FR2818837A1 - Appareil pour systeme de transmission et d'amplification optique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la transmission et l'amplification optique.Elle se rapporte à un appareil qui comprend une ligne de transmission optique telle qu'un signal optique se propage depuis la première fibre (3A) dans la seconde (3B) et dans la troisième, la première fibre (3A) ayant une dispersion positive à une longueur d'onde du signal optique, la seconde (3B) ayant une dispersion négative à cette longueur d'onde et un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre (3A), la troisième (3C) ayant un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde (3B), une lumière de pompage étant transmise à la troisième fibre (3C) par son extrémité de sortie en sens opposé à celui du signal optique et provoque une amplification Raman.Application aux systèmes de transmission optique.
Description
La présente invention concerne une ligne de trans-
mission à fibre optique destinée à une amplification Raman.
Plus précisément, l'invention concerne une ligne de trans-
mission à amplification Raman comprenant une première fibre présentant une dispersion positive, une seconde fibre pré- sentant une dispersion négative et un diamètre du champ de
mode inférieur à celui de la première fibre, et une troi-
sième fibre ayant un diamètre du champ de mode inférieur à
celui de la seconde fibre.
Dans les systèmes de communications optiques à grande distance, un signal optique est transmis par une ligne de transmission optique. En outre, le multiplexage en longueur d'onde (WDM) est actuellement utilisé dans les systèmes de communications optiques pour que la capacité de transmission soit accrue. Avec le multiplexage en longueur d'onde, deux longueurs d'onde différentes au moins sont multiplexées et transmises ensemble comme signal optique multiplexé en longueur d'onde dans une fibre optique unique constituant
une ligne de transmission optique.
Il existe des amplificateurs optiques qui permettent
d'amplifier un signal optique multiplexé en longueur d'onde.
Les systèmes classiques de communications optiques combinent habituellement le multiplexage en longueur d'onde et des amplificateurs optiques pour la formation d'un système de
transmission optique de grande capacité.
En outre, des répéteurs de régénération optique sont souvent placés le long de la ligne de transmission. Un répéteur de régénération optique transforme le signal optique transmis en un signal électrique afin qu'il puisse
être synchronisé à nouveau, remis en forme et régénéré.
On a déjà proposé d'utiliser un répéteur à amplifi-
cation optique qui comporte un amplificateur optique, à la
place d'un répéteur de régénération optique. Lors de l'uti-
lisation d'un répéteur à amplification optique à la place d'un répéteur de régénération optique, on prévoit que le nombre d'éléments du répéteur doit pouvoir être notablement réduit, la fiabilité doit pouvoir être accrue et une
réduction importante de coût doit pouvoir être réalisée.
La figure i est un schéma d'un système de communi-
cations optiques multiplexé en longueur d'onde. Sur la figure 1, une station de transmission optique 1 comporte plusieurs émetteurs optiques lA qui transmettent plusieurs signaux optiques à des longueurs d'onde différentes. La
station de transmission optique i comporte aussi un multi-
plexeur lB qui multiplexe les différents signaux optiques en longueur d'onde sous forme d'un signal optique multiplexé en longueur d'onde, et un amplificateur postérieur 1C qui amplifie le signal optique multiplexé en longueur d'onde à un niveau prédéterminé, puis transmet le signal amplifié à
une ligne de transmission optique 3.
Une station réceptrice optique 2 reçoit le signal optique multiplexé en longueur d'onde de la ligne de transmission 3. La station 2 comporte un préamplificateur 2C qui amplifie le signal optique multiplexé en longueur d'onde. Cette station 2 comprend aussi un démultiplexeur 2B qui démultiplexe le signal optique multiplexé en longueur d'onde en plusieurs signaux optiques suivant la longueur
d'onde, et plusieurs récepteurs optiques 2A destinés à rece-
voir les différents signaux optiques.
Plusieurs répéteurs optiques 4 sont placés le long de
la ligne de transmission 3 à intervalles prédéterminés.
Chaque répéteur optique comporte un amplificateur optique destiné à amplifier le signal optique multiplexé en longueur
d'onde. Dans les systèmes de communications optiques multi-
plexés en longueur d'onde, l'amplificateur optique est par
exemple un amplificateur à fibre dopée par l'erbium (EDFA).
L'amplification Raman est aussi utilisée dans les systèmes de communications optiques multiplexés en longueur d'onde. En outre, on a proposé des systèmes de transmission optiques dans lesquels des amplificateurs à fibre dopée par l'erbium sont utilisés en combinaison avec une amplification
Raman, si bien que l'utilisation des répéteurs de régé-
nération optique est éliminée.
Avec une amplification Raman, une fibre subit un pompage par une lumière de pompage d'une manière qui provoque l'apparition d'une amplification Raman dans la fibre. Un gain peut être obtenu en proportion inverse du diamètre du champ de mode de la fibre. En conséquence, une fibre optique ayant un petit diamètre de champ de mode convient à une amplification Raman à gain élevé. Par exemple, le diamètre du champ de mode d'une fibre à dispersion négative (fibre -D) ayant une longueur d'onde de dispersion nulle de 1,3 gm (appelée fibre monomode) est d'environ 5 mm. Ce diamètre de champ de mode est inférieur à celui d'une fibre à décalage de dispersion nul (appelée fibre NZ-DSF) qui est d'environ 8 mm. En conséquence, la fibre monomode donne un gain Raman relativement grand par rapport à la fibre NZ-DSF comme indiqué par exemple dans le document "Highly efficient distributed Raman amplification system in a zerodispersion-flattened transmission ligne",
de H. Kawakami et al., ThB5, OAA'99, 1999.
Pour la réalisation d'un système de communications
optiques à grande distance et de grande capacité, les pro-
blèmes à résoudre sont l'insuffisance du rapport signal-sur-
bruit optique (OSNR) par longueur d'onde et la distorsion de
la forme d'onde transmise due à un effet non linéaire.
Le rapport OSNR par longueur d'onde peut être accru par utilisation d'un amplificateur Raman à gain réparti. Ce type d'amplificateur Raman permet l'amplification optique d'un signal optique multiplexé en longueur d'onde contenant des
longueurs d'onde comprises sur une large bande.
Cependant, l'utilisation d'un amplificateur Raman à gain réparti peut provoquer une distorsion de la forme
d'onde de transmission par un effet non linéaire. En consé-
quence, il est important de considérer l'effet non linéaire
d'une fibre optique utilisée pour une amplification Raman.
Il est aussi important de considérer la dispersion en
longueurs d'onde de la fibre optique utilisée pour l'ampli-
fication Raman.
En outre, il est important de considérer la dimension
d'un amplificateur Raman, une petite dimension étant avanta-
geuse de façon générale. En particulier, lorsqu'un ampli-
ficateur Raman est adapté à une station de transmission optique ou de réception optique, il est souhaitable de réduire la longueur de la fibre optique et de réduire la
dimension du module à fibre optique de l'amplificateur.
Ainsi, l'invention a pour objet la mise à disposition d'une ligne de transmission optique qui comprend une pre- mière, une seconde et une troisième fibre et telle qu'un signal optique se déplace dans la ligne de transmission depuis la première fibre puis dans la seconde fibre et dans la troisième fibre pour sortir à une extrémité de sortie de la troisième fibre. La première fibre a une dispersion positive pour une longueur d'onde du signal optique. La seconde fibre a une dispersion négative pour la longueur d'onde du signal optique et un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre. La troisième fibre a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde fibre. De la lumière de pompage est transmise à la troisième fibre par l'extrémité de sortie afin que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque une
amplification Raman dans la ligne de transmission.
L'objet de l'invention peut aussi être atteint grâce à une ligne de transmission optique qui comporte une première et une seconde fibre telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre puis dans la seconde fibre pour sortir à l'extrémité de sortie de la seconde fibre. La première fibre a une
dispersion positive à une longueur d'onde du signal optique.
La seconde fibre a une dispersion négative à la longueur d'onde du signal optique et un diamètre du champ de mode inférieur à celui de la première fibre. De la lumière de pompage est transmise à la seconde fibre par l'extrémité de sortie afin que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque dans la seconde fibre une amplification Raman pratiquement égale aux pertes par transmission dans la
seconde fibre.
L'invention concerne aussi une ligne de transmission optique qui comporte une première, une seconde et une troisième fibre telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre puis dans
la seconde fibre et dans la troisième pour sortir à l'extré-
mité de sortie de la troisième fibre. La première fibre a une dispersion qui est soit une dispersion positive soit une
dispersion négative à une longueur d'onde du signal optique.
La seconde fibre a une dispersion qui est respectivement soit une dispersion négative, soit une dispersion positive à la longueur d'onde de signal optique. La seconde fibre a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre. La troisième fibre a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde fibre. De la lumière de pompage est transmise à la troisième fibre par son extrémité de sortie si bien que la lumière de pompage circule dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque une amplification Raman dans la ligne de transmission.
En outre, l'invention a pour objet la mise à dispo-
sition d'une ligne de transmission optique qui comporte une première et une seconde fibre, telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre et dans la seconde fibre pour sortir à l'extrémité de
sortie de la seconde fibre. La première fibre a une disper-
sion qui est soit positive, soit négative pour une longueur d'onde du signal optique. La seconde fibre a une dispersion qui est respectivement soit négative, soit positive, à la longueur d'onde du signal optique. La seconde fibre a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre. De la lumière de pompage est transmise à la seconde fibre par l'extrémité de sortie si bien que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque dans la seconde fibre une amplification Raman qui compense pratiquement les
pertes par transmission dans la seconde fibre.
L'invention concerne aussi un support à amplification Raman qui reçoit de la lumière de pompage afin qu'un signal optique subisse une amplification Raman lorsque le signal optique se propage dans le support d'amplification Raman. Le support d'amplification Raman a des caractéristiques telles que la pente de dispersion du support d'amplification Raman est pratiquement nulle et la dispersion en longueur d'onde par unité de longueur de fibre du support d'amplification Raman n'est pas nulle à la longueur d'onde du signal optique. En outre, l'invention concerne un appareil comprenant un premier et un second amplificateur optique. Le premier amplificateur optique comporte une fibre optique qui reçoit de la lumière de pompage et telle qu'un signal optique qui
se propage dans la fibre optique est amplifié par ampli-
fication Raman, puis est transmis par le premier amplifi-
cateur optique, la fibre optique ayant une dispersion positive par unité de longueur de fibre pour une longueur d'onde du signal optique. Le second amplificateur optique amplifie le signal transmis par le premier amplificateur optique. Le second amplificateur optique possède une fibre optique qui reçoit de la lumière de pompage telle que le signal optique se propage dans la fibre optique du second
amplificateur optique et est ainsi amplifié par amplifi-
cation Raman, la fibre optique du second amplificateur optique ayant une dispersion négative sur la longueur de la
fibre, à la longueur d'onde du signal optique.
L'invention concerne aussi un appareil qui comporte un premier et un second amplificateur optique. Le premier amplificateur optique comporte une fibre optique qui reçoit de la lumière de pompage telle qu'un signal optique qui se propage dans la fibre optique est amplifié par amplification Raman, puis est transmis par le premier amplificateur optique, la fibre optique ayant une dispersion par unité de longueur de fibre, à la longueur d'onde du signal optique, qui est positive ou négative. Le second amplificateur optique amplifie le signal optique provenant du premier amplificateur optique. Le second amplificateur optique comporte une fibre optique qui reçoit de la lumière de pompage telle que le signal optique se propage dans la fibre optique et est amplifié par amplification Raman, la fibre optique ayant une dispersion de signe inverse de celui de la première fibre optique à la longueur d'onde du signal optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va
suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels les références identiques désignent des éléments analogues et sur lesquels:
la figure 1 est un schéma d'un système de communi-
cations optiques multiplexé en longueur d'onde de la tech-
nique antérieure; la figure 2 est un schéma d'un répéteur optique d'un
système de communications optiques dans un mode de réali-
sation de l'invention; la figure 3 est un schéma d'un répéteur optique dans
un système de communications optiques dans un mode de réali-
sation de l'invention; la figure 4 est un graphique représentant la relation entre la puissance du signal et la longueur de la fibre dans
un système de communications optiques dans un mode de réali-
sation de l'invention; la figure 5 est un schéma d'un répéteur optique d'un système d'amplification optique dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 6 est un graphique représentant la relation entre la puissance du signal et la longueur de la fibre dans
un système de communications optiques dans un mode de réali-
sation de l'invention; la figure 7 est un diagramme synoptique d'une station formant un terminal optique d'un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 8 est un schéma illustrant l'utilisation d'amplificateurs optiques dans un système optique de communications selon l'invention; la figure 9 est un schéma illustrant l'utilisation d'amplificateurs optiques dans un système optique de communications selon l'invention; la figure 10 est un schéma illustrant l'utilisation d'un signal de contrôle de surveillance dans un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 11 est un schéma illustrant l'utilisation d'un bouclage optique dans un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 12 est un schéma illustrant l'utilisation d'un bouclage optique dans un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention; et la figure 13 est un schéma illustrant l'utilisation d'un bouclage optique dans un système de communications
optiques dans un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 est un schéma d'une section de répéteur d'un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 2, un signal optique se propage dans une première fibre 3A, une seconde fibre 3B puis une troisième fibre 3C. Le signal optique est par exemple un signal optique multiplexé en longueur d'onde,
mais l'invention n'est nullement limitée à un tel signal.
Une source 4B de lumière de pompage transmet la lumière de pompage à l'extrémité de sortie de la troisième fibre 3C
par l'intermédiaire d'un combinateur 4A de longueurs d'onde.
La lumière de pompage se propage dans la ligne de trans-
mission au sens opposé à celui du signal optique et provoque une amplification Raman dans la ligne de transmission. La source 4B de lumière de pompage, le combinateur 4A de longueur d'onde et la troisième fibre 3C constituent un
répéteur optique 40.
La figure 3 est analogue à la figure 2 mais elle repré-
sente l'utilisation d'un amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C pour l'amplification du signal optique qui a subi l'amplification Raman. L'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C est placé en aval du combinateur 4A. En conséquence, sur la figure 3, un amplificateur Raman est utilisé en combinaison avec un amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C pour la constitution d'un répéteur
d'amplification optique.
Sur les figures 2 et 3, la source 4B de lumière de pompage, le combinateur 4A de longueur d'onde et la troisième fibre 3C sont représentés comme se trouvant à l'intérieur du répéteur 40 (c'est-à-dire dans la même enceinte 100, la première fibre 3A et la seconde fibre 3B étant en dehors de l'enceinte 100. Cependant, l'invention n'est pas limitée à la disposition de la troisième fibre 3C dans l'enceinte 100. Par exemple, la troisième fibre 3C des figures 2 et 3 peut être placée dans un câble du trajet de transmission à l'extérieur du répéteur 40. De plus, l'invention n'est pas limitée au fait que la première fibre
3A et la seconde fibre 3B sont à l'extérieur du répéteur 40.
De plus, comme l'indique la figure 3, l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C est représenté comme placé à l'intérieur de l'enceinte 100. Cependant, l'invention n'est nullement limitée à cette disposition à l'intérieur de
l'enceinte 100.
Les caractéristiques de la première fibre 3A, de la seconde fibre 3B et de la troisième fibre 3C sont décrites
par le tableau 1 qui suit.
Tableau 1
lère fibre 2ème fibre 3ème fibre Dispersion Positive Négative Négative Pente de dispersion Positive Négative Négative Section d'âme à Grande Intermédiaire Petite effet non linéaire Pertes par unité de Petite Intermédiaire Grande longueur Longueur Petite Intermédiaire Petite Pertes Grande Intermédiaire Petite On se réfère à nouveau aux figures 2 et 3 et au tableau 1; un signal optique multiplexé en longueur d'onde
est émis par exemple par une station terminale (non repré-
sentée) ou un répéteur à amplification optique (non repre-
senté) de l'étage précédent et se propage dans la première fibre 3A qui a une dispersion positive en longueur d'onde et une pente de dispersion pour la longueur d'onde du signal optique multiplexé en longueur d'onde, avec un diamètre du champ de mode relativement grand. Le signal optique se propage alors dans la seconde fibre 3B qui a une dispersion négative et une pente de dispersion pour la longueur d'onde du signal optique multiplexé en longueur d'onde avec un diamètre du champ de mode plus petit que celui de la première fibre 3A. Le signal optique se propage alors dans la troisième fibre 3C. Celle-ci a la plus petite longueur et le plus petit diamètre de champ de mode parmi les fibres 3A, 3B et 3C. Ensuite, le signal optique parvient par exemple sur la fibre du trajet de transmission de l'étage suivant,
telle qu'une première fibre 3A de l'étage suivant.
La lumière de pompage émise par la source 4B de lumière de pompage pour l'amplification Raman tombe sur la troisième fibre 3C par l'intermédiaire du combinateur 4A de forme d'onde qui combine le signal optique multiplexé en longueur d'onde à la lumière de pompage. La lumière de pompage se propage dans la troisième fibre 3C, puis dans la seconde 3B et parvient à la première 3A. En conséquence, la lumière de pompage se déplace en sens opposé à celui du signal optique
multiplexé en longueur d'onde.
Dans certains modes de réalisation, la source 4B de lumière de pompage n'émet que la lumière de pompage à une longueur d'onde. Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette caractéristique. Par exemple, la source 4B peut émettre plusieurs lumières de pompage multiplexées et qui
peuvent être par exemple à des longueurs d'onde différentes.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la valeur de la dispersion de la première fibre 3A est compensée uniquement avec la seconde fibre 3B, ou par une combinaison de la seconde fibre 3B et de la troisième fibre 3C, et la perte créée dans la seconde fibre 3B est compensée par le gain de l'amplification Raman créée dans la seconde fibre 3B. En outre, dans un mode de réalisation, l'amplification est réalisée de manière que la perte dans l'ensemble du trajet de transmission puisse être compensée par le gain
d'amplification Raman créée dans la troisième fibre 3C.
Avec la structure décrite précédemment, la distorsion due à la modulation mutuelle de phase du fait de l'effet non linéaire dans la seconde fibre 3B pour la compensation de la valeur de dispersion de la première fibre 3A peut être réduite. Le rapport OSNR de la lumière du signal peut être accru et la distorsion de la forme d'onde de transmission due à l'effet non linéaire de la fibre peut aussi être compensée
par compensation de la perte totale du trajet de trans-
mission avec la troisième fibre 3C de petite longueur qui a
une petite section à effet non linéaire.
La troisième fibre 3C a une petite section à effet non linéaire et donne un grand effet non linéaire, mais ne pose
pas de problèmes car sa longueur est relativement petite.
Le signal optique multiplexé en longueur d'onde pré-
sente une perte dans la première fibre 3A. La perte dans la
seconde fibre 3B est régularisée grâce au gain de l'ampli-
fication Raman dans la seconde fibre 3B. En conséquence, à
la sortie de la seconde fibre 3B, le signal optique multi-
plexé en longueur d'onde présente un changement de puissance par rapport à la puissance à l'entrée de la première fibre 3A. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde subit donc un gain par amplification Raman dans la troisième fibre 3C. La figure 4 est un graphique représentant la relation entre la puissance du signal optique multiplexé en longueur
d'onde et la longueur des fibres lorsque la perte par trans-
mission de la seconde fibre 3B est compensée avec le gain de l'amplificateur Raman réparti dans la seconde fibre 3B. On se réfère maintenant à la figure 4 sur laquelle la perte par transmission de la seconde fibre B est compensée par le gain de l'amplificateur Raman réparti dans la seconde fibre 3B, la puissance du signal n'étant pas atténuée notablement dans la direction longitudinale de la figure 4 de l'entrée de la
seconde fibre 3B à la sortie de celle-ci.
En conséquence, la dispersion en longueurs d'onde de la fibre peut provoquer un changement de puissance du signal entre des signaux optiques à des longueurs d'onde différentes dans le signal optique multiplexé en longueur d'onde. Cependant, le changement de puissance optique est faible, que les signaux soient proches ou distants. En conséquence, la différence du décalage de fréquence est petite entre la modulation mutuelle de phase obtenue lorsque les signaux optiques sont proches et cette modulation
lorsqu'ils sont distants.
En outre, les signes des décalages de fréquence dus à la modulation mutuelle de phase lorsque les signaux optiques sont proches ou distants sont inversés et se compensent. En outre, le décalage de fréquence dû à la modulation mutuelle de phase cumulée devient petit. La distorsion de la forme
d'onde de transmission peut donc être réduite.
Comme la troisième fibre 3C a un petit diamètre d'âme, un gain plus important peut être obtenu même lorsque la
longueur est relativement faible.
En outre, si l'on considère les réparations apportées à la ligne de transmission, comme la troisième fibre optique 3C a un petit diamètre d'âme et ne peut pas être facilement réparée, il est avantageux de placer cette troisième fibre
3C à l'intérieur du répéteur optique 40.
Lorsque la première fibre 3A présente une amplitude
positive de dispersion, une amplitude convenable de compen-
sation de dispersion peut être obtenue dans la seconde fibre
3B et la troisième fibre 3C considérées ensemble.
En conséquence, comme la première fibre 3A présente une pente positive de dispersion, la seconde fibre 3B présente une pente négative de dispersion et la troisième fibre 3C a une pente négative de dispersion, la valeur absolue de la pente de dispersion du trajet de transmission pouvant être réduite. La figure 5 est un schéma d'un répéteur à amplification optique d'un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 5, seule la première fibre 3A et la seconde fibre 3B sont utilisées. La
troisième fibre 3C n'est pas utilisée dans le mode de réali-
sation de la figure 5. En conséquence, un signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la première fibre 3A puis dans la seconde fibre 3B. Le signal optique est amplifié par amplification Raman à l'aide de lumière de pompage transmise par la source 4B de lumière de pompage qui se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique. Evidemment, l'invention n'est pas limitée au fait que le signal optique est un signal optique
multiplexé en longueur d'onde.
Sur la figure 5, le répéteur 40, la première fibre 3A et la seconde fibre 3B forment une section de répétition
d'un système de communications optiques.
L'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C peut assurer l'amplification du signal optique multiplexé en longueur d'onde après amplification Raman. Sur la figure 5, l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C est représenté comme placé à l'intérieur de l'enceinte 100. Cependant, l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C peut se trouver en dehors de l'enceinte 100. En outre, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un amplificateur à fibre
dopée par l'erbium 4C.
Sur la figure 5, la première fibre 3A et la seconde fibre 3B sont placées toutes deux à l'extérieur de l'enceinte 100. Cependant, l'invention n'est pas limitée à
cette caractéristique.
En conséquence, sur la figure 5, un signal optique multiplexé en longueur d'onde est émis par exemple par un terminal (non representé) ou un répéteur d'amplification optique (non représenté) de l'étage précédent et se propage dans la première fibre 3A qui a une dispersion positive en longueurs d'onde et une pente de dispersion vers la longueur d'onde du signal pour un diamètre de champ de mode relativement grand. Ensuite, le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la seconde fibre 3B qui a une dispersion négative en longueurs d'onde et une pente de dispersion à la longueur d'onde du signal, avec un diamètre du champ de mode plus petit que celui de la première fibre 3A. Ensuite, le signal optique multiplexé en longueur d'onde passe dans le combinateur 4A de longueurs d'onde et combine le signal optique multiplexé en longueur d'onde et une lumière de pompage. La seconde fibre optique 3B a une valeur de dispersion qui compense la dispersion de la première
fibre 3A.
Apres circulation dans le combinateur 4A de longueurs d'onde, le signal optique multiplexé en longueur d'onde tombe sur l'amplificateur à fibredopée par l'erbium 4C connecté après le combinateur 4A et ayant un gain qui
compense la perte de transmission dans la première fibre 3A.
Apres amplification par l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C, le signal optique multiplexé en longueur d'onde tombe sur une fibre de transmission de l'étage suivant, par
exemple la première fibre 3A de l'étage suivant.
La lumière de pompage émise par la source 4B et appliquée à l'amplificateur Raman tombe sur la seconde fibre 3B par l'intermédiaire du combinateur 4A de longueur d'onde et se propage dans la seconde fibre 3B. Ensuite, la lumière de pompage parvient sur la première fibre 3A. La source 4B de lumière de pompage peut émettre de la lumière de pompage à une seule longueur d'onde. Dans une variante, par exemple, la source 4B peut émettre plusieurs lumières de pompage qui sont multiplexées et transmises à la ligne de transmission sous forme de lumière multiplexée. Les différentes lumières multiplexées peuvent être par exemple à des longueurs d'onde différentes.
Le rapport OSNR du signal optique multiplexé en lon-
gueur d'onde peut être accru et la distorsion de la forme d'onde de transmission par l'effet non linéaire de la fibre peut aussi être compensé par utilisation d'un amplificateur Raman dans lequel la lumière de pompage se propage dans la fibre en sens opposé à celui du signal optique multiplexé en
longueur d'onde.
La figure 6 est un graphique représentant la relation entre la puissance du signal optique multiplexé en longueur d'onde et la longueur des diverses fibres lorsque la perte par transmission de la seconde fibre 3B est compensée par le gain de l'amplificateur Raman réparti, dans la configuration de la figure 5. On se réfère maintenant à la figure 6; lorsque la perte par transmission de la seconde fibre optique 3B est adaptée au gain de l'amplificateur Raman réparti, la puissance du signal n'est pas notablement atténuée dans la direction longitudinale de la figure 6 à la sortie de la seconde fibre 3B par rapport à l'entrée de la seconde fibre 3B. En conséquence, comme le changement de puissance du signal devient petit lorsqu'un signal optique respectif devient proche ou distant d'un autre signal optique à une longueur d'onde différente du fait de la dispersion en
longueurs d'onde d'une fibre, la différence entre le déca-
lage de fréquence dû à la modulation mutuelle de phase lorsque le signal optique respectif est proche de l'autre signal optique et à la modulation lorsqu'il est distant,
peut être réduite.
En conséquence, le signe du décalage de fréquence dû à la modulation mutuelle de phase lorsque le signal optique respectif est proche de l'autre signal optique est inverse de celui qui est obtenu lorsqu'il en est distant, et ces décalages se compensent. En conséquence, le décalage de fréquence dû à la modulation mutuelle cumulée de phase
devient petit, et la distorsion de forme d'onde de trans-
mission peut aussi être réduite.
La perte du signal optique multiplexé en longueur d'onde peut être évitée grâce à un amplificateur optique, tel que l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium 4C, ayant un gain correspondant à la perte du trajet de transmission
dans son ensemble.
L'effet de la seconde fibre 3B de la figure 5 est le
même que celui qu'on a décrit en référence à la figure 2.
La figure 7 est un schéma d'une station formant un terminal optique mettant en oeuvre l'amplification Raman répartie dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 7, plusieurs parties génératrices d'un signal optique -1 à 200-N comportent chacune un émetteur optique 1A, une fibre optique 3D, une source de lumière de pompage 4B1, un combinateur de longueurs d'onde 4A1, un isolateur optique 5A et un atténuateur variable 5B. L'émetteur optique lA de chaque partie génératrice 200-1 à 200-N crée un signal optique à une longueur d'onde différente de celle des émetteurs optiques lA des autres parties génératrices 200-1
à 200-N.
Pour chaque partie génératrice d'un signal optique 200-1 à 200-N, l'émetteur optique correspondant lA crée un signal optique qui se propage dans la fibre correspondante 3D. La fibre 3D a un diamètre de champ de mode relativement petit, par rapport à une ligne de transmission ordinaire. En conséquence, la fibre 3D est une fibre qui convient à une amplification Raman. La source correspondante de lumière de pompage 4B1 transmet la lumière de pompage à la fibre 3D par
le combinateur de longueurs d'onde 4A1. La lumière de pom-
page provoque l'amplification du signal optique par amplifi-
cation Raman lorsque le signal optique se propage dans la
fibre 3D et est ainsi amplifié à une puissance prédéter-
minée. L'atténuateur variable correspondant 5B ajuste la puissance du signal. L'isolateur optique correspondant 5A
est placé entre le combinateur correspondant 4A1 et l'atté-
nuateur variable correspondant 5B.
Un multiplexeur lB multiplexe en longueur d'onde les signaux optiques atténués provenant de la partie génératrice -1 à 200-N sur un signal optique multiplexé en longueur d'onde. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans une ligne de transmission optique 210. Divers étages, tels qu'un premier étage 220, un second étage 230 et un troisième étage 240, sont disposés le long de la ligne de
transmission 210.
Le premier étage 220 comprend par exemple une fibre
optique 3E, une source de lumière de pompage 4B2, un combi-
nateur de longueurs d'onde 4A2 et un isolateur optique 5A.
La fibre 3E a un diamètre de champ de mode relativement petit par rapport à une ligne ordinaire de transmission. En conséquence, la fibre 3E est une fibre qui convient à une amplification Raman. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la fibre 3E. La source de lumière de pompage 4B2 transmet de la lumière de pompage à la fibre 3E par l'intermédiaire du combinateur 4A2 si bien que le signal optique est amplifié par amplification Raman jusqu'à une puissance prédéterminée lorsque le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la
fibre 3E.
Un atténuateur variable 250 ajuste la puissance du signal optique multiplexé en longueur d'onde provenant du premier étage 220. L'isolateur optique 5A est disposé entre le combinateur 4A2 du premier étage 220 et l'atténuateur variable 250. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde passe alors par exemple dans un compensateur de
dispersion 260.
Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage alors dans le second étage 230. Ce second étage 230 comporte par exemple une fibre optique 3D, une source de lumière de pompage 4B1, un combinateur de longueurs d'onde 4A1 et un isolateur optique 5A. La fibre 3D a un diamètre de mode relativement petit par rapport à une ligne de transmission ordinaire. En conséquence, la fibre 3D convient à une amplification Raman. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la fibre 3D. La source de lumière de pompage 4B1 transmet la lumière de pompage dans la fibre 3D par l'intermédiaire du combinateur 4A1 si bien que le signal optique est amplifié par amplification Raman jusqu'à une puissance prédéterminée lorsque le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la
fibre 3D.
Un atténuateur variable 270 ajuste la puissance du signal optique multiplexé en longueur d'onde provenant du second étage 230. L'isolateur optique 5A est placé entre le combinateur 4A1 du second étage 230 et l'atténuateur variable 270. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde passe alors par exemple dans un compensateur de
dispersion 280.
Ensuite, le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans le troisième étage 240. Cet étage 240 comporte par exemple une fibre 3E, une source de lumière de pompage 4B2, un combinateur de longueurs d'onde 4A2 et un isolateur optique 5A. La fibre 3E a un diamètre de champ de
mode relativement petit par rapport à une ligne de trans-
mission ordinaire. En conséquence, la fibre 3E convient à une amplification Raman. Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la fibre 3E. La source de lumière de pompage 4B2 transmet de la lumière de pompage à la fibre 3E par l'intermédiaire du combinateur 4A2 si bien que le signal optique multiplexé en longueur d'onde est amplifié par amplification Raman jusqu'à une puissance prédéterminée lorsque le signal optique se propage dans la
fibre 3E. L'isolateur optique 5A est disposé après le combi-
nateur 4A2 du troisième étage 240.
Bien que la figure 7 représente l'utilisation de plusieurs isolateurs optiques à des emplacement spécifiques, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de l'isolateur optique ni au positionnement spécifique des isolateurs
optiques sur la figure 7.
En outre, l'invention n'est pas limitée à un nombre spécifique quelconque d'étages ou à un composant spécifique dans un étage particulier. De plus, l'invention représente la disposition spécifique des atténuateurs variables et des compensateurs de dispersion le long de la ligne de transmission 210, mais l'invention n'est pas limitée à la
disposition spécifique des atténuateurs variables et compen-
sateurs de dispersion ou à l'utilisation de tels atténua-
teurs variables ou compensateurs de dispersion. Par exemple,
l'invention n'est pas limitée à un compensateur de disper-
sion placé après chaque étage ou à la sortie d'un étage. Par exemple, un compensateur de dispersion peut se trouver à l'entrée d'un étage ou quelque part dans l'étage. Dans une variante, par rapport à la figure 7, un compensateur de dispersion peut être placé avant un atténuateur variable correspondant au lieu de se trouver après celui-ci. En conséquence, il faut noter que la configuration spécifique de la figure 7 n'est qu'un exemple de mode de réalisation de l'invention et que l'invention n'est pas limitée à cet
exemple spécifique.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, la quantité cumulée de dispersion de forme d'onde peut être réduite et la distorsion de forme d'onde de transmission due à la dispersion en longueurs d'onde peut être compensée par réglage de la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur de la fibre 3D à une valeur positive pour la longueur d'onde du signal et par réglage de la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur de la fibre 3E à une valeur négative pour la longueur d'onde du signal. En conséquence, le signe de la dispersion par unité de longueur
de la fibre 3D et celui de la fibre 3E ne sont pas limités.
Les signes positif et négatif peuvent par exemple être inverses. La figure 8 est un schéma d'un amplificateur Raman centralisé dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 8, un premier amplificateur optique 300 comporte une fibre 3D, un combinateur 4A1 de longueurs d'onde et une source de lumière de pompage 4B1. Un second amplificateur optique 310 comporte une fibre 3E, un combinateur 4A2 et une
source de lumière de pompage 4B2.
Un signal optique multiplexé en longueur d'onde émis par exemple par une station terminale (non représentée), un amplificateur optique amont (non représenté) ou une fibre (non représentée) d'un étage précédent, se propage dans la fibre 3D qui a un diamètre de champ de mode relativement petit convenant à une amplification Raman, puis dans la fibre 3E qui a un diamètre de champ de mode relativement petit convenant à une amplification Raman. Le combinateur 4A1 transmet la lumière de pompage de la source 4B1 à la fibre 3D si bien qu'une amplification Raman se produit dans la fibre 3D. De même, un combinateur de longueurs d'onde 4A2 transmet la lumière de pompage de la source 4B2 si bien
qu'une amplification Raman se produit dans la fibre 3E.
Ensuite, le signal optique multiplexé en longueur d'onde tombe sur un amplificateur optique (non représenté) ou une
fibre (non représentée) de l'étage suivant.
Les sources 4B1 et 4B2 de lumière de pompage peuvent émettre par exemple de la lumière de pompage à une seule longueur d'onde ou peuvent émettre de la lumière de pompage multiplexée en longueur d'onde comprenant plusieurs lumières
de pompage à des longueurs d'onde différentes.
Le rapport OSNR du signal optique multiplexé en
longueur d'onde peut être accru et la distorsion en lon-
gueurs d'onde due à la transmission à cause de l'effet non
linéaire de la fibre peut aussi être compensée par utili-
sation d'un amplificateur Raman dans lequel la lumière de pompage se propage en sens opposé à celui du signal optique multiplexé en longueur d'onde de la fibre optique, comme
décrit précédemment.
Sur la figure 8, le combinateur 4A1 et la source 4B1
de lumière de pompage peuvent être éliminés.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, la fibre 3D et la fibre 3E ne jouent pas le rôle d'une ligne de
transmission et sont au contraire placées dans l'amplifi-
cateur optique. Par exemple, la fibre 3D se trouve dans une enceinte 315 qui entoure les éléments de l'amplificateur optique 300, et la fibre 3E se trouve à l'intérieur d'une enceinte 320 qui entoure les éléments de l'amplificateur optique 310. Dans une variante, les amplificateurs optiques 300 et 310 peuvent être tous deux placés dans la même enceinte. De plus, dans ce mode de réalisation, la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur n'est pas annulée à une longueur d'onde du signal optique multiplexé en longueur d'onde si bien que la distorsion de la forme d'onde de transmission due à l'effet non linéaire de la fibre peut
*être compensée.
De plus, la distorsion en longueurs d'onde de transmis-
sion due à la dispersion en longueurs d'onde peut aussi être compensée par réglage des pentes de dispersion des fibres 3D et 3E à une valeur pratiquement nulle pour la longueur
d'onde du signal.
Une fibre donnant une pente de dispersion nulle est
appelée fibre plate en dispersion. Un exemple de distri-
bution d'indice de réfraction donnant une fibre plate en dispersion est décrit dans le document "Dispersion Flat Fiber having W type Diffraction Index Distribution" de Akasaka et al., General Meeting of the Institute of
Electronics, Information and Communication Engineers, 1998.
En outre, la distorsion de forme d'onde de transmission due à l'effet non linéaire de la fibre peut être compensée par réglage, à la longueur d'onde du signal, des diamètres
de champ de mode des fibres 3B et 3E à une valeur relati-
vement plus petite que celle de la fibre optique utilisée comme ligne de transmission, et par réglage de la longueur des fibres 3D et 3E à une valeur suffisamment inférieure à l'intervalle de répétition de la ligne de transmission si bien que la valeur absolue de l'amplitude de dispersion en
longueurs d'onde est réduite.
L'amplitude cumulée de dispersion de formes d'onde peut être réduite par réglage de la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur de la fibre 3D à une valeur positive à la longueur d'onde du signal alors que cette dispersion est réglée à une valeur négative pour la fibre 3E. Le signe de la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur de fibre 3D et de fibre 3E n'est pas limité de cette manière. Par exemple, les signes positif et négatif
peuvent être inversés.
La figure 9 est un schéma représentant un amplificateur Raman centralisé dans un autre mode de réalisation de l'invention. L'amplificateur Raman centralisé de la figure 9 est analogue à celui de la figure 8, mais un élément optique 50 est placé entre les amplificateurs optiques 300 et 310. L'élément optique 50 n'est pas limité à un type particulier d'élément optique et il peut s'agir par exemple
d'une fibre optique.
Dans un amplificateur à fibre dopée par l'erbium de la technique antérieure, un signal de contrôle peut être modulé optiquement par changement du gain de l'amplificateur à fibre dopée par l'erbium par modulation de la lumière de pompage. Selon l'invention, un signal de contrôle peut être modulé optiquement avec effet Raman dans la fibre optique utilisée comme ligne de transmission par modulation de la
lumière de pompage.
La figure 10 est un schéma illustrant l'utilisation d'un signal de commande de surveillance dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 10, un signal optique multiplexé en longueur d'onde émis par exemple par un amplificateur optique (non représenté) ou une fibre (non représentée) d'un étage précédent, se propage dans une ligne de transmission ascendante 400. Cette ligne 400 est une
ligne de transmission à fibre optique.
Un combinateur de longueurs d'onde 410 combine le signal optique multiplexé en longueur d'onde à une lumière de pompage d'une source 415 si bien qu'une amplification Raman se produit dans la ligne de transmission 400. La source 415 de lumière de pompage peut par exemple émettre de la lumière de pompage à une seule longueur d'onde ou plusieurs lumières de pompage multiplexées qui peuvent avoir
des longueurs d'ondes différentes.
Un coupleur optique 420 prélève en dérivation un signal de contrôle depuis le signal optique multiplexé en longueur d'onde et transmet le signal de contrôle dérivé à un élément photorécepteur 425 qui transforme le signal de contrôle reçu en un signal électrique. Le signal électrique transformé est alors traité par un circuit de commande 430. Suivant le signal électrique traité, le circuit de commande 430 transmet un signal de commande à la source 415 de lumière de
pompage.
De manière analogue, un signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans une ligne de transmission
descendante 440. Cette ligne 440 est une ligne de trans-
mission à fibre optique.
Un combinateur de longueurs d'onde 445 combine le signal optique multiplexé en longueur d'onde à une lumière de pompage d'une source 450 afin qu'une amplification Raman se produise dans la ligne de transmission 440. La source 450 de lumière de pompage peut être émettre par exemple une lumière de pompage à une seule longueur d'onde ou des lumières de pompage multiplexées qui peuvent avoir des
longueurs d'onde différentes.
Un coupleur optique 455 prélève en dérivation un signal de contrôle dans le signal optique multiplexé en longueur d'onde et transmet le signal dérivé de contrôle à un élément photorécepteur 460 qui transforme le signal de contrôle reçu en un signal électrique. Le signal électrique transformé est alors traité par un circuit de commande 430. En fonction du
signal électrique traité, le circuit de commande 430 trans-
met un signal de commande à la source de lumière de pompage 450. A l'aide de la structure décrite précédemment, le
signal de contrôle peut être transmis par la ligne de trans-
mission ascendante 400 ou descendante 440, et utilisé par le circuit de commande 430 pour la commande de l'amplification Raman. La figure 11 est un schéma représentant un bouclage optique dans un système de communications optiques dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 11, le système de communications optiques comporte une ligne de transmission ascendante 500 et une ligne de transmission descendante 510. Un répéteur à amplification optique 502 et un répéteur à amplification optique 504 sont disposés le long des lignes de transmission 500 et 510 comme représenté
sur la figure 11.
Dans la ligne de transmission ascendante 500, un signal optique multiplexé en longueur d'onde est émis par exemple par un amplificateur optique (non représenté) ou une fibre (non représentée) d'un étage précédent (non représenté). Le signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans
la ligne de transmission 500.
La source 505 de lumière de pompage peut émettre par exemple de la lumière de pompage à une seule longueur d'onde ou plusieurs lumières de pompage multiplexées, de telles lumières multiplexées pouvant être à des longueurs d'onde différentes. La lumière de pompage est transmise à une ligne de transmission 500 par un combinateur de longueurs d'onde 512 si bien que le signal optique multiplexé en longueur d'onde est amplifié par amplification Raman à une puissance
prédéterminée du faisceau du signal.
Un coupleur optique 515 démultiplexe un signal de contrôle vers un trajet 520 de bouclage optique. Le signal de contrôle se propage dans le trajet de bouclage optique 520 et est transmis par la ligne de transmission descendante 510 par l'intermédiaire d'un coupleur optique 525. De cette manière, le signal de contrôle est renvoyé au terminal (non représenté) qui a transmis le signal de contrôle. La station terminale peut alors détecter l'état du
répéteur 502 par observation du signal de contrôle.
De même, la source de lumière de pompage 550 transmet
de la lumière de pompage à la ligne de transmission 500.
Cette source 550 peut émettre par exemple de la lumière à une seule longueur d'onde ou au contraire des lumières multiplexées les unes avec les autres, celles-ci pouvant
être à des longueurs d'onde différentes. La lumière de pom-
page est transmise à la ligne de transmission 500 par le combinateur 555 de longueurs d'onde si bien que le signal optique multiplexé en longueur d'onde est amplifié par amplification Raman à une puissance prédéterminée du
faisceau du signal.
Un coupleur optique 560 démultiplexe un signal de contrôle vers un trajet de bouclage optique 565. Le signal de contrôle se propage dans le trajet de bouclage optique 565 et parvient à une ligne de transmission descendante 510
par un coupleur optique 570.
De cette manière, le signal de contrôle est renvoyé au
terminal (non représenté) qui a émis le signal de contrôle.
Ce terminal peut alors détecter l'état de répéteur 504 par
observation du signal de contrôle.
En outre, un signal optique multiplexé en longueur d'onde se propage dans la ligne de transmission descendante 510. La source de lumière de pompage 600 transmet de la lumière de pompage. Cette source 600 peut émettre par exemple de la lumière à une seule longueur d'onde ou au contraire plusieurs lumières multiplexées, pouvant être à des longueurs d'onde différentes. La lumière de pompage est transmise à la ligne 510 de transmission par le combinateur 605 de longueurs d'onde si bien que le signal optique multiplexé en longueur d'onde est amplifié par amplification
Raman à une puissance prédéterminée du faisceau du signal.
Le coupleur optique 570 démultiplexe un signal de contrôle destiné au trajet de bouclage optique 610. Le signal de contrôle se propage dans le trajet de bouclage optique 610 et parvient à la ligne de transmission
ascendante 500 par l'intermédiaire du coupleur optique 560.
De cette manière, le signal de contrôle est renvoyé au terminal (non représenté) à partir duquel le signal de contrôle a été transmis par la ligne de transmission descendante 510. Le terminal peut alors détecter l'état du
répéteur 504 par observation du signal de contrôle.
De même, la source 620 de lumière de pompage transmet la lumière de pompage à la ligne de transmission 510. La source de lumière de pompage 620 peut par exemple émettre de la lumière à une seule longueur d'onde ou plusieurs lumières
multiplexées, par exemple à des longueurs d'onde diffé-
rentes. La lumière de pompage est transmise à la ligne de transmission 510 par le combinateur de longueurs d'onde 625 si bien que le signal optique multiplexé en longueur d'onde est amplifié par amplification Raman à une puissance
prédéterminée du faisceau du signal.
Le coupleur optique 525 démultiplexe un signal de contrôle vers un trajet de bouclage optique 630. Le signal de contrôle se propage dans le trajet de bouclage optique 630 et est transmis à la ligne de transmission ascendante
500 par le coupleur optique 575.
De cette manière, le signal de contrôle est renvoyé au terminal (non représenté) qui a transmis ce signal de contrôle, par l'intermédiaire de la ligne de transmission descendante 510. Le terminal peut alors détecter l'état du
répéteur 502 par observation du signal de contrôle.
Les figures 12 et 13 sont des schémas représentant un bouclage optique dans un système de communications optiques, dans un autre mode de réalisation de l'invention. On se réfère aux figures 12 et 13 sur lesquelles des coupleurs optiques 700 et 702 sont utilisés pour transmettre un signal de contrôle à des trajets de bouclage optique 520 et 565 respectivement, depuis une ligne de transmission ascendante 500. Les coupleurs optiques 706 et 708 sont utilisés pour transmettre un signal de contrôle des trajets de bouclage optique 520 et 565 respectivement à la ligne de transmission descendante 510.
De même, des coupleurs optiques 710 et 712 sont utili-
sés pour transmettre un signal de contrôle aux trajets de bouclage optique 610 et 630 respectivement depuis la ligne de transmission descendante 510. Des coupleurs optiques 714 et 716 sont utilisés pour transmettre un signal de contrôle des trajets de bouclage optique 610 et 630 respectivement à
la ligne de transmission ascendante 500.
Dans des modes de réalisation de l'invention, un système de communications optiques comprend une ligne de transmission destinée à transmettre de la lumière d'un signal. La transmission est formée d'une première fibre qui a une dispersion positive à une longueur d'onde de la lumière du signal, une seconde fibre qui a une dispersion négative à la longueur d'onde de la lumière du signal et un
diamètre de champ de mode plus petit que celui de la pre-
mière fibre, une troisième fibre ayant un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde fibre. La lumière du signal se propage depuis les fibres successivement dans la première, la seconde et la troisième fibre. De la lumière de pompage est transmise à la ligne de transmission par la troisième fibre, en sens opposé à celui de la lumière du signal, si bien qu'une amplification Raman se produit dans
la ligne de transmission. Dans certains modes de réali-
sation, les pertes par transmission créées dans la seconde fibre sont compensées par le gain d'amplification Raman créé dans la seconde fibre. De plus, dans certains modes de réalisation, la troisième fibre assure une amplification qui
compense la perte du trajet total de transmission.
De plus, dans certains modes de réalisation, la seconde fibre et la troisième fibre donnent une amplitude totale de dispersion qui compense la valeur de dispersion de la première fibre à une valeur pratiquement nulle. Dans certains modes de réalisation, la troisième fibre est
disposée dans un répéteur optique.
Dans des modes de réalisation précités de l'invention, un système de communications optiques comprend un support d'amplification Raman destiné à amplifier optiquement un signal optique. Un multiplexeur assure le multiplexage d'une
lumière de pompage et de la lumière du signal dans le sup-
port d'amplification Raman afin qu'une amplification Raman
se produise. Le support d'amplification Raman assure l'annu-
lation de la pente de dispersion alors que la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur de fibre n'est pas nulle à une longueur d'onde de la lumière du signal.
En outre, dans les modes de réalisation précités de l'invention, un système de communications optiques comprend un premier et un second amplificateur optique. Le premier amplificateur optique assure une dispersion positive en longueurs d'onde par unité de longueur de fibre à une longueur d'onde de la lumière du signal et amplifie la lumière du signal par amplification Raman avec la lumière de
pompage. Le second amplificateur optique assure une disper-
sion négative en longueurs d'onde pour la longueur de la fibre à la longueur d'onde de la lumière du signal et amplifie la lumière du signal par amplification Raman à
l'aide de lumière de pompage. Dans cette structure, l'ampli-
tude cumulée de la dispersion en longueurs d'onde peu être réduite. Dans des modes de réalisation précités de l'invention, le rapport des puissances de la lumière du signal et du bruit peut être accru et la distorsion de forme d'onde de transmission due à l'effet non linéaire de la fibre peut être réduite. En outre, la distorsion de la forme d'onde de transmission due à la modulation mutuelle de phase donnée
par plusieurs lumières de signaux peut être réduite.
Dans des modes de réalisation précités de l'invention, la détérioration du signal due à la distorsion de la forme peut être évitée par réduction au minimum de la modulation mutuelle de phase créée dans la seconde fibre afin que la dispersion due à la première fibre dans le trajet de
transmission soit compensée.
En outre, dans des modes de réalisation précités de l'invention, le gain d'amplification Raman créé dans une fibre respective de compensation de dispersion est rendu
égal à l'amplitude des pertes créées dans la fibre respec-
tive. Dans des modes de réalisation de l'invention, un gain Raman important peut être obtenu avec un amplificateur Raman
à gain centralisé de section à effet non linéaire rela-
tivement petite et de densité de puissance optique élevée.
Par exemple, la section à effet non linéaire d'une fibre optique ordinaire est de 50 à 80 mm2 alors que la section à effet non linéaire de l'amplificateur Raman du type à gain
centralisé est par exemple de 10 mm2.
En outre, dans des modes de réalisation de l'invention, pour que la distorsion de la forme d'onde due à l'effet non
linéaire, par exemple au mélange de quatre ondes, soit évi-
tée, il est souhaitable que la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur ait une valeur absolue non nulle. La valeur peut être par exemple comprise entre 1 et ps/nm.km, suivant l'intervalle entre les longueurs d'onde des faisceaux des signaux. Cependant, lorsque la dispersion en longueurs d'onde par unité de longueur est grande, un problème se pose car la dispersion cumulée en longueurs
d'onde (ps/nm) devient grande.
Une pente de dispersion nulle est avantageuse pour l'obtention d'une grande largeur de bande des longueurs
d'onde des faisceaux des signaux.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, la fréquence optique du pic de gain Raman primaire est par exemple inférieure à la fréquence du faisceau pompé de 13,2 THz et comme un décalage en longueur d'onde d'environ nm est créé dans la bande de 1,55 gm, la bande efficace de longueurs d'onde est par exemple inférieure ou égale à
nm. Evidemment, l'invention n'est pas limitée à des fré-
quences ou longueurs d'onde particulières.
Dans des modes de réalisation de l'invention, il est aussi avantageux d'utiliser un amplificateur Raman dans un
terminal optique.
Une petite valeur est avantageuse comme valeur absolue de la dispersion cumulée en longueurs d'onde (ps/nm) de la fibre optique pour la création de l'amplification Raman. En outre, il est aussi avantageux de compenser la dispersion en
longueurs d'onde du trajet de transmission.
Par ailleurs, la valeur absolue de la dispersion cumulée en longueurs d'onde peut aussi être réduite par exemple à l'aide d'une série comprenant la fibre optique ayant la dispersion en longueurs d'onde de signe différent de celui de la fibre optique utilisée dans l'amplificateur
Raman. Par exemple, dans divers modes de réalisation préci-
tés de l'invention, la fibre 3D a une dispersion positive et
la fibre 3E une dispersion négative.
Il est aussi possible d'utiliser la structure dans laquelle deux amplificateurs optiques sont directement connectés. De plus, il est possible de compenser la perte d'une ou plusieurs parties optiques par insertion d'une ou plusieurs parties optiques entre les amplificateurs optiques. Dans des modes de réalisation de l'invention, un système de communications optiques multiplexé en longueur d'onde à grande distance et de grande capacité peut aussi accroître le rapport OSNR par longueur d'onde et réduire la distorsion en longueurs d'onde de transmission due à un
effet non linéaire.
L'invention concerne un signal optique multiplexé en
longueur d'onde qui se propage dans une ligne de transmis-
sion. Cependant, l'invention n'est nullement limitée à l'utilisation d'un tel signal optique multiplexé en longueur d'onde. En conséquence, l'invention peut s'appliquer aussi à l'amplification optique de signaux optiques qui ne sont
pas multiplexés en longueur d'onde.
De plus, diverses fibres sont décrites dans le présent
mémoire comme ayant des dispersions positives et négatives.
Par exemple, une première fibre est décrite comme ayant une
dispersion positive et une seconde une dispersion négative.
Cependant, dans de nombreux modes de réalisation, les
dispersions peuvent être opposées aux indications données.
Par exemple, la première fibre peut avoir une dispersion négative et la seconde une dispersion positive. En consé- quence, l'invention n'est nullement limitée aux dispersions
spécifiques indiquées dans les exemples qui précèdent.
L'invention concerne l'utilisation d'un amplificateur optique, par exemple un amplificateur à fibre dopée par l'erbium. Un tel amplificateur est couramment utilisé pour
amplifier un signal optique multiplexé en longueur d'onde.
Cependant, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de tels amplificateurs optiques qui sont des amplificateurs à fibre dopée par l'erbium car d'autres types d'amplificateurs optiques peuvent être utilisés. Ainsi, un amplificateur optique à élément des terres rares autres que l'erbium peut
être utilisé.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (21)
1. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend une ligne de transmission optique comportant une première, une seconde et une troisième fibre telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre (3A) dans la seconde fibre (3B) et dans la troisième fibre pour sortir à l'extrémité de sortie de la troisième fibre, la première fibre (3A) ayant une dispersion positive à une longueur d'onde du signal optique, la seconde fibre (3B) ayant une dispersion négative à la longueur d'onde du signal optique et un diamètre de champ de mode inférieur au diamètre de champ de mode de la première fibre (3A), la troisième fibre (3C) ayant un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde fibre (3B), une lumière de pompage étant transmise à la troisième fibre (3C) par l'extrémité de sortie afin que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque une amplification Raman dans
la ligne de transmission.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième fibre (3C) a une dispersion négative à
la longueur d'onde du signal optique.
3. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend une ligne de transmission optique comportant une première et une seconde fibres telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre (3A) dans la seconde fibre (3B) pour sortir à l'extrémité de sortie de la seconde fibre (3B), la première fibre (3A) ayant une dispersion positive à la longueur d'onde du signal optique, la seconde fibre (3B) ayant une dispersion négative à la longueur d'onde du signal optique et un diamètre du champ de mode inférieur au diamètre du champ de mode de la première fibre (3A), une lumière de pompage étant transmise à la seconde fibre (3B) par l'extrémité de sortie afin que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque une amplification Raman dans la seconde fibre (3B) d'une manière qui compense pratiquement les pertes par transmission dans
la seconde fibre (3B).
4. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend: une ligne de transmission optique comportant une première, une seconde et une troisième fibre telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première fibre (3A) dans la seconde fibre (3B) et dans la troisième fibre (3C) pour sortir à l'extrémité de sortie de la troisième fibre (3C), dans lequel la première fibre (3A) a une dispersion qui est choisie respectivement parmi une dispersion positive et une dispersion négative à la longueur d'onde du signal optique, la seconde fibre (3B) optique a une dispersion qui est choisie respectivement parmi une dispersion négative et une dispersion positive à la longueur d'onde du signal optique, et la seconde fibre (3B) a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre (3A), la troisième fibre (3C) a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la seconde fibre (3B), et une lumière de pompage est transmise à la troisième fibre (3C) par l'extrémité de sortie de manière que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens opposé à celui du signal optique et provoque une
amplification Raman dans la ligne de transmission.
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la troisième fibre (3C) a une dispersion qui est respectivement une dispersion négative ou positive à la
longueur d'onde du signal optique.
6. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend:
une ligne de transmission optique comprenant une pre-
mière et une seconde fibre (3B) telles qu'un signal optique se propage dans la ligne de transmission depuis la première
fibre (3A) dans la seconde fibre (3B) pour sortir à l'extré-
mité de sortie de la seconde fibre (3B), dans lequel:
la première fibre (3A) a une dispersion qui est posi-
tive ou négative respectivement à la longueur d'onde du signal optique, la seconde fibre (3B) a une dispersion qui est négative ou positive respectivement à la longueur d'onde du signal optique, la seconde fibre (3B) a un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la première fibre (3A), et la lumière de pompage est transmise à la seconde fibre (3B) par l'extrémité de sortie de manière que la lumière de pompage se propage dans la ligne de transmission en sens
opposé à celui du signal optique et provoque une amplifi-
cation Raman dans la seconde fibre (3B) d'une manière qui compense pratiquement la perte par transmission dans la
seconde fibre (3B).
7. Appareil selon l'une des revendications 1, 2, 4 et
, caractérisé en ce que la première fibre (3A) est direc- tement raccordée à la seconde fibre (3B), et la seconde fibre (3B) est directement raccordée à la troisième fibre (3C).
8. Appareil selon l'une quelconque des revendications
1, 2, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: une source de lumière de pompage qui transmet la lumière de pompage, et
une enceinte qui entoure la source de lumière de pom-
page et la troisième fibre (3C).
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première et la seconde fibre (3B) sont en dehors
de l'enceinte.
10. Appareil selon l'une quelconque des revendications
1, 2, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: une source de lumière de pompage qui transmet la lumière de pompage, un amplificateur optique (300, 310) qui amplifie le signal optique qui a été transmis à l'extrémité de sortie de la troisième fibre (3C), et une enceinte qui entoure la source de lumière de pompage, l'amplificateur optique (300, 310) et la troisième
fibre (3C).
11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première et la seconde fibre (3B) sont en dehors
de l'enceinte.
12. Appareil selon l'une quelconque des revendications
1, 2, 4, 5 et 7 à 11, caractérisé en ce que l'amplification Raman qui se produit dans la seconde fibre (3B) compense pratiquement la perte par transmission dans la seconde fibre (3B).
13. Appareil selon l'une des revendications 3 et 6,
caractérisé en ce que la première fibre (3A) est directement
raccordée à la seconde fibre (3B).
14. Appareil selon l'une des revendications 3 et 6,
caractérisé en ce qu'il comprend: une source de lumière de pompage qui transmet la lumière de pompage, un amplificateur optique (300, 310) qui amplifie le signal optique transmis par l'extrémité de sortie de la seconde fibre (3B), et une enceinte qui entoure la source de lumière de
pompage et l'amplificateur optique (300, 310).
15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la première et la seconde fibre (3B) sont en dehors
de l'enceinte.
16. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend un milieu d'amplification Raman qui reçoit de la lumière de
pompage de manière qu'un signal optique subisse une ampli-
fication Raman lorsque le signal optique se propage dans le milieu d'amplification Raman, le milieu d'amplification Raman ayant des caractéristiques telles que la pente de dispersion du milieu d'amplification Raman est pratiquement nulle et la dispersion en longueurs d'onde par longueur de fibre du milieu d'amplification Raman n'est pas nulle à la
longueur d'onde du signal optique.
17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le milieu d'amplification Raman comprend: une première fibre (3A) recevant de la lumière de pompage d'une première source de lumière de pompage destinée à provoquer une amplification Raman dans la première fibre (3A), et une seconde fibre (3B) qui reçoit de la lumière de pompage d'une seconde source de lumière pompage différente de la première source de lumière de pompage, destinée à pro- voquer une amplification Raman dans la seconde fibre (3B), le signal optique se propageant dans la première fibre (3A) puis dans la seconde fibre (3B) pour ainsi se propager dans
le milieu d'amplification Raman.
18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en
ce que la première fibre (3A) a respectivement une disper-
sion positive ou négative à la longueur d'onde du signal optique, et la seconde fibre (3B) a respectivement une dispersion négative ou positive à la longueur d'onde du
signal optique.
19. Appareil selon l'une des revendications 16 et 17,
caractérisé en ce que la première et la seconde fibre (3B) ont toutes deux un diamètre de champ de mode inférieur à celui de la ligne de transmission dans laquelle se propage
le signal optique.
20. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier amplificateur optique (300, 310) qui comporte une fibre optique recevant de la lumière de pompage de manière qu'un signal optique qui se propage dans la fibre optique subisse une amplification Raman et soit transmis par le premier amplificateur optique (300, 310), la fibre optique ayant une dispersion positive par unité de longueur de fibre à la longueur d'onde du signal optique, et un second amplificateur optique (300, 310) qui amplifie le signal optique provenant du premier amplificateur optique (300, 310), le second amplificateur optique (300, 310) comprenant une fibre optique recevant de la lumière de pompage telle que le signal optique se propage dans la fibre optique du second amplificateur optique (300, 310) et est amplifié par amplification Raman, la fibre optique du second amplificateur optique (300, 310) ayant une dispersion négative par unité de longueur à la longueur d'onde du
signal optique.
21. Appareil, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier amplificateur optique (300, 310) comportant une fibre optique recevant de la lumière de pompage telle qu'un signal optique qui se propage dans la fibre optique est amplifié par amplification Raman puis transmis par le premier amplificateur optique (300, 310), la fibre optique ayant une dispersion par unité de longueur qui est positive ou négative respectivement à la longueur d'onde du signal optique, et un second amplificateur optique (300, 310) qui amplifie le signal optique provenant du premier amplificateur optique (300, 310), le second amplificateur optique (300, 310) comprenant une fibre optique qui reçoit de la lumière de pompage telle que le signal optique se propage dans la fibre optique et subit ainsi une amplification Raman, la fibre optique ayant une dispersion par unité de longueur de la fibre qui est respectivement négative ou positive à la
longueur d'onde du signal optique.
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