de la configuración interferométrica se añade a la señal modulada con los datos proveniente del otro brazo de la configuración interferométrica, en otro acoplador.
5.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 1 caracterizado porque el coeficiente de dispersión se calcula a partir del valor de la fase entre bandas y portadora impuesto en la señal de test cuando se mide un cero (mínimo) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
6.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 2 caracterizado porque el coeficiente de dispersión se calcula a partir del valor de la fase entre bandas y portadora impuesto en la señal de test cuando se mide un cero (mínimo) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
7.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 3 caracterizado porque para calcular el valor del coeficiente de dispersión se usa el valor de la tensión continua o lentamente variante de polarización en el emisor necesario para detectar un cero (mínimo) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
8.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 4 caracterizado porque para calcular el valor del coeficiente de dispersión se usa el valor de la tensión continua o lentamente variante de polarización en el emisor necesario para detectar un cero (mínimo) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
9.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 1 caracterizado porque la diferencia de fase entre las bandas de modulación y la portadora en la señal de test se hace variar periódicamente.
10.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 2 caracterizado porque la diferencia de fase entre las bandas de modulación y la portadora en la señal de test se hace variar periódicamente
11.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 3 caracterizado porque la tensión continua o lentamente variante de polarización en el emisor se hace variar periódicamente
12.

Método de medida de la dispersión cromáticasegún reivindicación 4 caracterizado porque la tensión continua o lentamente variante de polarización en el emisor se hace variar periódicamente
13.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 9 caracterizado porque la dispersión se determina a partir de la diferencia de instantes de tiempo en que se producen ceros (mínimos) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
14.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 10 caracterizado porque la dispersión se determina a partir de la diferencia de instantes de tiempo en que se producen ceros (mínimos) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
15.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 11 caracterizado porque la dispersión se determina a partir de la diferencia de instantes de tiempo en que se producen ceros (mínimos) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.
16.

Método de medida de la dispersión cromática según reivindicación 12 caracterizado porque la dispersión se determina a partir de la diferencia de instantes de tiempo en que se producen ceros (mínimos) de potencia de la envolvente a la frecuencia de modulación y/o a armónicos de la misma en el punto de monitorización.

ES 2 388 233 Al

FIGURAS

(2) (4)

fmfm fmfm f

fo

T2

Figura 1

Figura 2

OFTCTNA ES�AAOLA DE �ATENTES Y MARCAS�

N.O solicitud: � ES�AAA�

Fecha de presentaci6n de la solicitud: �3. 7.��

3� Fecha de prioridad:

TNFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNTCA

Int. Cl. H04B10118 (��.��) TNFORME DEL ESTADO DE LA TECNTCA

DOCUMENTOS RELETANTES

Categoria

@ Documentos citados Reivindicaciones afectadas

x

ES ��4��77 A� (UNTTERSTTAT �OLTTECNTCA DE CATALUNYA) ��.��. ��, ��4,7,�

resumen; pagina 3, linea �4 - pagina �, linea 4; pagina �, lineas 43; pagina �,

linea 3 - pagina 7, linea 37; figuras �, �.

A

�,�,��

A

ES ��A� (UNTTERSTTAT �OLTTECNTCA DE CATALUNYA) ��.��. ��4,

todo el documento.

A

US �3� 3� �� B� (KTM, K. et al.) �7. ��. ��, �,�,��

todo el documento.

A

E� �34� �47 A� (KOKUSAT DENSHTN DENWA CO., LTD.) �3.��.� ��, �,�,��

todo el documento.

A

US �3� �7 A (OZEKT, T. et al.) �4. ��.�

Categoria de los documentos citados x: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro4s de la misma categoria A: refleja el estado de la tecnica O: referido a divulgaci6n no escrita �: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentaci6n de la solicitud E: documento anterior, pero publicado despues de la fecha de presentaci6n de la solicitud

El presente informe ha sido realizado � para todas las reivindicaciones � para las reivindicaciones nO:

Fecha de realizaci6n del informe �7.��.�

Examinador O. Gonzalez �eaalba Pagina �44

NO de solicitud:

Documentaci6n minima buscada (sistema de clasificaci6n seguido de los simbolos de clasificaci6n) H�4B, G ��M, G � Bases de datos electr6nicas consultadas durante la busqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, terminos de

busqueda utilizados) TNTENES, E�ODOC, W�T, TNS�EC

Tnforme del Estado de la Tecnica agina �44

OPINION ESCRITA

NO de solicitud: ��

Fecha de Realizaci6n de la Opini6n Escrita: �7.��.�

Declaraci6n

Novedad (Art. .1 LP 11/198 ) Reivindicaciones 3 ��, �SI Reivindicaciones , �, 7, NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/198 ) Reivindicaciones , �, SI Reivindicaciones �4, 7, NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicaci6n industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y tecnico de la solicitud (Articulo 3 �.� Ley �4�� ).

Base de la Opini6n.-

La presente opini6n se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Tnforme del Estado de la Tecnica agina 344

OPINION ESCRITA

NO de solicitud: ��

1. Documentos considerados.-

A co ntinuaci6n se r elacionan l os doc umentos pertenecientes al est ado de la t ecnica t omados en c onsideraci6n para l a realizaci6n de esta opini6n.

Documento

Numero Publicaci6n o Identificaci6n Fecha Publicaci6n

D��

ES ��4 77 A (UNTTERSTTAT �OLTTECNTCA CATALUNYA) DE ��.��.�
2. Declaraci6n motivada segun los articulos 29. y 29.7 del Reglamento de ejecuci6n de la Ley 11/198 , de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraci6n

Se considera que la invenci6n definida en las reivindicaciones �,�, 7 y de la presente Solicitud carece de novedad por haber sido divulgada identicamente en el estado de la tecnica.

En efecto, en el documento D��, citado en el Tnforme sobre el Estado de la Tecnica (TET) con la categoria x para dichas reivindicaciones y considerado el antecedente mas pr6ximo al objeto en ellas definido, se describe un metodo con el mismo prop6sito de medir la dispersi6n cromatica (o retardo de grupo ver resumen de D� �) a una frecuencia portadora de interes (portadora 6ptica fija), en el que un emisor (conjunto formado por las referencias �3 y 4 �Figura �) genera una seaal de ensayo que se inyecta el dispositivo bajo medida o DUT (fibra 6ptica o red de Bragg), y la seaal de respuesta del DUT ( ��) es recogida en un p unto de monitorizaci6n ( �4), de t al manera que la seaal de ensayo esta compuesta por un tono a la frecuencia portadora de interes (seaal 6ptica portadora) en la medida y por una o varias bandas de modulaci6n (sendas bandas laterales a ambos lados de la portadora pagina 3, linea �7), y la diferencia de fases entre las bandas de modulaci6n y la portadora en esta seaal de medida se fija y se controla en el emisor (en la ecuaci6n (�) de D� puede encontrarse una expresi6n para dicha diferencia de fases que depende de un parametro que, segun la linea �� d el texto subsiguiente, se impone por el nivel de continua EB aplicado a una de las ramas del modulador). El metodo de D coincide, por tanto, tanto en su prop6sito como en las caracteristicas esenciales que lo hacen posible, con la primera reivindicaci6n de esta Solicitud, hasta el punto de qu e pu ede e xpresarse con un a r edacci6n si milar. D icha r eivindicaci6n ca rece, p or t anto, de n ovedad segun el Articulo � de la vigente Ley de �atentes.

Y un razonamiento similar puede hacerse para las restantes reivindicaciones �, 7 y �, que tambien carecen de novedad con respecto a D .

Se considera, ademas, que la invenci6n definida en las reivindicaciones 3 y 4 carece de actividad inventiva por poder ser deducida del estado de l a tecnica de un m odo evidente por un exp erto en la materia. Asi, por ejemplo, con respecto a l a reivindicaci6n 3, el interfer6metro que se emplea en el metodo de D�� tiene una misma configuraci6n en dos ramas con un sistema de modulaci6n en el que se aplica un tono puro de radiofrecuencia (barrido electrico frecuencial �referencia en la Figura �) y una seaal continua o lentamente variable de polarizaci6n (fuente de tensi6n 3), con la sola diferencia, no esencial y meramente alternativa, de que no se especifica que dicha modulaci6n sea una m odulaci6n de fase. Y otro tanto puede afirmarse d e l a r eivindicaci6n 4 co n r especto a D ��, d ocumento que afecta, por t anto a l a act ividad i nventiva d e am bas reivindicaciones segun el Articulo � L� .

Tnforme del Estado de la Tecnica agina 444