FR2737630A1 - Systeme de transmission optique a multiplexage de longueurs d'onde et dispositif d'emission utilise dans ce systeme de transmission - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'émission optique conçu pour être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde qui transmet plusieurs signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes dans une ligne de transmission. Le dispositif comporte plusieurs convertisseurs électro-optiques (41 à 4n ) qui convertissent respectivement des signaux électriques en une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes, une pluralité de pré-compensateurs (61 à 6n ) de la dispersion chromatique qui sont respectivement connectés aux convertisseurs électro-optiques afin de respectivement donner certaines dispersions chromatiques aux signaux optiques, et un multiplexeur optique (8) connecté aux pré-compensateurs afin de multiplexer les signaux optiques ayant reçu les dispersions chromatiques.
Description
La présente invention concerne de façon générale les systèmes de
transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde et, plus particulièrement, un dispositif d'émission optique pouvant commodément être utilisé dans ce
système de transmission.
Dans un système de transmission optique à longue distance classique qui traverse l'océan sur une distance de plusieurs milliers de kilomètres, on utilise, pour transmettre le signal optique, plusieurs répéteurs régénérateurs qui convertissent un signal optique en un signal électrique et effectuent une resynchronisation, une remise en forme et une régénération. Toutefois, actuellement, l'utilisation d'un amplificateur optique est progressivement passée dans l'usage pratique, et un système de transmission à répétition par amplification optique utilisant l'amplificateur optique comme répéteur linéaire est envisagé. Le remplacement du répéteur régénérateur par un répéteur à amplification optique permet de beaucoup réduire le nombre de pièces du répéteur, ce qui assure une plus
grande fiabilité et laisse espérer une grande diminution du coût.
De plus, parmi les procédés permettant de réaliser un système de transmission optique à grande capacité, l'attention s'est concentrée sur les systèmes de transmission optique par multiplexage de longueurs d'onde (WDM) qui permettent de multiplexer plusieurs signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes dans une seule ligne de transmission optique et de transmettre les signaux optiques multiplexés sur la ligne de transmission optique. Dans un système de transmission à répétition par transmission optique du type WDM, qui est configuré par combinaison du système de transmission optique WDM et du système de transmission à répétition par amplification optique, il est possible d'amplifier collectivement plusieurs signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes à l'aide d'amplificateurs optiques, de sorte qu'on peut obtenir, avec une configuration simple, une transmission de signaux optiques à grande capacité et
sur longue distance.
Comme système de transmission optique en multiplexage de longueurs d'onde d'un type classique, il a été proposé (OFC95, PD19, N.S. Bergano et al. AT&T) un compte-rendu d'un essai de transmission avec répétition par amplification optique qui utilisait huit canaux, une vitesse de transmission par canal de 5 Gb/s (capacité totale de 40 Gb/s), et une distance de transmission de
8 000 km (pour une longueur circulaire de 1 000 km). Dans le même compte-
rendu, les longueurs d'onde des huit signaux optiques ont été placés à intervalles réguliers de 0,53 nm, sur la gamme allant de 1556,0 nm à 1559,7 nm, et les numéros des canaux ont été attribués à ces longueurs d'onde différentes en partant du côté des plus courtes longueurs d'onde. Comme ligne de transmission, on a utilisé une fibre à dispersion nulle à 1,5 umn (fibre à dispersion décalée, ou DSF) et
une fibre à dispersion nulle à 1,3 /n (fibre à haute dispersion, ou HDF).
La dispersion de la fibre à dispersion décalée est de -2 ps/nm/km en moyenne pour une longueur d'onde de 1558 m. La dispersion de la fibre à haute dispersion peut être estimée à environ 20 ps/nm/lm. Une boucle circulaire est construite sous la forme d'une ligne de transmission optique et de vingt-deux répéteurs à amplification optique et un amplificateur optique à compensation de
niveau lumineux de signal qui sont insérés dans la ligne de transmission optique.
L'écartement entre les répéteur est de 45 km. La fibre à dispersion décalée est utilisée de la première section de répétition à la 20e section de répétition, et, dans les 21l et 22e sections de répétition, on utilise la fibre à haute dispersion. Apres avoir circulé huit fois dans la boucle circulaire, chaque signal optique subit une compensation de dispersion (post-compensation) au moyen d'une fibre de compensation de dispersion (DEF) se trouvant du côté réception. La longueur de la fibre de compensation de dispersion de chaque canal (ou longueur d'onde du signal
lumineux) est ajustée pour l'exécution de la compensation de la dispersion.
Dans le compte-rendu ci-dessus indiqué, un taux d'erreur sur les bits de 2x10-10 est atteint, et il n'y a presque pas de marge du système. Pour agrandir la marge du système, on peut envisager un procédé consistant à augmenter la puissance lumineuse de sortie du répéteur à amplification optique. Toutefois, dans ce cas, puisque ce procédé est fortement affecté par les effets non linéaires de la ligne de transmission, il est important de fixer la dispersion chromatique de la ligne de transmission en prenant suffisamment en considération les effets non linéaires. La figure 18 est un diagramme de la dispersion chromatique pour le cas o la longueur d'onde de la lumière du signal est de 1558,0 nm. Comme on peut le voir sur la figure 18, une dispersion chromatique de -1800 ps/nm a lieu lorsque la transmission atteint 900 km, et cette dispersion chromatique peut ensuite être compensée jusqu'à donner presque 0 ps/nm à l'aide de la fibre à haute dispersion
d'une longueur totale de 90 km. Ensuite, ce schéma se répète.
La figure 19 est un diagramme montrant la dispersion chromatique du
signal lumineux de longueur d'onde 1556,0 nm, constituant le premier canal.
Comme on peut le voir sur la figure 19, une dispersion chromatique de -1960 ps/nm apparaît pour une transmission de 900 km, mais une dispersion d'environ -160 ps/nm subsiste après qu'a été effectuée la compensation de la dispersion au moyen de la fibre à haute dispersion qui possède une longueur totale de 90 km. Par conséquent, la dispersion chromatique finale pour une transmission de 8 000 km atteint -1280ps/nm. La figure 20 est un diagramme montrant la dispersion chromatique du signal lumineux de longueur d'onde 1559,7 nm faisant fonction du 8e canal. Comme on peut le voir sur la figure 20, la dispersion
chromatique finale atteint +1100 ps/nm pour une transmission de 8 000 km.
Par conséquent, la différence existant entre la dispersion chromatique restante du premier canal et la dispersion chromatique restant du 8e canal atteint 2 000 ps/nm, ou plus. Dans le cas o la puissance lumineuse de sortie du répéteur à amplification optique est suffisamment petite, on peut obtenir une quantité admissible de dispersion chromatique sans devoir prendre en considération les effets non linéaires, et ceci ne pose presque aucun problème puisque la quantité admissible de dispersion chromatique est relativement grande. Toutefois, dans le cas o la puissance lumineuse de sortie du répéteur à amplification optique est grande, la quantité admissible de dispersion chromatique est amenée, par effet non linéaire, à devenir petite. Cest pourquoi il existe une limite à la compensation de la dispersion chromatique (post-compensation) effectuée du côté réception, comme
décrit dans le compte-rendu cité ci-dessus.
La figure 21 montre la dépendance des caractéristiques de transmission vis-à-vis de la longueur d'onde dans le cas o seule la post- compensation de la dispersion chromatique est effectuée. Sur la figure 21, est présentée la détérioration d'ouverture d'oeil minimale qui est obtenue par optimisation de la quantité de post-compensation. Comme cela apparaît clairement sur la figure 21, une grande détérioration d'ouverture d'oeil a lieu dans les régions de longueurs d'onde qui sont
plus longues et plus courtes que la longueur d'onde de référence de 1558 rnm.
Toutefois, la sortie de l'amplificateur optique est supposée être +4 dB.
Dans un système de transmission avec répétition par amplification optique à multiplexage de longueurs d'onde sur longue distance, la quantité de dispersion chromatique dans chaque canal se décale de façon importante pendant la transmission sous l'influence de la pente de dispersion chromatique (dispersion secondaire) même lorsque la dispersion chromatique de la ligne de transmission est compensée par division, en raison de longueurs d'onde différentes des signaux lumineux dans l'ensemble des canaux. Alors que le compte-rendu ci-dessus
présenté montre qu'on réalise la compensation de la dispersion chromatique (post-
compensation) en donnant à chaque canal du côté récepteur une quantité optimale de dispersion chromatique, il existe une limite à l'étendue des améliorations
pouvant être apportées, comme ci-dessus mentionné.
C'est donc un but de l'invention de fournir un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde qui peut abaisser la distorsion des formes d'onde du signal lumineux en effectuant une compensation améliorée de la
dispersion chromatique.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif d'émission optique qui peut abaisser la distorsion des formes d'onde du signal lumineux en donnant une dispersion chromatique prédéterminée au signal lumineux de chaque
canal, du côté émission.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif d'émission optique qui peut abaisser la distorsion des formes d'onde du signal lumineux en donnant un décalage de fréquence prédéterminée au signal lumineux de chaque
canal, du côté émission.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif d'émission optique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde permettant de transmettre une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes sur une ligne de transmission, qui comprend une pluralité de moyens de conversion électro-optique servant à respectivement convertir des signaux électriques en ladite pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes; une pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique qui sont respectivement connectés à ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique, afin de donner respectivement certaines dispersions chromatiques à ladite pluralité de signaux optiques, chacun desdits moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique étant destiné à compenser la différence de dispersion chromatique existant dans ladite ligne de transmission du fait de la différence de longueur d'onde entre la longueur d'onde de chaque signal optique et une longueur d'onde particulière pour laquelle la dispersion chromatique de ladite ligne de transmission devient nulle; et un multiplexeur optique connecté à ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique, qui sert à multiplexer ladite pluralité de signaux optiques auxquels lesdites dispersions chromatiques ont été données. De préférence, chacun des moyens de pré- compensation de la dispersion chromatique est configuré par une fibre optique. Lorsque le signal lumineux possède une longueur d'onde plus courte que la longueur d'onde spécifique, une fibre optique possédant une dispersion chromatique positive est utilisée, tandis que, lorsque le signal lumineux possède une longueur d'onde plus grande que la longueur d'onde spécifique, une fibre optique présentant une
dispersion chromatique négative est utilisée.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif d'émission optique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde qui sert à transmettre une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs différentes dans une ligne de transmission, le dispositif comprenant une pluralité de moyens de conversion électro-optique servant à respectivement convertir des signaux électriques en ladite pluralité de signaux optiques de longueurs d'onde différentes, chacun desdits moyens de conversion électro-optique ayant un moyen de modulation permettant d'effectuer à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase sur chacun desdits signaux optiques; et un multiplexeur optique connecté à ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique, qui sert à multiplexer ladite pluralité de signaux optiques. Le moyen de modulation applique à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à chaque signal optique, de façon à donner un décalage de fréquence prédéterminé, c'est-à-dire une pré-modulation de fréquence d'impulsion, à chaque signal optique. Par conséquent, il est possible d'améliorer la compensation de la dispersion chromatique dans le système de transmission à répétition par amplification optique avec multiplexage de longueurs d'onde. Par exemple, chacun des moyens de conversion électro-optique comprend une source lumineuse servant à émettre une lumière continue et un modulateur d'intensité servant à moduler la lumière continue délivrée par la source lumineuse en fonction de chaque signal électrique. Le modulateur d'intensité applique à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à la lumière continue, de
manière à donner un décalage de fréquence prédéterminé à chaque signal optique.
Selon une autre possibilité, chaque moyen de conversion électro-
optique comprend une source lumineuse destinée à émettre une lumière continue et un modulateur destiné à moduler directement la source de lumière en fonction de chaque signal électrique. Ce modulateur applique à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à la lumière continue, de manière à donner
un décalage de fréquence prédéterminé à chaque signal optique.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde, qui comprend une pluralité de moyens de conversion électro-optique servant à respectivement convertir des signaux électriques en une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes; une pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique qui sont respectivement connectés à ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique afin de donner respectivement certaines dispersions chromatiques à ladite pluralité de signaux optiques; un multiplexeur optique connecté à ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique afin de multiplexer ladite pluralité de signaux optiques auxquels lesdites dispersions chromatiques ont été données; une ligne de transmission optique connectée par une de ses extrémités audit multiplexeur optique; un démultiplexeur optique connecté à l'autre extrémité de ladite ligne de transmission optique afin de démultiplexer ladite pluralité de signaux optiques à longueurs d'onde multiplexées; une pluralité de moyens de post-compensation de la dispersion chromatique qui sont destinés à recevoir des signaux optiques délivrés par ledit démultiplexeur optique, afin de donner respectivement certaines dispersions chromatiques auxdits signaux optiques reçus; et une pluralité de moyens de conversion opto-électrique servant à respectivement convertir les signaux optiques délivrés par ladite pluralité de moyens de post-compensation de
la dispersion chromatique en des signaux électriques.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un premier mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est un graphe montrant un exemple de la disposition des canaux dans un premier mode de réalisation préféré; la figure 3 est un graphe montrant la quantité de dispersion chromatique d'un signal lumineux de longueur d'onde 1556 nm selon le premier mode de réalisation préféré; la figure 4 est un graphe montrant la quantité de dispersion chromatique d'un signal lumineux de longueur d'onde 1559,7 nm selon le premier de réalisation préféré; la figure 5 est un schéma fonctionnel d'un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention; les figures 6A, 6B et 6C sont des schémas fonctionnels montrant des exemples d'un convertisseur électro-optique; les figures 7A et 7B sont des vues montrant des exemples d'un modulateur d'intensité; la figure 8 est un graphe montrant la relation qui existe entre une quantité de prémodulation de fréquence d'impulsion et une détérioration d'ouverture d'oeil; la figure 9 est un schéma fonctionnel d'un troisième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 10 est un graphe montrant la relation qui existe une quantité de dispersion chromatique et une détérioration d'ouverture d'oeil; la figure 11 est un schéma fonctionnel d'un quatrième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 12 est un schéma fonctionnel d'un cinquième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 13 est un schéma fonctionnel d'un sixième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 14 est un schéma fonctionnel d'un septième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 15 est un schéma fonctionnel d'un huitième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 16 est un graphe représentant un exemple de disposition de canaux dans le huitième mode de réalisation préféré; la figure 17 est un schéma fonctionnel d'un neuvième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 18 est un graphe montrant la quantité de dispersion chromatique d'un signal lumineux de longueur d'onde de 1558 nm selon la technique antérieure; la figure 19 est un graphe montrant la quantité de dispersion chromatique d'un signal lumineux de longueur d'onde de 1556 nm selon la technique antérieure; la figure 20 est un graphe montrant la quantité de dispersion chromatique d'un signal lumineux de longueur d'onde de 1559,7 nm selon la technique antérieure; et la figure 21 est un graphe montrant la dépendance de la caractéristique
de transmission vis-à-vis de la longueur d'onde dans le cas o seule la post-
compensation de la dispersion chromatique a été effectuée.
On se reporte maintenant à la figure 1, qui montre le schéma fonctionnel d'un premier mode de réalisation préféré de l'invention. Ce mode de réalisation préféré adopte un procédé de pré-compensation tel qu'une dispersion chromatique prédéterminée est donnée à chaque canal, du côté émission. Un dispositif d'émission optique 2 comporte une pluralité de convertisseurs électro- optiques 41 à 4n servant à convertir des signaux électriques en une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes. Il est prévu sur l'étage
arrière des convertisseurs électro-optiques 41 à 4n une pluralité de pré-
compensateurs de la dispersion chromatique, 61 à 6n, servant à donner une dispersion chromatique prédéterminée aux signaux optiques délivrés respectivement par les convertisseurs électro-optiques 41 à 4n. Un multiplexeur optique 8 est connecté aux pré-compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n afin de multiplexer les signaux optiques délivrés par les pré-compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n et de transmettre les signaux optiques multiplexés
à une ligne de transmission.
Dans le dispositif d'émission optique 2 selon ce mode de réalisation préféré, chacun des pré-compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n compense la différence de dispersion chromatique existant dans la ligne de transmission qui est due à la différence de longueur d'onde entre la longueur d'onde de chaque signal optique et une longueur d'onde spécifique pour laquelle la
dispersion chromatique de la ligne de transmission optique devient nulle.
La figure 2 montre un exemple de disposition des canaux dans le cas de huit canaux. Comme on peut le voir sur la figure 2, quatre canaux sont uniformément disposés de part et d'autre d'une longueur d'onde spécifique Xo. Une fibre de compensation de la dispersion chromatique, qui possède une dispersion chromatique positive, est utilisée comme moyen de pré-compensation pour chaque canal ayant une longueur d'onde plus courte que la longueur d'onde spécifique. Inversement, une fibre de compensation de la dispersion chromatique, ayant une dispersion chromatique négative, est utilisée pour la pré-compensation de chaque canal ayant une longueur d'onde plus grande que la longueur d'onde spécifique. Par exemple, on utilise une fibre à dispersion nulle à 1,3 um comme fibre de compensation de la dispersion chromatique possédant une dispersion chromatique positive, et une fibre à dispersion nulle à 1, 5 jumn, ou une fibre de compensation spéciale, comme fibre de compensation de la dispersion
chromatique possédant une dispersion chromatique négative.
La figure 3 est un diagramme de la dispersion chromatique dans le cas o un signal lumineux de longueur d'onde de 1556,0 nm est émis par le dispositif d'émission optique 2 selon ce mode de réalisation préféré. Lorsqu'une dispersion chromatique de +640 ps/nm est donnée par le précompensateur de dispersion chromatique 6, une dispersion chromatique compensée de -640 ps/nm subsiste après une transmission de 8 000 km. Par comparaison avec la technique antérieure, comme représenté sur la figure 19, la dispersion chromatique compensée restante a été réduite de moitié. La figure 4 est un diagramme de la dispersion chromatique
pour le cas o un signal lumineux de longueur d'onde de 1559,7 nm est émis.
Lorsqu'une dispersion de -550 ps/nm est donnée par le pré-compensateur de dispersion chromatique 6, une dispersion chromatique compensée de + 550 ps/nm subsiste après une transmission de 8 000 km. Par comparaison avec la technique antérieure, comme représenté sur la figure 20, la dispersion chromatique
compensée restante est, de même, réduite de moitié.
On se reporte maintenant à la figure 5, qui montre le schéma de principe d'un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention. Ce mode de réalisation préféré adopte un procédé de pré-modulation de fréquence d'impulsion, de sorte qu'un décalage de fréquence prédéterminé est donné à chaque canal. Un
dispositif d'émission optique 2A comporte plusieurs convertisseurs électro-
optiques 101 à 10n servant à convertir des signaux électriques en une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes et un multiplexeur optique 8 connecté aux convertisseurs électro-optiques 101 à 10n afin de
multiplexer les signaux optiques délivrés par les convertisseurs électro-
optiques 101 à I0n. Chacun des convertisseurs électro-optiques 101 à 10n possède un moyen de modulation 12 servant à appliquer à la fois une modulation
d'intensité et une modulation de phase à chaque signal optique.
Le moyen de modulation 12 applique à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à chaque signal optique, de manière à donner un décalage de fréquence prédéterminé à chaque signal optique. Les
figures 6A, 6B et 6C représentent quelques exemples du convertisseur électro-
optique 10. Le convertisseur électro-optique 10 représenté sur la figure 6A à titre d'exemple est composé d'une source de lumière 14 servant à émettre une lumière continue et d'un modulateur d'intensité 16 servant à moduler la lumière continue délivrée par la source de lumière 14 en fonction d'un signal électrique. Le modulateur d'intensité 16 est conçu pour appliquer à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à la lumière continue. Le modulateur d'intensité 16 est configuré selon un modulateur optique de Mach-Zehnder, par exemple. Ainsi, le modulateur d'intensité 16 applique à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase à la lumière continue, de manière à donner
un décalage de fréquence prédéterminé au signal optique.
Le convertisseur électro-optique 10 représenté sur la figure 6B au titre d'un autre exemple comporte une source de lumière 14 servant à émettre une lumière continue. La source de lumière 14 est directement modulée en fonction d'un signal électrique de façon à convertir un signal électrique en un signal optique. Lorsque la source de lumière 14 est directement modulée en fonction du signal électrique, la modulation d'intensité et la modulation de phase sont toutes deux effectuées de manière à donner un décalage de fréquence prédéterminé au
signal optique.
Le convertisseur électro-optique 10 représenté sur la figure 6C, au titre d'un autre exemple, est composé d'une source de lumière 14 servant à émettre une lumière continue, d'un modulateur de fréquence 18 servant à moduler la source de lumière 14 à une fréquence correspondant sensiblement à la vitesse de transmission ou au débit binaire, et d'un modulateur d'intensité 16 servant à moduler la lumière continue délivrée par la source de lumière 14 en fonction d'un signal électrique. Dans cet exemple, la source de lumière 14 est directement modulée par le modulateur de fréquence 18 de facçon à donner une pré-modulation
de fréquence d'impulsion à la lumière continue émise par la source de lumière 14.
Le modulateur d'intensité 16 effectue simplement la modulation d'un signal principal. Comme on peut le voir sur les figures 7A et 7B, il existe différents modulateur optiques de Mach-Zehnder 20A et 20B qui peuvent être employés au titre du modulateur d'intensité 16. Le modulateur optique de Mach-Zehnder 20A représenté sur la figure 7A possède un guide d'ondes 24 qui est formé sur un substrat 22 de niobate de lithium (LiNbO3), ou analogue, et une paire de guides d'ondes ramifiés 26a et 26b qui sont connectés au guide d'ondes 24. Deux électrodes 28 et 30 de formes différentes sont montées respectivement sur les guides d'ondes ramifiés 26a et 26b. L'électrode 28 est une électrode de signal, et l'électrode 30 est une électrode de mise à la terre. Ainsi, le modulateur optique de Mach-Zehnder 20A possède deux électrodes, 28 et 30, qui sont mutuellement asymétriques. Cest pourquoi la modulation d'intensité et la modulation de phase
peuvent être toutes deux appliquées au signal optique.
Le modulateur optique de Mach-Zehnder 20B représenté sur la figure 7B diffère du modulateur optique 20A représenté sur la figure 7A
simplement en ce que la forme de l'électrode 28' diffère de celle de l'électrode 28.
Ainsi, l'électrode 28' s'étend jusqu'au guide d'ondes 24, de manière à former une partie 32 de modulation de phase. Par conséquent, le modulateur optique de Mach-Zehnder 20B représenté sur la figure 7B possède la partie de modulation de phase 32. Ainsi, par comparaison avec le modulateur optique 20A de la figure 7A, le modulateur optique 20B peut appliquer positivement une modulation de phase au signal optique, de manière à produire un décalage de fréquence plus important
(pré-modulation de fréquence d'impulsion).
Comme on peut le voir sur la figure 8, il existe une relation entre la quantité de pré-modulation de fréquence d'impulsion du signal lumineux et la détérioration d'ouverture d'oeil. La dépendance de la caractéristique de transmission vis-à-vis de la quantité de modulation de fréquence d'impulsion
avait été ici évaluée dans le cas d'une dispersion chromatique de +200 ps/nm.
Toutefois, un cryptage de polarisation rapide a été appliqué au signal lumineux. Il apparaît clairement que les caractéristiques de transmission s'améliorent dans l'intervalle de la quantité de pré- modulation de fréquence d'impulsion a d'un facteur de 0,5 à 3,0 fois la vitesse de transmission. Alors que la figure 8 montre que la détérioration d'ouverture d'oeil est petite même dans l'intervalle d'une quantité C de modulation de fréquence d'impulsion qui n'est pas inférieure à 3,0, cetintervalle n'est pas préférable puisque l'application d'une quantité de pré-modulation de fréquence d'impulsion qui n'est pas inférieure à 3,0 au signal lumineux provoque une distorsion de la forme d'onde qui est due à l'étalement du spectre du signal
lumineux.
Sur la figure 9, est représenté un schéma fonctionnel d'un troisième mode de réalisation préféré de l'invention. Sur la figure 9, est présenté un schéma fonctionnel d'un troisième mode de réalisation préféré de l'invention. Un dispositif d'émission optique 2B de ce mode de réalisation préféré adopte la combinaison du
procédé de pré-compensation représenté sur la figure 1 et du procédé de pré-
modulation de fréquence d'impulsion représenté sur la figure 5, si bien que ce
dispositif 2B est plus efficace.
Sur la figure 10, est représentée la relation entre la quantité de dispersion chromatique et la détérioration d'ouverture d'oeil dans le cas d'un signal lumineux de longueur d'onde 1557 nm. Sur la figure 10, la ligne en trait interrompu montre le cas o seule la pré-compensation est effectuée tandis que la pré-modulation de fréquence d'impulsion n'est pas effectuée, et la ligne en trait interrompu représente le cas o la pré-modulation de fréquence d'impulsion, dans une quantité correspondant à 1,5, et la pré-compensation sont effectuées de
manière combinée. Comme on peut le voir sur la figure 10, lorsqu'une pré-
compensation de +200 à +400 ps/nm est appliquée à une dispersion chromatique cumulée d'environ -400 ps/nm dans la ligne de transmission, les caractéristiques de transmission peuvent être améliorées. Ainsi, on peut améliorer beaucoup les caractéristiques de transmission en donnant une pré-compensation d'une quantité de 0,5 ou plus fois la différence de dispersion chromatique de la ligne de
transmission.
Sur la figure 11, est représenté un schéma de principe d'un quatrième mode de réalisation préféré de l'invention. Ce mode de réalisation préféré emploie
un atténuateur optique ou un amplificateur optique pour réaliser une pré-
accentuation telle que la puissance du signal lumineux de chaque canal soit fixée à une valeur différente. Ainsi, une pluralité d'atténuateurs optiques ou
d'amplificateurs optiques 341 à 34n sont insérés entre une pluralité de pré-
compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n et un multiplexeur optique 8.
Pour abaisser la détérioration du rapport entre la puissance du signal lumineux et la puissance lumineuse parasite qui est due à la dépendance, vis-à-vis de la longueur d'onde, des gains d'une pluralité d'amplificateurs optiques insérés dans la ligne de transmission, la puissance lumineuse de chaque canal est fixée à une valeur différente par l'atténuateur optique ou l'amplificateur optique 341 à 34n correspondant. Sur la figure 12, est représenté le schéma de principe d'un cinquième mode de réalisation préféré de l'invention. Dans ce mode de réalisation préféré, un crypteur de polarisation est inséré dans chaque canal pour réaliser une altération de l'état de polarisation du signal lumineux. Ainsi, un dispositif d'émission optique 2D emploie une pluralité de crypteurs de polarisation 361 à 36n qui sont insérés entre une pluralité de pré-compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n et un multiplexeur optique 8. L'état de polarisation de chaque signal optique est altéré par chacun des crypteurs de polarisation 361 à 36n de façon à abaisser la détérioration du signal lumineux qui est due au gain ou à la perte de la dépendance, vis-à-vis de la polarisation, d'une pluralité d'amplificateurs optiques insérés dans
la ligne de transmission.
Sur la figure 13, est représenté le schéma de principe d'un sixième mode de réalisation préféré selon l'invention. Dans ce mode de réalisation préféré, une pluralité de crypteurs de polarisation 361 à 36n et une pluralité d'amplificateurs optiques341 à 34n sont respectivement insérés dans tous les canaux. Avec une telle disposition, on effectue à la fois une pré-accentuation de chaque signal lumineux et une altération de l'état de polarisation de chaque signal lumineux. Les amplificateurs optiques 341 à 34n peuvent être placés sur l'étage avant des crypteurs de polarisation 361 à 36n. De plus, les amplificateurs
optiques 341 à 34n peuvent être remplacés par des atténuateurs optiques.
Sur la figure 14, est représenté le schéma de principe d'un septième mode de réalisation préféré selon l'invention. Dans ce mode de réalisation préféré, un système d'émission optique à multiplexage de longueurs d'onde est configuré à l'aide du dispositif de transmission optique 2 de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 14, le dispositif d'émission optique 2 et un dispositif de réception optique 40 sont connectés ensemble par une ligne de transmission 38 faite de fibres optiques monomodes. Un démultiplexeur optique 42 est prévu dans le dispositif de réception optique 40 de façon à démultiplexer le signal optique multiplexé en longueurs d'onde qui est transmis via la ligne de transmission 38 en une pluralité
de signaux optiques relatifs à tous les canaux.
Les signaux optiques venant du démultiplexeur optique 42 reçoivent certaines dispersions chromatiques de la part de plusieurs postcompensateurs de dispersion chromatique 441 à 44n. Après cela, les signaux optiques sont convertis en signaux électriques par une pluralité de convertisseurs optoélectriques 461 à 46n. Selon ce mode de réalisation préféré, la différence de dispersion chromatique présente dans la ligne de transmission 38 du fait de la différence de longueur d'onde entre la longueur d'onde de chaque signal optique et la longueur d'onde spécifique pour laquelle la dispersion chromatique de la ligne de transmission 38 devient nulle est compensée par les pré-compensateurs de dispersion chromatique 61 à 6n et les post-compensateurs de dispersion chromatique 441 à 44n- Sur la figure 15, est représenté le schéma de principe d'un huitième mode de réalisation préféré selon l'invention. Dans ce mode de réalisation préféré, plusieurs amplificateurs optiques 481 à 48m sont insérés dans la ligne de transmission 38 qui est utilisée dans le septième mode de réalisation préféré de la figure 14. Lorsque le dispositif d'émission optique (2C) représenté sur la figure 11 est utilisé à la place du dispositif d'émission optique 2, la pré-accentuation de chaque signal optique peut être réalisée. Dans ce cas, pour abaisser la détérioration du rapport entre la puissance lumineuse du signal et la puissance lumineuse parasite due à la dépendance, vis-à-vis de la longueur d'onde, des gains des amplificateurs optiques 481 à 48m insérés dans la ligne de transmission 38, la puissance du signal lumineux de chaque canal est fixée à une valeur différente par
les atténuateurs optiques ou les amplificateurs optiques 341à 34n.
La figure 16 représente un exemple de placement des canaux pour le cas ci-dessus présenté, o une pré-accentuation de chaque signal optique est effectuée. Sur la figure 16, une courbe 50 montre la caractéristique gain-longueur d'onde des amplificateurs optiques 481 à 48m. Dans le cas o.j<Xk, A représentant la longueur d'onde, la longueur d'onde du signal lumineux est de préférence fixée dans une région de longueurs d'onde o les gains J(X) des amplificateurs optiques 481 à 48m satisfont G(kj) < G(Xk), comme représenté sur
la figure 16.
Sur la figure 17, est représenté un schéma fonctionnel d'un neuvième mode de réalisation selon l'invention. Dans ce mode de réalisation préféré, plusieurs compensateurs disposés en ligne, agissant sur la dispersion chromatique, 521 à 525 sont insérés dans la ligne de transmission 38 qui est utilisée dans le huitième mode de réalisation préféré de la figure 15. Les dispersions chromatiques de la ligne de transmission38 sont compensées collectivement par les compensateurs en ligne de dispersion chromatique 521 à 525. Toutefois, la différence de dispersion chromatique de chaque canal ne peut pas être compensée
par les compensateurs en ligne de dispersion chromatique 521 à 525.
Selon la présente invention, en effectuant une compensation de la dispersion chromatique ou une pré-modulation de fréquence d'impulsion pour chaque signal optique du côté émission, on peut améliorer la limitation de ce que l'on appelle la post-compensation, classiquement effectuée pour donner une quantité de dispersion chromatique optimale à chaque canal du côté réception. En
combinant la pré-compensation devant être effectuée du côté émission et la post-
compensation devant être effectuée du côté réception, il est possible d'affaiblir la distorsion des formes d'onde de chaque signal optique d'une manière qui améliore
grandement les caractéristiques de transmission.
Comme amplificateur optique inséré dans la ligne de transmission, on
peut utiliser une fibre dopée aux terres rares.
Claims (25)
1. Dispositif d'émission optique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde servant à transmettre une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes via une ligne de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de moyens de conversion électro-optique (41 à 4n) servant à respectivement convertir des signaux électriques en ladite pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes; une pluralité de moyens de pré-compensation (61 à 6n) de la dispersion chromatique qui sont respectivement connectés à ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique, afin de respectivement donner certaines dispersions chromatiques à ladite pluralité de signaux optiques, chacun desdits moyens de pré- compensation de la dispersion chromatique étant conçu pour compenser la différence de dispersion chromatique apparaissant dans ladite ligne de transmission du fait d'une différence de longueur d'onde entre la longueur d'onde de chaque signal optique et la longueur d'onde spécifique à laquelle la dispersion chromatique de ladite ligne de transmission devient nulle, et un multiplexeur optique (8) connecté à ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique, afin de multiplexer ladite pluralité de signaux optiques auxquels lesdites dispersions chromatiques ont été données.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique est configuré par une fibre optique, ladite fibre optique étant une fibre optique qui possède une dispersion chromatique positive lorsque ladite longueur d'onde de chaque signal optique est plus courte que ladite longueur d'onde spécifique, tandis que ladite fibre optique est une fibre optique possédant une dispersion chromatique négative lorsque ladite longueur d'onde de chaque signal optique est plus grande que ladite
longueur d'onde spécifique.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune desdites fibres optiques possède une quantité de dispersion chromatique d'environ 0,5 fois ou plus la différence de dispersion chromatique apparaissant dans ladite ligne de transmission du fait de la différence de longueur d'onde entre ladite
longueur d'onde de chaque signal optique et ladite longueur d'onde spécifique.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fibre optique possédant une dispersion chromatique positive est une fibre à dispersion nulle à 1,3/,um, et ladite fibre optique possédant une dispersion chromatique
négative est une fibre de compensation de dispersion à 1,5 um.
5. Dispositif d'émission optique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde servant à transmettre une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes via une ligne de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de moyens de conversion électro-optique (101 à 10n) servant respectivement à convertir des signaux électriques en ladite pluralité de signaux optiques qui ont des longueurs d'onde différentes, chacun desdits moyens de conversion électro-optique possédant un moyen de modulation (12) permettant d'effectuer à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase sur chacun desdits signaux optiques; et un multiplexeur optique (8) connecté à ladite pluralité de moyens de
conversion électro-optique afin de multiplexer ladite pluralité de signaux optiques.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que: chacun desdits moyens de conversion électro-optique comprend une source de lumière servant à émettre une lumière continue et un modulateur d'intensité servant à moduler l'intensité de ladite lumière continue délivrée par ladite source de lumière en fonction de chaque signal électrique; ledit modulateur d'intensité comportant ledit moyen d'intensité qui sert
à effectuer à la fois la modulation d'intensité et la modulation de phase.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que: chacun desdits moyens de conversion électro-optique comprend une source de lumière servant à émettre une lumière continue et un modulateur servant à moduler directement ladite source de lumière en fonction de chaque signal électrique; ledit modulateur comportant ledit moyen de modulation qui sert à
effectuer à la fois modulation d'intensité et la modulation de phase.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit modulateur d'intensité comprend un modulateur optique de Mach-Zehnder qui
possède deux électrodes asymétriques.
9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit modulateur d'intensité comprend un modulateur optique à Mach-Zehnder qui
possède deux électrodes asymétriques et une partie de modulation de phase.
10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la quantité de décalage de fréquence intervenant dans ladite modulation de phase est fixée à
une valeur d'environ 0,5 à environ 3,0 fois le débit binaire.
11. Dispositif selon la revencication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de modulation effectue ladite modulation de phase de façon à produire un décalage de fréquence positif lorsque ladite longueur d'onde de chaque signal optique est plus courte que ladite longueur d'onde spécifique pour laquelle la
dispersion chromatique de ladite ligne de transmission devient nulle.
12. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de modulation effectue ladite modulation de phase de façon à produire un décalage de fréquence négatif lorsque ladite longueur d'onde de chaque signal optique est plus grande que ladite longueur d'onde spécifique pour laquelle la
dispersion chromatique de ladite ligne de transmission devient nulle.
13. Dispositif d'émission optique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde afin de transmettre une pluralité de signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes via une ligne de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de moyens de conversion électro-optique servant à respectivement convertir des signaux électriques en ladite pluralité de signaux optiques qui ont des longueurs d'onde différentes, chacun desdits moyens de conversion électro-optique ayant une source de lumière qui émet une lumière continue, un modulateur de fréquence qui module ladite source de lumière à une fréquence correspondant sensiblement au débit binaire, et un modulateur d'intensité qui module l'intensité de ladite lumière continue délivrée par ladite source de lumière en fonction de chaque signal électrique; et un multiplexeur optique connecté à ladite pluralité de moyens de
conversion électro-optique afin de multiplexer ladite pluralité de signaux optiques.
14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de conversion électro-optique possède un moyen de modulation servant à appliquer à la fois une modulation d'intensité et une modulation de phase
à chacun desdits signaux optiques.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique possède une quantité de dispersion chromatique d'environ 0,5 fois ou plus la différence de dispersion chromatique apparaissant dans ladite ligne de transmission du fait de la différence de longueur d'onde entre la longueur d'onde de chaque signal optique et
ladite longueur d'onde spécifique.
16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité d'amplificateurs optiques qui sont chacun insérés entre chaque moyen de ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion
chromatique et ledit multiplexeur optique.
17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité d'atténuateurs optiques qui sont chacun insérés entre chaque moyen de ladite pluralité de moyens de pré- compensation de la dispersion
chromatique et ledit multiplexeur optique.
18. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité de crypteurs de polarisation qui sont chacun insérés entre chaque moyen de ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique et chaque moyen de ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion
chromatique.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité d'amplificateurs optiques qui sont chacun insérés entre chaque crypteur de ladite pluralité de crypteurs de polarisation et ledit
multiplexeur optique.
20. Système de transmission optique à multiplexage de longueurs d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de moyens de conversion électro-optique (41 à 4n) servant à respectivement convertir des signaux électriques en une pluralité de signaux optiques qui ont des longueurs d'onde différentes; une pluralité de moyens de pré- compensation (61 à 6n) de la dispersion chromatique qui sont respectivement connectés à ladite pluralité de moyens de conversion électro-optique afin de respectivement donner certaines dispersions chromatiques à ladite pluralité de signaux optiques; un multiplexeur optique (8) connecté à ladite pluralité de moyens de pré-compensation de la dispersion chromatique afin de multiplexer ladite pluralité de signaux optiques auxquels lesdites dispersions chromatiques ont été données; une ligne de transmission optique (38) connectée par une de ses extrémités audit multiplexeur optique; un démultiplexeur optique (42) connecté à l'autre extrémité de ladite ligne de transmission optique, afin de démultiplexer ladite pluralité de signaux optiques multiplexés en longueurs d'onde; une pluralité de moyens de post-compensation (441) à 44n) de la dispersion chromatique qui sont conçus pour recevoir les signaux optiques délivrés par ledit démultiplexeur optique afin de respectivement donner certaines dispersions chromatiques auxdits signaux optiques reçus; et une pluralité de moyens de conversion opto-électrique (461 à 46n) servant à respectivement convertir les signaux optiques délivrés par ladite pluralité de moyens de post- compensation de la dispersion chromatique en signaux électriques.
21. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un premier amplificateur optique inséré dans ladite ligne de
transmission optique.
22. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce que ledit
premier amplificateur optique comprend une fibre dopée aux terres rares.
23. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pluralité de deuxièmes amplificateurs optiques qui sont chacun insérés entre chaque moyen de la pluralité de moyens de pré- compensation de la dispersion chromatique et ledit multiplexeur optique; o la puissance de chaque signal optique est fixée à une valeur différente par chacun desdits deuxièmes amplificateurs optiques de façon à réduire la détérioration du rapport entre la puissance du signal lumineux et la puissance lumineuse parasite du fait de la dépendance, vis-à-vis de la longueur d'onde, des
gains desdits premiers et deuxièmes amplificateurs optiques.
24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que la longueur d'onde X de chaque signal optique est placée dans une région de longueurs d'onde o lesdits gains G(X) desdits premiers et deuxièmes
amplificateurs optiques satisfont la relation G(kj) < G(Xk) lorsque Xj < X k.
25. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen de compensation de la dispersion chromatique en ligne qui est inséré dans ladite ligne de transmission optique, afin de donner des
dispersions chromatiques à ladite pluralité de signaux optiques.
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