MXPA98008863A - Metodo y sistema para igualar la dispersion de modo de polarizacion utilizando la conmutacion de retardo en incremento - Google Patents

Abstract

Un separador de haz polarizador separa la señal de datosópticos en primera y segunda señalesópticas polarizadas ortogonalmente. Un primer elemento de retardo de tiempo variable proporciona el primer retardo de propagación en incremento para la primera señalóptica polarizada. Un segundo elemento de retardo de tiempo variable proporciona un segundo retardo de propagación en incremento para la segunda señalóptica polarizada. El primero y segundo elemento de retardo de tiempo variable constan de una serie de conmutadoresópticos interconectados por diferentes longitudes en incremento de fibraóptica. Por ejemplo, 2x2 interruptoresópticos se proporcionan para conmutación entre un segmento de fibra de referencia y un segmento de fibra de retardo respectivo para proporcionar retardo de propagación en incremento. Un controlador controla los conmutadoresópticos en el primero y segundo elemento de retardo de conmutación variable para fijar el primero y segundo retardos de propagación en incremento. En particular, la primera y segunda señalesópticas polarizadas son retardadas en forma de incremento una en relación con la otra para compensar la dispersión de modo de polarización. Un combinador de haz combina despúes la primera y segunda señales para formar una señal de datos de salidaóptica que puede ser detectada de manera precisa por un receptor sin los efectos de la dispersión de modo de polarización. De esta manera, las señales de datosópticos pueden ser transmitidas de manera confiable sobre distancias mayores a lo largo de un medio dispersivo de fibraóptica de trayecto largo a velocidades de bitio y ancho de banda aún mayores.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA IGUALAR LA DISPERSIÓN DE MODO DE POLARIZACIÓN UTILIZANDO LA CONMUTACIÓN DE RETARDO EN INCREMENTO Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La presente invención generalmente se relaciona con la transmisión y comunicación de fibras ópticas de información, y más específicamente con una solución para el problema de la Dispersión de Modo de Polarización.

Técnica Relacionada Dispersión de Modo de Polarización (PMD) La tecnología de fibras ópticas está revolucionando el campo de las telecomunicaciones. La principal fuerza impulsora es la promesa de amplitudes de banda de comunicaciones extremadamente elevadas. A amplitudes de banda elevadas, un solo haz de luz láser modulada puede llevar inmensas cantidades de información - igual a cientos de miles de llamadas telefónicas o cientos de canales de video. Sin embargo, el ensanchamiento de impulso limita la amplitud de banda efectiva y la distancia de propagación de una señal de comunicación óptica. Debido a la naturaleza dispersiva inherente de un medio de fibra óptica, todas las porciones de un impulso de luz no viajan a la misma velocidad a través de una fibra óptica, ocasionando el ensanchamiento del impulso. La Figura 1 ilustra cómo surge el ensanchamiento del impulso a partir de retardos de propagación de luz variables, que eventualmente distorsionan la salida de luz. Los impulsos 100 de entrada digitales se introducen a un medio 110 de fibra óptica. Los impulsos modulados en amplitud los genera una fuente láser modulada, tal como un láser modulado en directo o un láser modulado externamente. Las diferentes porciones de un impulso de luz encuentran retardos de propagación variables que surgen de, inter alia, las longitudes variables de las trayectorias reflejadas adentro de la fibra 110 óptica. Para claridad, se ilustran tres trayectorias que corresponden a una trayectoria 100a corta, relativamente recta, una trayectoria 100b de longitud intermedia, reflejada, y una trayectoria 100c-reflejada, relativamente larga. Debido a los retardos de propagación variables, ver, por ejemplo, el retardo ?t en el tiempo de llegada entre 100a y 100b, se distorsiona la salida óptica combinada. Por lo tanto, un fotorreceptor que detecta los impulsos lOOa-lOOc de salida generará una salida 120 distorsionada . Como se muestra en la Figura 2, ese ensanchamiento del impulso puede llevar a la confusión de símbolos. El "ensanchamiento de impulso" se llama "dispersión" o "expansión" debido a la manera no uniforme en la que las partes de la señal 200 incidente se propagan a través de un medio de fibra dispersivo. En una forma leve de dispersión, las transiciones entre los estados ENCENDIDO y APAGADO que se observan en el receptor no son tan abruptos y distintos como las transiciones que se originaron mediante un láser de transmisión. Una confusión más severa en el dominio de tiempo, limita la amplitud de banda útil de la trayectoria. En la Figura 2, los efectos de la dispersión han ensanchado dos impulsos separados cercanamente, hasta el grado que éstos son casi indistinguibles, como se indica mediante un signo de interrogación en la señal 220 de salida. Esto ocasionará que se reciba erróneamente un bit de información, con quizás resultados desastrosos en la comunicación de la red y la insatisfacción del cliente. Se han hecho muchos refinamientos para reducir la dispersión, e incrementar la amplitud de banda útil. Primeramente, se desarrolló la fibra de un solo modo que tiene un núcleo delgado, de tal manera que hay esencialmente sólo una sola trayectoria de luz a través de la fibra. En segundo lugar, se desarrolló el láser de retroalimentación distribuida (DFB) con una distribución extremadamente angosta de longitudes de onda de salida. Esta técnica minimiza la dispersión cromática ocasionada por el hecho de que diferentes longitudes de onda viajan a velocidades ligeramente diferentes a través de una fibra. Finalmente, se produjo un material de fibra conmutado por dispersión, para minimizar la dependencia de velocidad-v. -longitud de onda a una longitud de onda específica de mil quinientos cincuenta nm. común en aplicaciones de telecomunicaciones . Acumulativamente, las recientes mejoras en materiales ópticos y dispositivos transmisores han reducido la dispersión de impulso, e incrementado la amplitud de banda de trabajo. La tecnología de "onda de luz" ha avanzado a tal paso que las capacidades de amplitud de banda se ha más que duplicado cada dos años. Como resultado, las amplitudes de banda de trabajo, expresadas en términos de velocidades digitales de bits-por-segundo, han aumentado de 500 Mbps a 10 Gbps .

Problema Solucionado por la Invención Estos refinamientos progresivamente más exóticos han llevado la tecnología a una nueva barrera de amplitud de banda: la Dispersión de Modo de Polarización (PMD) . Anteriormente, la Dispersión de Modo de Polarización era insignificante en magnitud con relación a otros efectos dispersivos, pero ahora ésta es un factor limitante. Es bien conocido que la luz se puede polarizar y que, para un haz de luz dado, esta polarización se puede expresar en términos de dos ejes ortogonales que son normales al eje de propagación. A medida que un haz de luz se propaga a través de una fibra, la energía de luz presente a lo largo de una de esas polarizaciones, puede filtrarse dentro de la otra polarización. Esta filtración normalmente sería de poca consecuencia (los receptores de onda de luz detectarán ambas polarizaciones) , excepto que las fibras del mundo real llevan diferentes polarizaciones a velocidades ligeramente diferentes. Este efecto puede ser del orden de 10-20 picosegundos (ps) en una fibra de 100 kilómetros, y se vuelve importante cuando los impulsos de modulación son de 50-100 picosegundos de amplitud. Para complicar el asunto, la dispersión de polarización dentro de una fibra dada cambia como una función de tiempo y temperatura. Por lo tanto, un mecanismo efectivo de compensación de Dispersión de Modo de Polarización debe supervisar y adaptarse a los cambios, con el objeto de mantener la Dispersión de Modo de Polarización en un mínimo. Para nulificar los efectos de la Dispersión de Modo de Polarización, los investigadores han sugerido la aplicación de un dispositivo de compensación adaptable en una trayectoria óptica en el extremo de recepción, justo antes del transductor de recepción. Estos compensadores típicamente emplean un detector para analizar la división y el retardo relativos de la señal que entra, a lo largo de dos polarizaciones ortogonales. Los compensadores corrigen una señal de datos por medio de añadir a propósito retardo, de manera selectiva, a una u otra polarización. Un controlador interpreta los hallazgos del analizador de retardo, y manipula los elementos de retardo ajustables, con el objeto de compensar por las diferencias de retardo dependientes de la polarización, ocasionadas por la trayectoria de transmisión de fibra imperfecta. Sin embargo, estas técnicas no son prácticas en las aplicaciones de telecomunicaciones, tal como, la comunicación de fibra óptica de distancia de arrastre larga. Los elementos de retardo variables usualmente son fibras ópticas que, ya sea se calientan o se estrechan, para alterar sus características de propagación. Aunque estos elementos se pueden adaptar a técnicas de control electrónico de laboratorio, son inadecuados en términos de reproducibilidad y predicción de respuesta. Estos también son imprácticos para usarse en una red de fibra comercial que lleve tráfico, en donde se debe minimizar el tiempo de recuperación después de una falla del equipo o de energía. Ver, por ejemplo, Ozeki, y colaboradores, "Experimento de igualación de dispersión de modo de polarización usando un circuito óptico de igualación variable, controlado por un algoritmo de comparación de forma de onda de impulso", OFC ' 94 Technical Diges t, documento TuN4 , páginas 62-64; Ono, y colaboradores, "Método de Control de Polarización para Suprimir la Influencia de la Dispersión de Modo de Polarización en Sistemas de Transmisión Óptica", Journal of Lightwave Technology, Volumen 12, Número 5, mayo de 1994, páginas 89-91; Takahasi, y colaboradores, "Técnica de Compensación Automática para Dispersión de Modo de Polarización que Fluctúa por Tiempo en Sistemas Amplificadores En-Línea", Electronic Letters, Volumen 30, Número 4, febrero de 1994, páginas 348-49; y WO 93/09454, Rockwell, Marshall A.; Sistema de Despliegue de Guía de Onda Óptica de Cristal Líquido (cada uno de los cuáles está incorporado en su totalidad a la presente como referencia) . Lo que se necesita es un método y sistema para probar la capacidad de diferentes receptores para soportar los efectos de la Dispersión de Modo de Polarización. Además, se requiere un método y sistema de compensación de Dispersión de Modo de Polarización que sea confiable, que responda, y que sea efectivo en las redes de telecomunicaciones.

Compendio de la Invención La presente invención proporciona un sistema y método para probar la capacidad de diferentes receptores para soportar los efectos de la Dispersión de Modo de Polarización, y compensar por la dispersión de modo de polarización (PMD) en una señal de datos óptica, usando elementos de conmutación ópticos para proporcionar retardos en incremento entre diferentes modos de polarización de la señal de datos óptica. En una modalidad, un simulador de Dispersión de Modo de Polarización recibe una señal, rompe la señal en sus diferentes modos de polarización, y proporciona un elemento de retardo de tiempo variable apropiado en una trayectoria antes del receptor. Un controlador variará la frecuencia y la cantidad de dispersión que tendrá cada uno de los modos de polarización, a medida que éstos salen de la fibra. Se puede probar un número de receptores utilizando el mismo patrón de prueba para comparar su funcionamiento, proporcionando mediante lo mismo una base de comparación uniforme. El simulador también se puede utilizar para el control de calidad, por ejemplo, si usted reunió datos de dispersión de variables de tiempo de una computadora en una red, y utilizó esta información en el controlador del sistema de simulación, para probar todos los otros circuitos contra lo que de hecho se midió. Para proporcionar los retardos de tiempo, por ejemplo, un separador de modo de polarización separa la señal de datos óptica en primera y segunda señales ópticas ortogonalmente polarizadas. Un primer elemento de retardo de conmutación variable proporciona un primer retardo de propagación en incremento para la primera señal óptica polarizada. Un segundo elemento de retardo de conmutación variable proporciona un segundo retardo de propagación en incremento para la segunda señal óptica polarizada. Un controlador controla los interruptores ópticos en el primero y segundo elementos de retardo de conmutación variable para establecer el primero y segundo retardos de propagación en incremento . En particular, la primera y segunda señales ópticas polarizadas se retardan incrementalmente una con relación a la otra, con el objeto de compensar por la dispersión de modo de polarización. Después, un combinador de haces combina la primera y segunda señales ópticas polarizadas, para formar una señal de datos de salida óptica que se puede detectar de manera exacta y confiable mediante un receptor, sin los efectos de la dispersión de modo de polarización. De esta manera, las señales de datos ópticas se pueden transmitir sobre mayores distancias a lo largo de un medio de dispersión de fibra óptica de distancia de arrastre larga, a velocidades de bit y amplitudes de banda aún mayores . _ En un aspecto de la presente invención, un partidor de haz desvía una porción de una señal de datos óptica de entrada a un detector de retardo. El detector de retardo detecta un retardo relativo entre los modos de polarización ortogonal de la señal de datos óptica, debido a la dispersión de modo de polarización. Entonces el controlador usa el retardo relativo detectado, para controlar el primero y segundo elementos de retardo de conmutación variable, para contrarrestar el retardo relativo detectado. De conformidad con otro aspecto de la invención, el primero y segundo elementos de retardo de conmutación variable consisten de una serie de interruptores ópticos interconectados ópticamente mediante longitudes de fibra óptica de longitudes en incremento. Se proporcionan 2 X 2 interruptores ópticos para conmutar entre un segmento de fibra de referencia y un segmento de fibra de retardo, para proporcionar un retardo de propagación en incremento relativo. Se pueden usar diferentes configuraciones de 2 X 2 interruptores ópticos, incluyendo configuraciones que utilizan amplificadores ópticos semiconductores o interruptores Mach-Zehnder . En comparación con otras tecnologías conocidas, la presente invención es más confiable y predecible en su respuesta, y por lo tanto, se puede producir más en masa. Por otra parte, ésta tiene un tiempo de respuesta extremadamente rápido, que independiente del grado de ajuste de retardo que se necesite. Esta es una ventaja particular en una red de comunicaciones óptica de velocidad de datos elevada de misión crítica. La aplicación y comercialización de esta invención es muy oportuna a medida que las tecnologías de red óptica se acercan a la barrera de la Dispersión de Modo de Polarización. Posteriormente se describen en detalle otras características y ventajas de la presente invención, así como la estructura y operación de diferentes modalidades de la presente invención, con referencia a los dibujos acompañantes.

Breve Descripción de las Figuras Los dibujos acompañantes, que están incorporados a la presente y forman parte de la especificación, ilustran la presente invención y, junto con la descripción, también sirven para explicar los principios de la invención, y para habilitar a una persona experta en la técnica pertinente para hacer y usar la invención, en los cuáles: La Figura 1 ilustra el ensanchamiento del impulso a través de una fibra óptica de dispersión, de conformidad con una modalidad preferida. La Figura 2 muestra la confusión de símbolos ocasionada por el ensanchamiento del impulso, de conformidad con una modalidad preferida. La Figura 3A muestra un enlace de comunicación óptico que tiene un compensador de Dispersión de Modo de Polarización automáticamente controlado, de conformidad con una modalidad preferida. La Figura 3B es un diagrama detallado en bloques del compensador de Dispersión de Modo de Polarización que se muestra en la Figura 3A, de conformidad con una modalidad preferida. La Figura 4 muestra un elemento de conmutación de retardo en incremento, controlado, variable, que usa interruptores ópticos y elementos de retardo fijos, de conformidad con una modalidad preferida.

Las Figuras 5A, 5B, 5C y 5D ilustran ejemplos de interruptores ópticos, de conformidad con una modalidad preferida . La Figura 6 es un diagrama en bloques de un simulador de Dispersión de Modo de Polarización, de conformidad con una modalidad preferida. Ahora se describirá la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes. En los dibujos, los mismos números indican elementos idénticos o funcionalmente similares. Adicionalmente, el (os) dígito (s) más a la izquierda de un número de referencia típicamente identifica el dibujo en el cuál aparece primero el número de referencia.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Un Simulador de Dispersión de Modo de Polarización con un compensador, de conformidad con una modalidad preferida, se basa en elementos de retardo que usan conmutación óptica para añadir incrementos bien definidos de retardo para la polarización de una señal óptica. En las Figuras 3A y 3B de los dibujos anexos se ilustra un aparato, de conformidad con una modalidad preferida. La Figura 3A muestra una trayectoria de red típica de extremo-a-extremo. Un transmisor 300 transmite una señal de datos óptica a través de una fibra 310 óptica, para detección mediante un receptor 350. Por ejemplo, el transmisor 300 puede ser un modulador láser de retroalimentación distribuida, o cualquier otro tipo de fuente de luz modulada para producir una señal de datos óptica. La fibra 310 óptica es una fibra conmutada por dispersión, de distancia de arrastre larga, de un solo modo, de aproximadamente cien kilómetros de longitud. Más generalmente, se puede usar cualquier tipo de fibra óptica. También se pueden incluir fibras adicionales, amplificadores de línea, y/o repetidores, entre el transmisor 300 y el receptor. 350. El receptor 350 puede ser cualquier fotodetector adecuado para detectar la señal de datos óptica modulada. Se proporciona un compensador 320 de dispersión de modo de polarización (PMD) a lo largo de la fibra 310 óptica, cerca del receptor 350. De conformidad con la presente invención, el compensador 320 de Dispersión de Modo de Polarización iguala la Dispersión de Modo de Polarización, lo que también incrementa la amplitud de banda y el rango de transmisión. Por ejemplo, dada la presencia del compensador 320 de Dispersión de Modo de Polarización, el transmisor 300 puede transmitir datos láser modulados en el orden de uno o cien Gb/s (gigabits/segundo) , o más, sobre una fibra de un solo modo de cien kilómetros, sin confusión de símbolos. El receptor 350 puede detectar la salida de manera confiable y exacta en un ambiente de telecomunicaciones. La Figura 3B muestra un diagrama en bloques de los componentes del compensador 320 de Dispersión de Modo de Polarización, de conformidad con una modalidad de la presente invención. Las trayectorias ópticas están indicadas generalmente por un ciclo a lo largo de la trayectoria de transmisión. La señal de datos óptica que viaja a través de la, fibra 310 óptica entra al partidor 322 de haz como la entrada 315 óptica. Una porción de la entrada 315 óptica se desvía a un detector 327 de retardo. El detector de retardo detecta los retardos entre dos modos de polarización ortogonal de la luz detectada. La operación y las implementaciones de esos detectores de retardo son bien conocidas, y no se necesitan describir con más detalle. La mayor parte de la entrada 315 óptica pasa a través del partidor 322 de haz, a un partidor 324 de haz dependiente de la polarización. El partidor de haz dependiente de la polarización es un tipo de separador de modo de polarización que separa la entrada 315 óptica en dos señales ópticas que están ortogonalmente polarizadas una con respecto a la otra. Las dos señales polarizadas viajan a lo largo de dos trayectorias separadas que se mueven a través de elementos 326 y 328 de retardo de conmutación variable respectivos. Cada uno de los elementos 326 y 328 de retardo de conmutación variable proporcionan un retardo en incremento respectivo a las señales ópticas que pasan a través de los mismos, para igualar o compensar por la Dispersión de Modo de Polarización. Después de pasar a través de los elementos 326 y 328 de retardo, se vuelven a combinar las dos señales ópticas ortogonalmente polarizadas mediante un combinador 340 de haz. Después, una salida 345 óptica que tiene poca o ninguna dispersión de modo de polarización se regresa a la fibra 310 óptica y/o al receptor 350. El grado de retardo en incremento, sí hay alguno, que se imparte mediante los elementos 326 y 328 de retardo de conmutación variable, está manipulado por señales de control recibidas sobre líneas 331 y 332 de control respectivas desde un controlador 330. El controlador 330 recibe la salida de datos desde el detector 327 de retardo, lo cuál representa la magnitud de la Dispersión de Modo de Polarización sobre una línea 329 de salida. Después el controlador 330 procesa los datos y genera las señales de control para los elementos 326 y 328 de retardo de conmutación variable, para contrarrestar los efectos de la Dispersión de Modo de Polarización de la trayectoria de transmisión larga a lo largo de la fibra 310. En particular, el controlador 330 establece interruptores ópticos adentro de los elementos 326 y 328 de conmutación variable, para aplicar un retardo de propagación relativo en incremento entre las señales ortogonalmente polarizadas, lo cuál compensa por el retardo detectado por el detector 327 de retardo. Debido a que la Dispersión de Modo de Polarización se compensa a través de conmutación óptica, se puede conseguir un tiempo de respuesta extremadamente rápido al retardo detectado, por ejemplo, en el orden de nanosegundos, que es independiente del grado de ajuste de retardo. Note que en la Figura 3B, se aplican dos elementos de retardo, de tal manera que se pueda atrasar cualquier polarización con respecto a la otra. Otra variación puede usar un solo elemento de retardo para proporcionar un retardo de propagación relativo. También, se pueden usar uno o más polarizadores giratorios en el partidor 324 de haz de polarización, para seleccionar un componente de polarización en cualquier grado de rotación, mientras que las dos señales ópticas pasan a través de los elementos 326 y 328 de retardo de conmutación no necesariamente tienen que estar ortogonalmente polarizadas . Una característica importante, de conformidad con una modalidad preferida, es la implementación de los elementos 326 y 328 de retardo de conmutación variable. Cada uno de estos elementos de retardo de conmutación tienen una estructura y operación similares. De conformidad con lo anterior, solamente se necesita describir en detalle un elemento de retardo de conmutación. La Figura 4 muestra un ejemplo detallado de un elemento 426 de retardo de conmutación variable que se usa en la presente invención. Una serie de interruptores ópticos SWO-SW6 se conectan en etapas a diferentes longitudes de fibra en incremento. En cada etapa, un interruptor óptico SW0-SW6 puede conmutar una señal óptica sobre un segmento de fibra de referencia, o un segmento de fibra de retardo que es más largo que el segmento de fibra de referencia, con el objeto de introducir un retardo de propagación en incremento. Dependiendo de cómo se ajuste cada interruptor SW0-SW6, se puede retardar una salida 427 óptica a diferentes intervalos de tiempo en incremento . Por ejemplo, el interruptor SWO es un interruptor óptico de conexión transversal de 2 X 2 que tiene cuatro puertos A a D. En una configuración de interruptor, el interruptor SWO puede conectar simultáneamente el puerto A al puerto C y conectar el puerto B al puerto D. La entrada 425 óptica saldría del puerto C y viajaría a lo largo de un segmento 440 de fibra de referencia que no experimentara ningún retardo de propagación relativa, por ejemplo, 0 picosegundos. De manera alternativa, SWO puede conmutar la entrada 425 óptica para que pase desde el puerto A hasta salir del puerto D, para transmisión sobre un segmento 441 de fibra de retardo. El segmento 441 de fibra de retardo es más largo que el segmento 440 de fibra de referencia por una cantidad determinada previamente calculada para introducir un retardo de propagación de un picosegundo, en comparación con el tiempo de tránsito para la luz que viaja a través del segmento 440 de fibra de referencia . Como se muestra en la Figura 4, las etapas de conmutación introducen progresivamente más retardo. En particular, la configuración de la Figura 4 usa valores de retardo que progresan geométricamente en potencias de dos desde uno hasta treinta y dos picosegundos para las etapas individuales. Sin embargo, el elemento 426 de retardo de conmutación puede representar cualquier valor de retardo de número entero desde cero picosegundos hasta sesenta y tres picosegundos, por medio de variar el estado de conmutación de los interruptores SW0-SW6 ópticos. Son ciertamente posibles muchas otras asignaciones para el retardo de propagación, y se han contemplado. Se prefiere el uso de muchos valores de picosegundos bajos para comunicaciones de velocidad de datos elevada, porque la introducción por pasos de valores de retardo grandes puede ocasionar la interrupción momentánea de la señal. Por lo tanto, los retardos de propagación anteriores en el elemento 426 de retardo de conmutación son ilustrativos y pueden variar mediante la adición de más o menos etapas, y cambiando las longitudes de fibra de referencia. Además, en cada etapa de conmutación, se pueden usar elementos de retardo ópticos en combinación con, o en lugar de, los segmentos de retardo ópticos para aplicar un retardo de propagación. Además, se pueden usar interruptores de conexión transversal de múltiples puertos que tengan más de dos puertos en un costado, por ejemplo, N X N conexiones transversales ópticas, en donde N = 3, 4, 8, ó más, para permitir que múltiples segmentos de fibra de retardo introduzcan una mayor diversidad de retardos en incremento en cada etapa. Cada uno de los interruptores SW0-SW6 ópticos se controla a través de las líneas 435 de control basada en una entrada 431 de control que sale desde el controlador 330 para establecer un retardo de propagación deseado. En la Figura 4 se incluye otro controlador 433 de interruptor de retardo opcional, para simplificar la tarea de control para un controlador 330 externo. El controlador 433 de interruptor de retardo acepta una entrada 431 de control relativamente simple, tal como, una solicitud de un tiempo de retardo de propagación particular, o un comando para incrementar o disminuir un tiempo de retardo. En respuesta a la entrada 431 de control, el controlador 433 de interruptor de retardo coordina entonces las acciones de los interruptores SW0-SW6 individuales, con el objeto de acomodar la solicitud. Esto pudiera ser útil para implementar una interconexión estándar a un rango amplio de dispositivos de retardo variable. De manera alternativa, la funcionalidad del controlador 433 de interruptor de retardo se puede incorporar en el controlador 330 externo. En las Figuras 5A a 5D se muestran muchas posibles construcciones de los interruptores SWO a SW6 ópticos 2 X 2 individuales. La Figura 5A muestra un interruptor 500 2 X 2 que tiene cuatro Amplificadores Ópticos Semiconductores (SOAs) 502, 504, 506 y 508 en cada puerto A a D respectivamente. Un acoplador 505 de 3db (pérdida) interconecta las trayectorias ópticas entre el par de Amplificadores Ópticos Semiconductores 506 y 508. Como es bien sabido, estos dispositivos Amplificadores' Ópticos Semiconductores optoelectrónicos proporcionan ganancia óptica y capacidad de conmutación mediante el ajuste de la corriente de polarización negativa eléctrica en una compuerta que acciona los dispositivos. Por ejemplo, si el Amplificador Óptico Semic'onductor 502 se biasa a "encendido", una señal óptica en el puerto A puede pasar a través del Amplificador Óptico Semiconductor 502 al acoplador 505 de 3db. La señal óptica se puede conmutar (y amplificar) adicionalmente para salir del puerto C y/o D con poca o ninguna pérdida por medio de encender el Amplificador Óptico Semiconductor 506 y el Amplificador Óptico Semiconductor 508. En la Figura 5B se muestra otra variación de interruptor 2 X 2, que tiene cuatro acopladores 523, 525, 527 y 529 en cada puerto A a D, para formar cuatro trayectorias ópticas en conexión transversal entre los puertos A a D. Se proporcionan cuatro Amplificadores Ópticos Semiconductores 522-528 para conmutar y amplificar señales ópticas que pasan a lo largo de las cuatro trayectorias ópticas. Aunque se usan más acopladores, esta configuración tiene la ventaja de que son posibles las conexiones A-D y B-C, sin mezclar las señales ópticas que entran en los puertos A y B. La Figura 5C muestra otra variante que separa el interruptor 500 en dos medio- interruptores 540 y 560. El medio-interruptor 540 tiene dos Amplificadores Ópticos Semiconductores 542, 544 en los puertos A y B conectados a un acoplador 545 de 3db. El medio-interruptor 560 tiene dos Amplificadores Ópticos Semiconductores 566, 568 en los puertos C y D conectados a un acoplador 565 de 3db. Los dos acopladores 545 y 546 de 3db acoplan ópticamente los dos medio-interruptores 540 y 560. Una etapa con ese medio- interruptor en cualquier extremo forma una unidad modular. Esto puede ser útil desde un punto de vista de diseño e implementación. Al igual que con los otros diseños de interruptores, esta configuración se puede hacer sin pérdidas mediante el uso de los Amplificadores Ópticos Semiconductores 542, 544, 566 y 568 para proporcionar alguna ganancia . Finalmente, la Figura 5D muestra un interruptor 580 que tiene interruptores 582 y 586 electro-ópticos Mach-Zehnder bien conocidos, para dirigir las señales ópticas entre los puertos A a D, bajo la influencia de gradientes de campo eléctrico. Se añade un bloque 584 de ganancia fijo, tal como un amplificador óptico, para compensar por cualquier pérdida de acoplamiento inherente de los interruptores 582, 586 Mach-Zehnder . La Figura 6 es un diagrama en bloques de un simulador de Dispersión de Modo de Polarización, de conformidad con una modalidad preferida. Como se describió anteriormente, puesto que las señales de luz transmitidas a través de una fibra de un solo modo experimentan la polarización que se describe mejor en términos de un componente horizontal y un componente vertical, cada componente viaja sobre una trayectoria normal al eje de propagación de luz. La transmisión-de estos componentes de la señal se afecta por separado por medio de ocasionar que éstos estén menos que perfectamente sincronizados. Se hace referencia a este problema como Dispersión de Modo de Polarización (PMD) . La Dispersión de Modo de Polarización da como resultado señales ensanchadas que son difíciles para que un receptor las lea e interprete apropiadamente. De esta manera, existe un requerimiento para probar la habilidad de diferentes receptores para soportar el efecto de la Dispersión de Modo de Polarización, y mantener las señales dentro de los límites de los receptores . La Figura 6 ilustra esta solución. El simulador de Dispersión de Modo de Polarización que se ilustra en la Figura 6 recibe un haz de luz óptica en el Partidor de Haz de Polarización (PBS) 600, y divide el haz de luz en un par de señales TE 610 y TM 620. Las señales se desvían a los elementos 630 y 631 de retardo de tiempo variable. La cantidad de retardo se controla mediante un controlador 650 variante de tiempo, para introducir la cantidad apropiada de retardo, para optimizar el funcionamiento y la compensación para los efectos de la Dispersión de Modo de Polarización. Después, se juntan las señales en el unidor 640 de haz de polarización, habiendo logrado la compensación apropiada. Uno de experiencia ordinaria en la técnica comprenderá rápidamente que los elementos de retardo de tiempo variable pueden utilizar cualquiera de las técnicas descritas en la presente, o cualquier otra técnica para introducir la cantidad apropiada de retardo dentro del sistema . En otra modalidad de la invención, el sistema simulador rompe la señal en cuando menos dos modos de polarización, e inserta elementos de retardo de tiempo variable dentro de cada una de las trayectorias, como se describió anteriormente. Después se manda la señal de Dispersión de Modo de Polarización artificial a un receptor, y el controlador 650 cambia la frecuencia y la cantidad de dispersión que tiene cada uno de los modos a medida que éstos salen de la fibra. Se "prueban" muchos receptores usando el mismo patrón de prueba que resulta de los modos controlados, para comparar el funcionamiento y mantener la uniformidad de la señal. El simulador también se puede usar para mantener la calidad de control, por ejemplo, por medio de reunir los datos de dispersión variantes en tiempo desde una computadora en la red, y usando estos datos en el controlador 650 de simulación, para probar los otros circuitos contra una medición real. La presente invención se describe en el ambiente de ejemplo de una red de comunicación de fibra. La descripción de estos términos se proporciona solamente por conveniencia. No se pretende que la invención se limite a la aplicación en este ambiente de ejemplo. De hecho, después de leer la siguiente descripción, será evidente para una persona experta en la técnica relevante, cómo implementar la invención en ambientes alternativos . Aunque se han descrito anteriormente diferentes modalidades de la presente invención, se debe entender que se han presentado a manera de ejemplo solamente, y no de limitación. Aquellos expertos en la técnica entenderán que se pueden hacer diferentes cambios en la forma y los detalles a la misma, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones anexas. Por lo tanto, la extensión del alcance de la presente invención no se debe limitar por ninguna de las modalidades ejemplares descritas anteriormente, sino que se debe definir solamente de conformidad con las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes .

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES Habiendo descrito nuestra invención, lo que reivindicamos como nuevo, y deseamos asegurar mediante Patente de Privilegio es : 1. Un aparato para probar y compensar por la dispersión de modo de polarización en una señal de datos óptica que viaja a través de una fibra óptica, que comprende: (a) un separador de modo de polarización que separa la señal de datos óptica en una primera señal y una segunda señal que viajan a lo largo de primera y segunda trayectorias respectivas; (b) un primer elemento de retardo de tiempo variable localizado a lo largo de la primera trayectoria, para proporcionar un primer retardo de propagación en incremento a la primera señal; (c) un segundo elemento de retardo de tiempo variable localizado a lo largo de la segunda trayectoria, para proporcionar un segundo retardo de propagación en incremento a la segunda señal ,- (d) un controlador de variante de tiempo acoplado al primero y segundo elementos de retardo de tiempo variable, el controlador controlando el primero y segundo elementos de retardo de tiempo, de tal manera que la primera y segunda señales tienen un retardo de propagación relativo que compensa por la dispersión de modo de polarización, el retardo de propagación relativo correspondiendo a la diferencia entre el primero y segundo retardos de propagación en incremento; y (e) un combinador de haz, acoplado a la primera y segunda trayectorias ópticas después del primero y segundo elementos de retardo de tiempo, el combinador de haz combinando la primera y segunda señales para formar una señal de datos de salida óptica compensada por la dispersión de modo de polarización.
2. 2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la fibra óptica comprende un enlace de comunicación.
3. 3. El sistema de la reivindicación 1, en donde la primera y segunda señales ópticas polarizadas están polarizadas en modos ortogonales .
4. 4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un partidor de haz acoplado -ópticamente entre la fibra óptica y el separador de modo de polarización; y un detector de retardo acoplado ópticamente al partidor de haz; en donde el partidor de haz desvía una porción de la señal de datos óptica al detector de retardo, el detector de retardo detecta dicha porción de las señales de datos ópticas, y da salida a una señal eléctrica representativa de las mismas, y el controlador recibe la señal eléctrica y genera señales de control para establecer "los interruptores ópticos en el primero y segundo elementos de conmutación variable.
5. 5. El sistema de la reivindicación 1, en donde el separador de modp de polarización comprende un partidor de haz dependiente de la polarización.
6. 6. El sistema de la reivindicación 1, en donde cuando menos uno de dichos primero y segundo elementos de retardo de conmutación variable comprende una pluralidad de interruptores ópticos interconectados ópticamente en serie durante diferentes longitudes en incremento de fibra óptica.
7. 7. El sistema de la reivindicación 6, en donde cada interruptor óptico comprende un interruptor óptico de 2 x 2 para conmutar entre un segmento de fibra de referencia y un segmento de fibra de retardo respectivo, para proporcionar un retardo de propagación en incremento relativo.
8. 8. El sistema de ia reivindicación 7, en donde cuando menos uno de los interruptores ópticos de 2 x 2 incluye una pluralidad de amplificadores ópticos semiconductores, cada amplificador óptico semiconductor proporcionando cuando menos una acción de ganancia óptica o conmutación, en base a la seña.i de control que sale desde el controlador.
9. 9. El sistema de la reivindicación 7, en donde cuando menos uno de los interruptores ópticos de 2 x 2 incluye dos interruptores electro -ópticos Mach-Zehnder, interconectados por un amplificador óptico.
10. 10. El sistema de la reivindicación 1, en donde se utiliza un patrón de prueba para comparar el funcionamiento de una pluralidad de interruptores ópticos. ~ -
11. 11. Un método para probar y compensar por la~ dispersión de modo de polarización en una señal de datos óptica que viaja a través de una fibra óptica, que comprende los pasos de: (a) separar la señal de datos óptica en una primera señal y una segunda señal que viajan a, lo largo de primera y segunda trayectorias respectivas; (b) retardar la primera señal utilizando un primer elemento de retardo de tiempo variable localizado a lo largo de la primera trayectoria; (c) retardar la segunda señal utilizando un segundo elemento de retardo de tiempo variable localizado a lo largo de la segunda trayectoria; (d) controlar el primero y segundo elementos de retardo de tiempo, utilizando un controlador de variante de tiempo acoplado al primero y segundo elementos de retardo de tiempo variable, el cóntrolador controlando el primero y segundo elementos de retardo de tiempo, de tal manera que la primera y segunda señales tienen un retardo de propagación relativo que compensa por la dispersión de modo de polarización, el retardo de propagación relativo correspondiendo a la diferencia entre el primero y segundo retardos de propagación en incremento; y (e) combinar la primera y segunda señales para formar una señal de datos de salida óptica compensada por la dispersión de modo de polarización, utilizando un combinador de haz, acoplado a la primera y segunda trayectorias ópticas después del primero y segundo elementos de retardo de tiempo, el combinador de haz .
12. 12. El método de la reivindicación 11, en donde la fibra óptica comprende un enlace de comunicación.
13. 13. El método de la reivindicación 11, en donde la primera y segunda señales ópticas polarizadas están polarizadas en modos ortogonales.
14. 14. El método de la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende los pasos de: acoplar un partidor de haz ópticamente entre la fibra óptica y el separador de modo de polarización; y acoplar un detector de retardo ópticamente al partidor de haz; en donde el partidor de haz desvía una porción de la señal de datos óptica a dicho detector de retardo, el detec-tor de retardo detecta esa porción de las señales de datos ópticas, y da salida a una señal eléctrica representativa de las mismas, y dicho controlador recibe la señal eléctrica y genera señales de control para establecer los interruptores ópticos en el primero y segundo elementos de conmutación variable.
15. 15. El método de la reivindicación 11, en donde el separador de modo de polarización comprende un partidor de haz dependiente de la polarización.
16. 16. El método de la reivindicación 11, en donde cuando menos uno del primero y segundo elementos de retardo de conmutación variable comprende una pluralidad de interruptores ópticos interconectados ópticamente en serie por diferentes longitudes en incremento de fibra óptica.
17. 17. El método de la reivindicación 16, en donde cada interruptor óptico comprende un interruptor óptico de 2 x 2 para conmutar entre un segmento de fibra de referencia y un segmento de fibra de retardo respectivo, para proporcionar un retardo de propagación en incremento relativo.
18. 18. El método de la reivindicación 17, en donde cuando menos uno de los interruptores ópticos de 2 x 2 incluye una pluralidad de amplificadores ópticos semiconductores, cada amplificador óptico semiconductor proporcionando cuando menos una acción de ganancia óptica o conmutación, en base a la señal de control que sale desde el controlador. —
19. 19. El método de la reivindicación 17, en donde cuando menos uno de los interruptores ópticos de 2 x 2 incluye dos interruptores electro-ópticos Mach-Zehnder, interconectados mediante un amplificador óptico.
20. 20. El método de la reivindicación 11, en donde se utiliza un patrón de prueba para comparar el funcionamiento de una pluralidad de interruptores ópticos.