FR2838004A1 - Circulating amplifier signal optical signal transmission having intermediate amplifier connected first/second parts with pump module Raman broadcasting secondary order wave amplifier. - Google Patents

Circulating amplifier signal optical signal transmission having intermediate amplifier connected first/second parts with pump module Raman broadcasting secondary order wave amplifier. Download PDF

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FR2838004A1 FR0204083A FR0204083A FR2838004A1 FR 2838004 A1 FR2838004 A1 FR 2838004A1 FR 0204083 A FR0204083 A FR 0204083A FR 0204083 A FR0204083 A FR 0204083A FR 2838004 A1 FR2838004 A1 FR 2838004A1
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    • H01S3/30Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre

Abstract

The optical signal transmission installation has an optical signal transmission (2) with first (4) and second parts (5) connected by an intermediate amplification module. There is a pump module (11) delivering signals to a secondary signal by Raman broadcasting simulating secondary order forward waves from the intermediate amplifier module (6).

Description

rencontré durant la réception dudit post-message. met during the reception of said post-message.

PROCÉDÉ PERFECTIONNÉ DE TRANSMISSION DE SIGNAUX ADVANCED PROCESS FOR SIGNAL TRANSMISSION

OPTIQUES À AMPLIFICATION RELAIS PILOTÉE À DISTANCE OPTICAL AMPLIFICATION RELAY DRIVEN AWAY

L'invention concerne le domaine de la transmission de signaux optiques, et plus particulièrement celui de l'amplification de signaux circulant The invention relates to the field of optical signal transmission, and more particularly that of the amplification of signals circulating

dans une ligne de transmission optique. in an optical transmission line.

Certaines lignes de transmission optique, qui relient des stations d'émission et de réception distantes, comportent deux parties raccordées par un module intermédiaire d'amplification. Some optical transmission lines which connect to remote transmitting and receiving stations comprise two portions connected by an intermediate amplifier module. Ce module comporte généralement un milieu d'amplification, tel qu'une fibre optique dopée, capable d'amplifier des signaux optiques (primaires) reçus, en présence de signaux optiques This module typically comprises an amplifying medium, such as a doped optical fiber capable of amplifying optical signals (primary) received in the presence of optical signals

(secondaires) de pompe. (Second) pump.

Lorsqu'il n'est pas possible d'intégrer le générateur de signaux s secondaires de pompe dans le module intermédiaire, celui-ci est implanté dans la station d'émission ou dans la station de réception. When it is not possible to integrate the signal generator s secondary pump in the intermediate module, this is located in the transmitting or in the receiving station. Les signaux secondaires doivent par conséquent remonter la première partie de la ligne (mode co-propagatif par rapport aux signaux primaires) ou la seconde partie de la ligne (mode contra-propagatif par rapport aux signaux primaires), o jusqu'au module intermédiaire, ce qui induit une perte de puissance d'autant The secondary signals are therefore back the first part of the line (copropagating mode with respect to the primary signals) or the second part of the line (counter-propagating mode with respect to the primary signals), o to the intermediate module, which indicates a loss of power all

plus importante que la distance à parcourir est grande. more important than the distance is great.

La puissance requise par le module intermédiaire pour amplifier les signaux primaires étant typiquement de l'ordre de 10 mW (milliWatts), la distance maximale de la ligne de transmission reliant les stations d'émission et de réception via le module interrnédiaire va donc dépendre directement de The power required by the intermediate module to amplify the primary signals typically being of the order of 10 mW (milliwatts), the maximum distance from the transmission line connecting the transmitting and receiving stations via the interrnédiaire module will therefore depend directly of

la puissance des signaux secondaires délivrés par cette station de réception. the power of the secondary signals from this receiving station.

Typiquement, pour une puissance de départ de 1 W (Watt), la distance maximale ne peut excéder une valeur correspondant à une perte d'environ 20 dB pour la partie séparant les stations intermédiaire et de réception, et o d'environ 15 dB pour la partie séparant les stations intermédiaire et d'émission. Typically, for a starting power of 1 W (Watt), the maximum distance may not exceed a value corresponding to a loss of about 20 dB for the portion between the intermediate and receiving stations, and o from about 15 dB to the portion between the intermediate stations and emission. Si l'on veut augmenter cette distance maximale, il est donc impératif d'utiliser une puissance de départ plus importante. If this maximum distance is to be increased, it is imperative to use a greater starting power. Or, dans les iignes de transmission couramment utilisées, telles que les a PSCF ", il existe une limite de puissance, typiquement 1,3 W. au-delà de laquelle la transmission des signaux primaires est irrémédiablement dégradée par des oscillations However, in transmission Iines commonly used, such as the PSCF a ", there is a power limit, typically 1.3 W. beyond which the transmission of primary signals is irreversibly degraded by oscillations

générées par des réflexions Rayleigh. generated by Rayleigh reflections.

Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il a été proposé de placer des filtres sur la ligne de transmission. To try to overcome this drawback, it was proposed to place filters on the transmission line. Mais, cette solution ne peut "tre mise en _uvre que dans des lignes de transmission dédiées spécifiquement au But this solution can not "work shall be carried in transmission lines specifically dedicated to

transport d es signaux secondaires de pom pe, ce qu i est notamment co ûteux. transport of secondary signals are pom pe, that i is the co ûteux.

L'un des buts de l'invention est donc d'apporter une solution One aim of the invention is to provide a solution

alternative à l'inconvénient précité. alternative to the aforementioned drawback.

Elle propose à cet effet une installation de transmission de signaux optiques comprenant i) au moins une ligne de transmission de signaux optiques, formée de première et seconde parties raccordées par un module intermédiaire destiné à amplifier des signaux optiques primaires en présence d'un signal optique secondaire de pompe, ii) au moins une station d'émission pouvant délivrer dans la première partie des signaux optiques primaires, iii) au moins une station de réception, raccordée à la seconde partie pour recevoir les signaux optiques primaires provenant de la station d'émission, et iv) au o moins un module de pompage optique pouvant délivrer dans l'une des première et seconde parties, à destination du module intermédiaire d'amplification, au moins un signal optique secondaire de pompe et au moins un signal optique tertiaire de nature à amplifier la puissance du signal secondaire par diffusion Raman stimulée de second ordre, avant qu'il ne It proposes to this effect an optical signal transmission system comprising i) at least one line of optical signal transmission, formed of first and second portions connected by an intermediate module for amplifying the primary optical signals in the presence of an optical signal secondary pump, ii) at least one transmitting station can deliver in the first part of the primary optical signals, iii) at least one receiving station, connected to the second portion for receiving optical signals from the primary station to emission, and iv) at o least one optical pumping unit capable of delivering in one of the first and second portions, to the intermediate amplifier module, at least one secondary pump optical signal and at least one tertiary optical signal such as to amplify the power of the secondary signal by stimulated Raman scattering of the second order, before it

parvienne au module intermédiaire d'amplification. reaches the intermediate amplifier module.

Les signaux secondaires étant amplifiés par le signal tertiaire de façon distribuée sur toute la longueur de la première ou de la seconde partie de la ligne de transmission, la distance entre les stations d'émission et de réception eVou la puissance des signaux secondaires de pompe au niveau du o module intermédiaire d'amplification peuvent être notablement augmentées sans que la puissance de départ desdits signaux secondaires ne dépasse la The secondary signals are amplified by the service signal in a distributed manner over the entire length of the first or second portion of the transmission line, the distance between the transmitting stations and receiving Evou power secondary pump signals level o amplification intermediate module can be substantially increased without the power start of said second signal exceeds the

limite précitée. aforementioned limit.

Par ailleurs, le module intermédiaire d'amplification peut comporter des moyens d'amplification et de guidage comprenant un matériau choisi dans un groupe comprenant les verres, les dérivés des verres, les cristaux et les céramiques. Furthermore, the amplification module can include intermediate amplification and guiding means comprising a material selected from a group consisting of glasses, derivatives of glasses, crystals, and ceramics. Ce matériau est de préférence dopé avec un ion ou un complexe de terre rare, par exemple choisi dans un groupe comprenant le thullum, I'erbium, le nsodyme, le praséodyme et le dysprosium, ou avec un This material is preferably doped with an ion or a rare earth complex, for example selected from a group consisting thullum, erbium, the nsodyme, praseodymium and dysprosium, or with a

ion métallique, tel que le chrome. metal ion, such as chromium. Mais il peut également comporter des nano- But it may also include nano-

particules dopées. doped particles.

Le module de pompage peut être implanté dans la station d'émission The pump module can be installed in the sending station

ou dans la station de réception. or in the receiving station.

Dans la seconde situation, chaque station de réception peut comporter un dispositif d'aiguillage, tel qu'un circulateur, raccordé au module de pompage, à un module de réception de signaux primaires et à la seconde partie de la ligne, de manière à transmettre au module de réception les signaux optiques reçus et à injecter dans la seconde partie de la ligne les In the second situation, each receiving station may comprise a switching device such as a circulator, connected to the pump module, a primary signal receiving module and the second part of the line, so as to transmit the receiving module and the optical signals received to be injected into the second part of the line the

signaux secondaires et tertiaires délivrés par le module de pompage. secondary and tertiary signals delivered by the pump module.

Toujours dans cette seconde situation, on peut également prévoir, dans certaines au moins des stations de réception, un dispositif auxiliaire d'amplification, tel qu'un << EDFA " (Erblum Doped Fiber Amplifier), interposé entre le dispositif d'aiguillage et le module de réception de manière à amplifier o les signaux primaires reçus avant qu'ils ne soient analysés par ledit module Also in this second situation, it is also possible, in at least some of the receiving stations, an auxiliary amplification device, such as an EDFA << "(Erblum Doped Fiber Amplifier), interposed between the switching device and the receiving module to amplify o primary signals received before they are analyzed by said module

de réception. reception.

En outre, le module intermédiaire d'amplification peut être agencé de manière à recevoir au moins un autre signal optique secondaire de pompe pour l'amplification des signaux primaires. In addition, the amplification intermediate module may be arranged to receive at least one other secondary optical pump signal for amplification of the primary signals. Cet autre signal secondaire peut provenir soit de la première ou seconde partie, soit d'une autre ligne de This other secondary signal can originate from either the first or second part, or another line

transmission optique raccordée au module intermédiaire. optical transmission connected to the intermediate module.

Le module de pompage peut être également agencé de manière à délivrer dans la ligne, dans le même sens que les signaux secondaires, au The pump module may also be arranged to be delivered into the line, in the same direction as the second signals, the

moins un autre signal optique tertiaire. least one other tertiary optical signal.

o L'invention porte également sur un procédé d'amplification optique de signaux sur une ligne de transmission comportant des première et seconde parties raccordées par un module intermédiaire d'amplification, destiné à amplifier des signaux optiques primaires en présence d'un signal optique secondaire de pompe, la première partie recevant des signaux optiques primaires à transmettre à la seconde partie, et l'une des première et seconde parties recevant conjointement (de préférence sensiblement simultanément) i) le signal optique secondaire de pompe, destiné au module intermédiaire d'amplification, et ii) au moins un signal optique tertiaire de nature à amplifier la puissance du signal secondaire par diffusion Raman stimulée de second o The invention also relates to an optical amplifying method of signals on a transmission line having first and second portions connected by an intermediate amplifier module for amplifying the primary optical signals in the presence of a secondary optical signal pump, the first receiving portion of the primary optical signals to be transmitted to the second part, and one of the first and second portions being treated with (preferably substantially simultaneously) i) the secondary pump optical signal, for the intermediate module amplification, and ii) at least one tertiary nature optical signal to amplify the power of the secondary signal by stimulated Raman scattering second

ordre, avant qu'il ne parvienne au module intermédiaire d'amplification. order, before it reaches the intermediate amplifier module.

On peut en outre alimenter le module intermédiaire avec au moins un autre signal optique secondaire de pompe. is also possible to feed the intermediate module with at least one other secondary optical pump signal. On peut également délivrer dans la ligne de transmission, dans le même sens que!esdits signaux secondaires, May also be delivered into the transmission line in the same direction as! Esdits secondary signals,

au moins un autre signal optique tertiaire. at least one other tertiary optical signal.

L' installation et le p rocèdé selon l' i nvention trouvent u ne application particulièrement intéressante, bien que non exclusive, dans le domaine des télécommunications, et plus particulièrement encore dans le domaine des s systèmes de transmission sans dispositif de régénération de signal (comme Installation and p rocèdé according to the i nvention are u particularly interesting application, although not exclusive, application in the field of telecommunications, and more particularly in the field of s signal regeneration device without transmission systems (such as

par exemple un répéteur). e.g., a repeater).

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appara^'tront à Other features and advantages of the invention will ^ 'to become apparent

l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur examining the detailed description below and the attached drawings,

lesquels: o - la figure 1 illustre de façon schématique une partie d'une installation de transmission de signaux primaires selon l'invention, - la figure 2 illustre de façon schématique le mécanisme d'amplification which: o - Figure 1 schematically illustrates a portion of a transmission facility of primary signals according to the invention, - Figure 2 illustrates schematically the amplification mechanism

optique selon l'invention. optical device according to the invention.

Les dessins annexés sont, pour l'essentiel, de caractère certain. The accompanying drawings are, essentially, of a certain character. En conséquence, ils pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais Consequently, they may not only serve to complete the invention, but

aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. also contribute to its definition, if necessary.

On se rétère tout d'abord à la figure 1 pour décrire une partie d'une First we rétère in Figure 1 to describe a part of a

installation de transmission de signaux primaires selon l'invention. transmission facility of primary signals according to the invention.

L'installation ici représentée comporte une station de transmission de :o données 1, raccordée, via une ligne de transmission optique 2 (ci-après The installation shown here comprises a transmission station: o Data 1, connected, via an optical transmission line 2 (hereinafter

appelée " la ligne >), à une station de réception de donnéss 3, distante. called "line>) to a receiving station donnéss 3 remote.

L' invention concerne plus particulièrement, bien que de façon non exclusive, les lignes de transmission 2 qui ne sont pas équipées de dispositif de régénération de signal (ou répéteur). The invention relates more particularly, although not exclusively so, the transmission lines 2 which are not equipped with signal regeneration device (or repeater). Par exemple, I'installation est destinée aux transmissions sous-marines ou terrestres sans répéteur. For example, the installation is intended for submarine or terrestrial transmissions without repeater. Mais, elle peut également être destinée aux lignes de transmission équipéss de répéteurs sur certaines de leurs portions seulement. But it can also be designed for équipéss transmission lines transponders on some of their portions only. La ligne 2 est constituée d'une première partie 4 et d'une seconde partie 5, raccordées par un bo^'tier intermédiaire d'amplification 6, ci-après appelé bo^'tier intermédiaire. Line 2 consists of a first part 4 and a second part 5, connected by a bo ^ intermediate tier amplification 6, hereinafter referred to as bo ^ 'intermediate tier. Chaque partie 4, 5 étant constituée d'une fibre optique, dans ce qui suit on appellera respectivement première et seconde Each portion 4, 5 consisting of an optical fiber, in the following will be called respectively first and second

fibres les première 4 et seconde 5 parties de la ligne 2. fibers first 4 and second 5 parts of the line 2.

La station de transmission 1 est raccordée à la première fibre 4, et comporte un module de transmission 7 capable de délivrer des données à transmettre à la station de réception 3, sous la forme de signaux optiques dits primaires, présentant au moins une longueur d'onde A1. The one transmission station is connected to the first fiber 4, and comprises a transmission module 7 capable of outputting data to be transmitted to the receiving station 3, in the form of so-called primary optical signals having at least a length of wave A1. Par exemple, la For example,

longueur d'onde des signaux primaires est d'environ 1555 nm (nanomètres). wavelength of the primary signal is approximately 1555 nm (nanometers).

Dans ce qui suit, on considérera que les signaux primaires ne présentent qu'une seule longueur d'onde A1, mais, bien entendu, lesdits signaux In what follows, it is assumed that the primary signals have only one wavelength A1, but, of course, said signals

primaires pourraient être distribués sur un intervalle de longueurs d'onde. primary could be distributed over a wavelength range.

Préférentiellement, avant d'être injectés dans la première fibre 4, les zo signaux primaires font l'objet d'une amplification, par exemple à l'aide d'un Preferably, before being injected into the first fiber 4, the zo primary signals are subject to amplification, for example using a

ampllficateur 8 de type " booster ". ampllficateur 8 type "booster".

Une fois émis par le module de transmission 7, les signaux primaires se propagent dans la première fibre 4 (flèche F1), en direction du bo^'tier intermédiaire 6 o ils doivent faire l'objet d'une nouvelle amplification de Once emitted from the transmission module 7, the primary signals are propagated in the first fiber 4 (arrow F1) in the direction of bo ^ 'tier Intermediate 6 o they must be re-amplification

manière à pouvoir atteindre la station de réception 3 distante. so as to achieve the three remote receiving station.

Le bo^'tier intermédiaire 6 est un amplificateur traditionnel, bien connu de l'homme de l'art. The bo ^ intermediate tier 6 is a traditional amplifier, well known to the skilled artisan. Il comprend tous les éléments optiques passifs, et éventuellement actifs, nécessaires à l'amplification, hormis le générateur de lumière de pompe (signaux optiques secondaires de pompe). It comprises all passive optical elements, and possibly active, necessary for amplification, except for the pump light generator (secondary optical pump signals). Il comporte donc des éléments optiques de couplage, tels que des aiguilleurs eVou des isolateurs, et un milieu d'amplification destiné à amplifier les signaux primaires It therefore comprises optical coupling elements such as diverters Evou insulators, and an amplifying medium for amplifying the primary signals

reçus, en présence de signaux secondaires de pompe. received, in the presence of second pump signals.

Ces signaux secondaires présentent au moins une longueur d'onde A2 (et donc une énergie) adaptée à la transition de constituants du milieu d'amplification (tels que par exemple des ions erblum) vers certains niveaux d'énergie, dans des conditions telles que l'émission stimulée devient plus importante que l'absorption et que de ce fait le gain au sein du milieu d'amplification devient positif permettant ainsi une amplification des signaux These second signals comprise at least a wavelength A2 (and therefore energy) adapted to the transition components of the amplification medium (such as e.g. erblum ions) to certain power levels, under conditions such that stimulated emission becomes larger than the absorption and thus the gain in the gain medium becomes positive thereby enabling amplification of signals

primaires reçus. Primary received.

Le milieu d'amplification est. The amplification medium is. par exemple, un verre, ou un dérivé de verre, dopé de préférence avec un ion ou un complexe de terre rare, comme par exemple l'erblum, le thulium, le néodyme, le praséodyme, ou le for example, a glass or a glass compound, preferably doped with an ion or a rare earth complex, such as the erblum, thulium, neodymium, praseodymium, or

dysprosium, ou bien avec un ion métallique, comme par exemple le chrome. dysprosium, or with a metal ion, such as chromium.

On peut également prévoir un co-dopant augmentant la section efficace Provision may also be a co-dopant increasing the cross section

d'absorption, tel que l'ytterblum. absorption, such as ytterblum.

Parmi les verres et dérivés de verre particulièrement intéressants pour accuei ll ir les d opants et co-d opants, on peut citer les verres tel lu rites, les s verres à base de phosphate, les verres à base de silice, les verres à base de bismuth, les verres alumino-silicates, les verres borates, les verres d'alumine, les verres soda lime silice ou les verres germanates, éventuellement dopés par des espèces chimiques telles que des ions alcalins ayant notamment pour Among the glasses and particularly interesting glass derivatives for accuei ll ir them from opants and co-of opants include glasses such reading rituals, s phosphate glasses, silica glasses, based glasses bismuth, the alumino-silicate glasses, borate glasses, alumina glass, soda lime silica glass or germanate glasses optionally doped chemical species such as alkali ions having particular

effet de créer des sites accepteurs d'ions terres rares. effect of creating ion acceptor sites REE.

o En variante, le verre peut également comporter des nano-particules o Alternatively, the glass can also contain nano-particles

d'amplification, préférentiellement dopées, en phase amorphe ou cristalline. amplification, preferably doped, amorphous or crystalline phase.

Dans ce dernier cas, on parle alors de nano-cristaux ou vitro-céramiques. In the latter case, it is called nano-crystals or ceramic hobs. Ces nanoparticules sont disperséss dans un matériau hôte (tel que le verre de silice ou l'un des autres matériaux présentés ci-avant). These nanoparticles are disperséss in a host material (such as silica glass or any of the other materials discussed above). Leurs dimensions caractéristiques sont préférentiellement inférieures au micron, et plus Their characteristic dimensions are preferably less than one micron, more

préférentiellement encore inférieures à la dizaine de nanomètres. preferably still less than about ten nanometers.

De même, au lieu d'un verre ou de l'un de ses dérivés, on peut utiliser un polymère, comme par exemple le PMMA (" Poly-Methyl-Metacrylate >) ou Similarly, instead of a glass or a derivative thereof can be used a polymer, such as PMMA ( "Poly-Methyl-Metacrylate>) or

d'autres matériaux organiques bien connus de l'homme de l'art. other organic materials well known to those skilled in the art.

so Mais on peut également envisager d'utiliser des cristaux (comme par exemple les monocristaux, polycristaux ou céramiques de YAG (Grenat Yttrium-Aluminium), d'WO4 (Vanadate d'Yttrium), de CAS (Calclum AluminiumStrontium), de niobate de lithium, d'YSO, de CNGG, d'YSGG, But so it is also possible to use crystals (such as single crystals, polycrystalline or ceramic YAG (yttrium aluminum garnet), of WO 4 (vanadate Yttrium), CAS (Calclum AluminiumStrontium) niobate lithium, YSO, of CNGG, of YSGG,

d'Alumine ou d'YAP). Alumina or YAP).

Les matériaux dopés erblum sont particulièrement intéressants dans la mesure o ils offrent un rapport amplification / pertes élevé pour une lumière dont la longueur d'onde est d'environ 1555 nm, laquelle est très utilisée dans le domaine des communications optiques. Erblum the doped materials are particularly advantageous insofar as they offer a relative amplification / high losses for a light having a wavelength around 1555 nm, which is very used in the field of optical communications. Plus précisément, dans ce domaine de longueur d'onde l'amplificateur est très peu sensible à la polarisation de la lumière et présente une plage de gain large (typiquement 30 More specifically, in this wavelength range the amplifier is very sensitive to the polarization of light and has a wide range of gain (typically 30

nm) et de faibles pertes d'insertion. nm) and low insertion loss.

Une fois amplifiés par le boA'tier intermédiaire 6, dans des conditions sur lesquelles on reviendra plus loin, les signaux primaires sont injectés dans la seconde fibre 5, o ils circulent jusqu'à la station de réception 3 (flèche F'1 Once amplified by the intermediate boA'tier 6, under conditions which will be discussed below, the primary signals are injected into the second fiber 5, where they run into the receiving station 3 (arrow F'1

de la figure 1). of Figure 1).

La station de réception 3 possède un module de réception 9 destiné à analyser les signaux primaires reçus, de préférence après une amplification par un amplificateur 10, tel qu'un EDFA, en vue de leur utilisation ou de leur The receiving station 3 has a reception module 9 for analyzing the received primary signals, preferably after amplification by an amplifier 10, such as an EDFA, for their use or their

relais vers une ou plusieurs autres stations de l'installation. relay to one or more other stations of the installation.

L'invention prévoit également un module de pompage 11 comprenant deux sous-modules 12 et 13. Dans l'exemple illustré, ce module de pompage 11 est implanté dans la station de réception 3 (mode contra-propagatif), mais o dans une variante, il pourrait être implanté dans la station d'émission 1 (mode co-propagatif). The invention also provides a pumping module 11 comprising two submodules 12 and 13. In the illustrated example, the pump module 11 is installed in the receiving station 3 (counter-propagating mode), but in a variant o it could be installed in the transmitting station 1 (co-propagating mode). Le premier sous-module 12 est agencé pour délivrer les signaux optiques de pompe dits a secondaires ", présentant au moins une longueur d'onde A2 inférieure à la (ou aux) longueur(s) d'onde A1 des signaux s primaires, et nécessaires à l'amplification dans le bo^'tier intermédiaire 6 The first sub-module 12 is arranged to output optical signals of said pump a secondary ", A2 having at least one wavelength less than (or in) length (s) of the wave A1 s primary signals and necessary for the amplification in the bo ^ 'tier intermediate 6

(flèche F4 de la figure 2). (Arrow F4 in figure 2).

Le deuxième sous-module 13 est agencé pour délivrer des signaux optiques dits "tertiaires ", présentant au moins une longueur d'onde A3 inférieure à la (ou aux) longueur(s) d'onde A1 des signaux primaires et à celle(s) (A2) des signaux secondaires, et destinés à amplifier les signaux The second sub-module 13 is arranged for outputting said optical signals "tertiary", having at least one wavelength less than the A3 (or in) length (s) waveform A1 of the primary signals and to the (s ) (A2) of the secondary signals, and for amplifying the signals

secondaires à l'intérieur de la seconde fibre 5. side inside the second fiber 5.

La station de réception comporte en outre un dispositif d'aiguillage 14, tel qu'un circulateur optique, raccordé, d'une première part, à la seconde fibre , d'une seconde part, au module de pompage 11, et d'une troisième part, au The receiving station further comprises a switching device 14 such as an optical circulator connected with a first part to the second fiber, a second hand, the pumping module 11, and a thirdly, the

module de réception 9 ou à l'amplificateur 10 lorsque celui-ci est présent. receiving module 9 or the amplifier 10 when the latter is present.

Lorsque des signaux primaires, provenant du bo^'tier intermédiaire 6 via la seconde fibre 5, parviennent à la station de réception 3, I'aiguilleur 14 les transmet à l'amplificateur 10. Par ailleurs, les signaux secondaires et tertiaires, délivrés par les premier 12 et second 13 sousmodules du module de pompage 11, sont injectés par l'aiguilleur 14 dans la seconde fibre 5 o ils circulent, à contre-courant des signaux primaires, jusqu'au bo^'tier When primary signals from the bo ^ intermediate tier 6 via the second fiber 5, to reach the receiving station 3, I'aiguilleur 14 transmits them to the amplifier 10. Furthermore, the secondary and tertiary signals, issued by first 12 and second 13 sousmodules the pump module 11, are injected through the router 14 in the second fiber 5 where they circulate, against the current of the primary signals, to bo ^ 'tier

intermédiaire 6. Intermediate 6.

La longueur d'onde A3 des signaux tertiaires est choisie de manière à optimiser le couplage entre les signaux tertiaires et les signaux secondaires The wavelength A3 tertiary signals is selected to optimize the coupling between tertiary signals and the second signals

A2 (flèche F3 de la figure 2), lors de leur propagation dans la seconde fibre 5. A2 (arrow F3 in Figure 2), when propagating in the second fiber 5.

On entend ici par << optimiser le couplage '>, le fait d'induire une amplification optimale de la puissance des signaux secondaires par diffusion Raman Here, the term << optimize coupling '>, the fact of inducing optimal amplification of the power of the secondary signals by Raman

stimulée de second ordre (ou " second order SRS "). stimulated second order (or "second order SRS").

Le mécanisme d'amplification de second ordre est notamment décrit dans le document de L.Labrunie et al " 1.6 Tbits/s (160x10 Gbits/s) unrepeatered transmission over 321 km using second order pumping Raman amplification ", post-deadline paper OM'01, et dans le document de Rottwitt o et al " Transparent 80 km bi-directionnally pumped distributed Raman amplifier with second order pumping ", ECOC 99, reqular paper Vol II, The second order amplification mechanism is described in particular in document L.Labrunie et al "1.6 Tbit / s (160x10 Gb / s) Transmission over 321 km unrepeatered using second order Raman amplification pumping", post-deadline paper OM ' 01, and in the document Rottwitt o et al "Transparent 80 km directionnally bi-pumped distributed Raman amplification with second order pumping", ECOC 99, reqular paper Vol II

proceedings, p.144-145. Proceedings, p.144-145.

En fait, les signaux secondaires et tertiaires se propageant sensiblement simultanément sur toute la longueur de la seconde fibre 5, les signaux secondaires peuvent être amplifiés de façon sensiblement homogène In fact, secondary and tertiary propagating signals substantially simultaneously over the entire length of the second fiber 5, the secondary signals can be amplified substantially homogeneously

sur toute ladite longueur (on parle alors d'amplification distribuée). throughout said length (this is called distributed amplification).

Par ailleurs, les longueurs d'onde A2 et A3 sont choisies de manière à Furthermore, the wavelengths A2 and A3 are selected so as to

ne pas perturber la circulation des signaux primaires dans la seconde fibre 5. not to disturb the flow of primary signals in the second fiber 5.

A titre d'exemple non limitatif, lorsque la longueur d'onde A1 des o signaux primaires est égale à environ 1555 nm et que le milieu d'amplification du bo^'tier intermédiaire 6 est un verre dopé erblum, on peut choisir des signaux secondaires présentant une longueur d'onde A2 égale à environ 1480 nm et des signaux tertiaires présentant une longueur d'onde A3 égale à By way of non-limiting example, when the wavelength A1 o primary signals is approximately 1555 nm and that the amplification medium bo ^ intermediate tier 6 is a glass doped erblum, one can choose the signals having a second wavelength A2 equal to about 1480 nm and tertiary A3 signals having a wavelength equal to

environ 1390 nm. approximately 1390 nm.

L'invention offre également un procédé d'amplification optique de signaux sur une ligne de transmission 2 comprenant des première et seconde parties raccordées par un bo^'tier intermédiaire d'amplification 6, destiné à amplifier des signaux optiques primaires (par exemple issus d'une station d'émission 1 raccordée à la première partie et destinés à une station de réception raccordée à la seconde partie), en présence d'au moins un signal optique secondaire de pompe descendant ou remontant la ligne 2 vers le bo'^tier interrnédiaire 6 (et par exemple issu de la station d'émission ou de la The invention also provides a signal optical amplifying process on a transmission line 2 including first and second portions connected by a bo ^ 'tier intermediate amplification 6, for amplifying the primary optical signals (e.g. from d a 1 connected to the first party transmitting station and destined for a receiving station connected to the second portion) in the presence of at least one secondary optical signal descending pump up or the line 2 towards the bo ^ tier interrnédiaire 6 (for example from the transmitting station or

o station de réception). o receiving station).

Ce procédé peut être mis en _uvre à l'aide de l'installation présentée ciavant. This process can be put in work to the aid of the installation presented ciavant. Les fonctions et sous-fonctions principales et optionnelles assurées par les étapes de ce procédé étant sensiblement identiques à celles assurées par les différents moyens constituants l'installation, seules seront résumées ci-après les étapes mettant en _uvre les fonctions principales du procédé The functions and sub-functions main and optional of the steps of the method are substantially identical to those provided by the various means constituting the installation, will be only summarized below the work shall steps using the main functions of the method

selon l'invention. according to the invention.

Ce procèdé consiste à transmettre conointement (et de préférence sensiblement simultanément) dans la première ou seconde partie 5 de la ligne 2 (mode co-propagatif ou contra-propagatif par rapport aux signaux o primaires), d'une part, le signal optique secondaire de pompe, destiné au bo^'tier intermédiaire d'amplification 6, et d'autre part, au moins un signal optique tertiaire de nature à amplifier la puissance du signal secondaire par diffusion Raman stimulée de second ordre, avant qu'il ne parvienne au This method includes transmitting conointement (preferably substantially simultaneously) in the first or second portion 5 of the line 2 (copropagating mode or counter-propagating with respect to the primary signals o), firstly, the secondary optical signal pump, intended to bo ^ intermediate tier amplification 6, and secondly, at least one tertiary nature optical signal to amplify the power of the secondary signal by stimulated Raman scattering of the second order, before it reaches the

module intermédiaire d'amplification. intermediate amplification module.

Grâce au procédé et à l'installation selon l'invention, il est notamment possible d'utiliser, dans le second sous-module 13, un laser de pompe de forte puissance, pour délivrer les signaux tertiaires (A3) destinés à l'amplification de second ordre, et dans le premier sous-module 12, un laser de pompe de faible puissance, pour délivrer les signaux secondaires (A2) o destinés à l'amplification des signaux primaires dans le bo^tier intermédiaire With the method and installation according to the invention, it is in particular possible to use, in the second sub-module 13, a high power pump laser for supplying tertiary signals (A3) for the amplification of second order, and in the first sub-module 12, a low power pump laser for outputting the second signals (A2) o for the amplification of the primary signal in the intermediate tier bo ^

d' am pl ificatio n 6. of ificatio am pl n 6.

Par exemple, on peut utiliser des signaux secondaires à 1480 nm et des signaux tertiaires à 1390 nm dont les puissances de départ respectives sont d'environ 10 mW et 1,3 W. tout en obtenant une augmentation d'environ 1,5 dB de la puissance desdits signaux secondaires au niveau du bo^'tier intermédiaire 6, par rapport aux solutions antérieures. For example, one can use the secondary signals at 1480 nm and 1390 nm tertiary signals whose respective starting power is approximately 10 mW and 1,3 W. while obtaining an increase of approximately 1.5 dB the power of said second signals at the bo ^ intermediate tier 6, compared to earlier solutions. Bien entendu, on peut également augmenter la puissance de départ des signaux secondaires et diminuer celle des signaux tertiaires, de manière à réduire les coûts, notamment. Of course, one can also increase the starting power of the secondary signals and decrease the tertiary signals, so as to reduce costs, in particular. On peut également augmenter sensiblement la puissance des signaux tertiaires pour améliorer les performances. May also significantly increase the power tertiary signals to improve performance. D'une manière générale, grâce à l'invention, les puissances de départ respectives des signaux secondaires et tertiaires peuvent être optimisées de manière à obtenir une puissance d'arrivée (au niveau du bo^'tier 6) choisie eVou en fonction de la In general, thanks to the invention, the respective powers from secondary and tertiary signals can be optimized so as to obtain an Arrival power (at the bo ^ 'tier 6) Evou selected depending on the

longueur que l'on souhaite donner à la seconde fibre 5. length that is desired to give to the second fiber 5.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation d'installation et de procédé décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des The invention is not limited to the installation embodiments and process described above, only as examples, but encompasses all the variants that may be envisaged by the art in the context of

revendications ci-après. following claims.

Ainsi, on a décrit une installation et un procédé dans lesquels le module intermédiaire d'amplification n'était pompé que par des signaux secondaires présentant une unique longueur d'onde et provenant d'une unique fbre (première ou seconde partie de la ligne de transmission). Thus, there is described a system and method in which the amplification intermediate module was not pumped by the secondary signals having a single wavelength and from a single fbre (first or second part of the line transmission). Mais o l'invention s'applique également au cas o le module intermédiaire d'amplifcation est pompé par des signaux secondaires présentant des longueurs d'onde différentes (au moins deux) et provenant d'une unique fibre (p rem ière ou seconde partie de la l igne de transm issiouj ou d' au m oi ns deux fibres distinctes (dont ladite première ou seconde partie) . Dans ce cas, il peut être avantageux d'utiliser également plusieurs signaux tertiaires (au moins deux) présentant des longueurs d'onde différentes. Cette situation est notamment adaptée aux cas o les signaux primaires sont distribués dans un intervalle de longueurs d'onde, t, vpiquement de quelques dizaines de nanomètres. Bien entendu, le milieu d'amplification de la station intermédiaire O but the invention also applies to the case where the intermediate module amplifcation is pumped by secondary signals having different wavelengths (at least two) and from a single fiber (p st rem or second portion of the igne Transm issiouj or at m oi ns two distinct fibers (including said first or second portion). in this case, it may be advantageous to also use more tertiary signals (at least two) having lengths 'different wavelengths. This is especially suitable for cases where the primary signals are distributed in a wavelength interval, t, vpiquement few tens of nanometers. of course, the amplification medium from the intermediate station

so doit être adapté à cette situation. so must be adapted to this situation.

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Installation de transmission de signaux optiques, comprenant au moins une ligne de transmission de signaux optiques (2), comportant des première (4) et seconde (5) parties raccordées par un module intermédiaire d'amplifcation (6), propre à amplifier des signaux optiques primaires (A1) en présence d'un signal optique secondaire de pompe (A2), au moins une station d'émission (1), propre à délivrer dans ladite première partie (4) des signaux o optiques primaires (A1), au moins une station de réception (3), raccordée à ladite seconde partie (5) pour recevoir lesdits signaux optiques primaires, et au moins un module de pompage optique (11) agencé pour délivrer dans l'u ne des première (4) et seconde (5) parties, à destination dud it mod ule intermédiaire d'amplification (6), ledit signal optique secondaire de pompe (A2), caractérisée en ce que chaque module de pompage (11) est agencé pour délivrer dans l'une des première (4) et seconde (5) parties, dans le même sen 1. Installation of optical signal transmission, comprising at least one optical signal transmission line (2) having first (4) and second (5) portions connected by an intermediate module amplifcation (6) capable of amplifying primary optical signal (A1) in the presence of a secondary optical pump signal (A2), at least one transmitting station (1), adapted to deliver into said first portion (4) o primary optical signal (A1) at least one receiving station (3), connected to said second portion (5) for receiving said primary optical signals, and at least one optical pumping module (11) arranged to deliver the u in the first (4) and second (5) portions, to dud it mod ule intermediate amplifier (6), said secondary optical pump signal (A2), characterized in that each pump module (11) is arranged to supply in a first (4) and second (5) portions in the same sen s que ledit signal secondaire (A2), au moins un signal optique tertiaire (A3) propre à amplifier la puissance dudit signal secondaire (A2) par diffusion Raman stimulée de second ordre, avant qu'il ne parvienne audit s that said secondary signal (A2), at least one tertiary optical signal (A3) adapted to amplify the power of said secondary signal (A2) by stimulated Raman scattering of the second order, before it reaches said
module intermédiaire d'amplification (6). intermediate amplifier module (6).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit module intermédiaire d'amplification (6) comporte des moyens d'amplification et de guidage comprenant un matériau choisi dans un groupe comprenant les 2. Installation according to claim 1, characterized in that said intermediate amplifier module (6) comprises amplification and guiding means comprising a material selected from a group comprising
verres, les dérivés des verres, les cristaux et les céramiques. glasses, derivatives of glasses, crystals, and ceramics.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit 3. Installation according to claim 2, characterized in that said
matériau est dopé avec un ion ou un complexe de terre rare. material is doped with an ion or a rare earth complex.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ion ou le complexe de terre rare est choisi dans un groupe comprenant le thullum, 4. Installation according to claim 3, characterized in that the ion or rare earth complex is selected from a group consisting thullum,
I'erbium, le néodyme, le praséodyme et le dysprosium. Erbium, neodymium, praseodymium and dysprosium.
o o
5. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit 5. Installation according to claim 2, characterized in that said
matériau est dopé avec un ion métallique, en particulier le chrome. material is doped with a metal ion, in particular chromium.
6. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit 6. Installation according to claim 2, characterized in that said
matériau comporte des nano-particules dopées. material comprises nanoparticles doped.
! !
7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce 7. Installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that
que ledit module de pompage (11) est implanté dans la station d'émission (1). that said pumping unit (11) is located in the transmitting station (1).
8. Instaliation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce 8. Instaliation according to one of claims 1 to 6, characterized in that
que ledit module de pompage (11) est implanté dans la station de réception (3) that said pumping unit (11) is installed in the receiving station (3)
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque station de réception (3) comporte un module de réception de signaux primaires (9) et un dispositif d'aiguillage (14) raccordé auxdits modules de pompage (11) et de réception (9) et à ladite seconde partie de la ligne (5) de manière à transmettre audit module de réception (9) les signaux primaires (A1) reçus et à injecter dans la seconde partie de la ligne (5) lesdits signaux 9. Installation according to claim 8, characterized in that each receiving station (3) comprises a primary signal receiving module (9) and a switching device (14) connected to said pumping modules (11) and receiving (9) and said second part of the line (5) so as to transmit to said receiving module (9) the primary signals (A1) received and injecting into the second part of the line (5) said signals
secondaires (A2) et tertiaires (A3) délivrés par ledit module de pompage (11). second (A2) and tertiary (A3) output from said pump module (11).
10. Installation selon la revendication 9 caractérisée en ce qu'il comprend un dispositif auxiliaire d'amplification (10) interposé entre ledit 10. Installation according to claim 9 characterized in that it comprises an auxiliary amplifying means (10) interposed between said
dispositif d'aiguillage (14) et ledit module de réception (9). switching device (14) and said receiving module (9).
11. Installation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce 11. Installation according to one of claims 1 to 10, characterized in that
que ledit module intermédiaire (6) est agencé pour recevoir au moins un autre said intermediate module (6) is arranged to receive at least one other
signal optique secondaire. secondary optical signal.
12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit zo module de pompage (11) est agencé pour délivrer ledit autre signal 12. Installation according to Claim 11, characterized in that said zo pumping module (11) is arranged to deliver said further signal
secondaire dans ladite ligne (2). in said secondary line (2).
13. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte une autre ligne de transmission optique raccordée audit module 13. Installation according to Claim 11, characterized in that it comprises a further optical transmission line connected to said module
intermédiaire (6) et dans laquelle circule ledit autre signal secondaire. intermediate (6) and in which circulates said other secondary signal.
14. Installation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce 14. Installation according to one of claims 1 to 13, characterized in that
que ledit module de pompage (11) est agencé pour délivrer dans la ligne (2), dans le même sens que lesdits signaux secondaires, au moins un autre signal that said pumping unit (11) is arranged to supply in the line (2) in the same direction as said second signal, at least one other signal
optique tertiaire. tertiary optics.
15. Procédé d'amplification optique de signaux sur une ligne de transmission (2) comportant des première (4) et seconde (5) parties raccordées par un module intermédiaire d'amplification (6), propre à amplifier des signaux optiques primaires (A1) en présence d'un signal optique secondaire de pompe (A2), ladite première partie (4) recevant des signaux optiques primaires (A1) destinés à la seconde partie (5), et l'une desdites première (4) et seconde (5) parties recevant ledit signal optique secondaire de pompe (A2) destiné audit module intermédiaire d'amplification (6), caractérisée en ce que l'on dolivre dans l'une des première (4) et seconde (5) parties, dans le même sens que ledit signal secondaire (A2), et conjointement, au moins un signal optique tertiaire (A3) propre à amplifier la puissance dudit signal secondaire (A2) par diffusion Raman stimulée de second ordre, avant 15. A method of optical amplifying signals over a transmission line (2) having first (4) and second (5) portions connected by an intermediate amplifier module (6) adapted to amplify the primary optical signals (A1 ) in the presence of a secondary optical pump signal (A2), said first portion (4) receiving the primary optical signal (A1) for the second part (5) and one of said first (4) and second ( 5) parts receiving said secondary optical pump signal (A2) for said intermediate amplifier module (6), characterized in that one dolivre in one of the first (4) and second (5) portions in the same direction as said secondary signal (A2), and together at least one tertiary optical signal (A3) adapted to amplify the power of said secondary signal (A2) by stimulated Raman scattering of the second order, before
qu'il ne parvienne audit module intermédiaire d'amplification (6). it reaches said intermediate amplifier module (6).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on alimente ledit module intermédiaire (6) avec au moins un autre signal optique 16. The method of claim 15, characterized in that one feeds said intermediary module (6) with at least one other optical signal
secondaire de pompe. secondary pump.
17. Procèdé selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce 17. A method according to one of Claims 15 and 16, characterized in that
que l'on délivre dans ladite ligne (2) au moins un autre signal optique tertiaire, that is delivered into said line (2) at least one other tertiary optical signal,
dans le méme sens que lesdits signaux secondaires. in the same direction as said second signal.
s s
18. Application de l'installation et du procédé selon l'une des 18. Application of the installation and method according to one of
revendications précédentes à l'amplification Raman dans le domaine des preceding claims in Raman amplification in the field of
télécommunications. telecommunications.
19. Application selon la revendication 18, caractérisé en ce que le domaine des télécommunications est celui des systèmes de transmission 19. Use according to claim 18, characterized in that the field of telecommunications is one of transmission systems
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US5883736A (en) * 1996-02-23 1999-03-16 The Furukawa Electric Co., Ltd. Er-doped optical fiber amplifier

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