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Title:
POWER ADJUSTMENT METHOD FOR A WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING OPTICAL TRANSMISSION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/029995
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a power adjustment method for a wavelength division multiplexing optical transmission system comprising transmitting means, an optical transmission line and receiving means. The invention is characterised in that, for each wavelength channel, the method consists in adjusting the power emitted by the transmission means for said channel according to the optical power levels received for said channel at a plurality of points distributed along the transmission line.

Inventors:
GEORGES THIERRY (FR)
Application Number:
PCT/FR2000/002924
Publication Date:
April 26, 2001
Filing Date:
October 20, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ALGETY TELECOM (FR)
GEORGES THIERRY (FR)
International Classes:
H04B10/2543; (IPC1-7): H04B10/18
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 12 26 December 1996 (1996-12-26)
CHRAPLYVY A R ET AL: "EQUALIZATION IN AMPLIFIED WDM LIGHTWAVE TRANSMISSION SYSTEMS", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,US,IEEE INC. NEW YORK, vol. 4, no. 8, 1 August 1992 (1992-08-01), pages 920 - 922, XP000293636, ISSN: 1041-1135
Attorney, Agent or Firm:
Martin, Jean-jacques (rue de Chazelles Paris Cedex 17, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé d'ajustement de puissance pour un système de transmission optique à multiplexage en longueur d'onde comportant des moyens d'émission, une ligne de transmission optique et des moyens de réception, caractérisé en ce que, pour chaque canal de longueur d'onde, on ajuste la puissance émise par les moyens émetteurs pour ledit canal en fonction des puissances optiques reçues pour ledit canal au niveau d'une pluralité de points répartis le long de la ligne de transmission.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents points répartis le long de la ligne de transmission sont les entrées d'amplificateurs répartis sur ladite ligne.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque canal, on détermine en permanence en fonction des puissances optiques reçues pour ledit canal au niveau d'une pluralité de points répartis le long de la ligne de transmission, une puissance de consigne devant être reçue pour ledit canal au niveau d'un des points de la ligne de transmission et on commande les moyens émetteurs de façon à asservir la puissance audit point sur ladite puissance de consigne.
4. Procédé selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, caractérisé en ce que ledit point est t'entrée du premier amplificateur.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on détermine, pour chaque canal i, un paramètre fj qui est fonction des puissances reçues aux différents points de la ligne de transmission, et en ce qu'on modifie la puissance de consigne en remplaçant sa valeur précédente par une valeur de consigne qui est fonction de ladite valeur précédente ainsi que du paramètre fi.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la nouvelle puissance de consigne est le produit de la valeur de consigne précédente et d'une fonction du paramètre fi.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le paramètre fi est rapporté à la moyenne f des paramètres fi déterminés pour les différents canaux.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le paramètre fi est tel que : où P représente la puissance du jième point de la ligne de transmission pour le canal i et où m est le nombre de points de ladite ligne.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que le paramètre fi est tel : fi = 1/(Pil.Pim)1/2.
10. Procédé selon les revendications 6 et 7 prises en combinaison, caractérisé en ce que la nouvelle puissance de consigne est le produit de la valeur de consigne précédente et d'un produit.
11. fi.
12. Système pour la transmission optique, notamment d'impulsions de type RZ, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications précédentes.
Description:
PROCEDE D'AJUSTEMENT DE PUISSANCE POUR UN SYSTEME DE TRANSMISSION OPTIQUE A MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE La présente invention est relative à un procédé d'ajustement de puissance pour un système de transmission optique à multiplexage en longueur d'onde.

La transmission d'un canal optique numérique, notamment sur une liaison amplifiée, est limitée d'une part, pour les faibles puissances, par le bruit et d'autre part, pour les fortes puissances, par les effets non linéaires.

Pour toute liaison amplifiée, il existe une puissance optimale en sortie de chacun des amplificateurs qui assure le taux d'erreur le plus faible.

Dans le cas d'une transmission sans multiplexage en longueur d'onde, cette puissance optimale peut être ajustée par la puissance de pompe de chaque amplificateur.

Par contre, dans le cas où la transmission met en oeuvre un multiplexage en longueur d'onde, il n'est plus possible d'ajuster individuellement le gain de chacun des signaux, car la réponse en longueur d'onde des amplificateurs n'est pas plate.

Trois techniques principales ont été présentées pour résoudre ce problème.

L'une d'elle consiste à optimiser les dopants de la fibre amplificatrice ainsi que de l'inversion de population moyenne : une platitude de l'ordre de 1.5 dB sur 30 nm peut ainsi être obtenue pour un gain de 25 dB.

On pourra par exemple à cet égard se référer à la publication suivante : -K. Inoue, T. Kominato, H. Toba, IEEE Photon. Techn. Letters 3,718 (1991) Sulhoff, Smart, Zyskind, Nagel, DiGiovanni, « Gain peaking in concatenated 980-nm-pumped EDFAs », OFC'94, p. 40 (1994).

Une autre technique consiste à utiliser des filtres optiques.

En général, ces deux premières techniques sont utilisées afin de limiter les variations de gain à quelques dixièmes de dB.

Une troisième technique encore consiste à pré-accentuer les signaux, c'est à dire à réduire la puissance d'entrée des longueurs d'onde ayant un gain fort et à augmenter la puissance d'entrée des signaux dont le gain est faible. On considère alors que la pré-accentuation est optimisée lorsque les rapports signal à bruit des différents canaux sont égaux.

Une technique de ce type est notamment décrite : -Chaplyvy, Nagel, Tkach : « Equalization in Amplified WDM Lightwave Transmission Systems », IEEE Photon. Techn. Lett. 4,8 (1992).

-Chraplyvy, Tkach, Reichmann, Magill, Nagel : « End-to-end equalization experiments in amplifie WDM lightwave systems », IEEE Photon. Techn.

Lett. 4,428 (1993).

Cette technique ne permet cependant pas de corriger des différences de gain cumulées supérieures à 25 dB. En outre, elle augmente la pénalité non linéaire pour un rapport signal à bruit donné.

Par ailleurs, une des sources principales de dégradation sur un système de transmission terrestre à multiplexage en longueur d'onde, dont les amplificateurs ont un gain égalisé, est la variation de la courbe de gain en fonction de la température. Cette variation est de l'ordre de 1 dB pour 25 dB de gain sur une plage de 50°C de température. Egalement, la variation des pertes de la ligne est un autre facteur de dégradation de la platitude du gain des amplificateurs.

Pour résoudre ce problème, il a été proposé, notamment dans la demande de brevet EP 580.497, un dispositif qui ajuste les paramètres de la source en fonction du taux d'erreur estimé ou mesuré à la réception.

Toutefois, I'information sur le taux d'erreur n'est pas toujours disponible à la réception.

II a déjà été proposé, notamment dans t'abrégé du brevet japonais JP 08 223136, des techniques consistant à égaliser des gains au niveau de chaque amplificateur d'une ligne de transmission.

L'invention propose quant à elle un procédé qui permet de façon simple d'égaliser en permanence les performances de transmission de différents canaux multiplexés en longueur d'onde.

Plus particulièrement, elle propose un procédé d'ajustement de puissance pour un système de transmission optique à multiplexage en longueur d'onde comportant des moyens d'émission, une ligne de transmission optique et des moyens de réception, caractérisé en ce que, pour chaque canal de longueur d'onde, on ajuste la puissance émise par les moyens émetteurs pour ledit canal en fonction des puissances optiques reçues pour ledit canal au niveau d'une pluralité de points répartis le long de la ligne de transmission.

Un tel procédé est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : -les différents points répartis le long de la ligne de transmission sont les entrées d'amplificateurs répartis sur ladite ligne ; -pour chaque canal, on détermine en permanence en fonction des puissances optiques reçues pour ledit canal au niveau d'une pluralité de points répartis le long de la ligne de transmission, une puissance de consigne devant être reçue pour ledit canal au niveau d'un des points de la ligne de transmission et on commande les moyens émetteurs de façon à asservir la puissance audit point sur ladite puissance de ; -ledit point est t'entrée du premier amplificateur ; -on détermine, pour chaque canal i, un paramètre fj qui est fonction des puissances reçues aux différents points de la ligne de transmission, et on modifie la puissance de consigne en remplaçant sa valeur précédente par une valeur de consigne qui est fonction de ladite valeur précédente ainsi que du paramètre fi ; -la nouvelle puissance de consigne est le produit de la valeur de consigne précédente et d'une fonction du paramètre// ;

-le paramètre f est rapporté à la moyenne f des paramètres f déterminés pour les différents canaux ; -le paramètre f est tel que : où P représente la puissance du jième point de la ligne de transmission pour le canal i et où m est le nombre de points de ladite ligne.

-la nouvelle puissance de consigne est le produit de la valeur de consigne précédente et d'un produit il. fi où le paramètre P est choisi de manière à ne pas modifier la puissance totale des signaux à t'émission.

L'invention propose en outre un système pour la transmission optique, notamment d'impulsions de type RZ, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mettre en oeuvre un tel procédé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 représente schématiquement un système de transmission optique sur lequel un procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre.

Le système de transmission représenté sur cette figure comporte des moyens émetteurs 1, des moyens récepteurs 2 et une ligne de transmission 3 qui est par exemple une ligne de transmission terrestre et qui s'étend entre lesdits moyens émetteurs et récepteurs 1 et 2.

Les moyens émetteurs 1 et les moyens récepteurs 2 comportent des moyens de multiplexage/démultiplexage qui permettent de transmettre simultanément sur la ligne 3 plusieurs canaux correspondant à différentes longueurs d'onde de transmission.

Les signaux qu'ils émettent et reçoivent sont avantageusement des signaux à impulsions RZ et notamment des solitons.

La ligne 3 comporte plusieurs sections 4 de fibre optique entre lesquelles sont interposés des amplificateurs 5.

Elle comporte au niveau de chaque amplificateur 5-comme c'est d'ailleurs habituellement le cas pour toute ligne de transmission-des moyens 6 qui permettent de mesurer ou déduire la puissance en entrée d'un tel amplificateur 5 et de renvoyer sur les moyens émetteurs 1 une information sur ladite puissance, en utilisant par exemple un canal optique auxiliaire correspondant à une longueur d'onde différente de celle des canaux de transmission.

Ainsi, les moyens émetteurs 1 connaissent en permanence la puissance Pu, qui est la puissance du canal i à l'entrée de l'amplificateur j, et ce pour i variant de 1 à n et j variant de 1 à m, où n est le nombre de canaux de transmission et où m est le nombre d'amplificateurs 5.

Les moyens émetteurs 1 comportent des moyens de calcul 7 qui déterminent, pour chaque canal i et en fonction des différentes puissances Pij mesurées, pour ledit canal i, en entrée de chacun des m amplificateurs, un niveau de puissance Pil qui devrait être celui en entrée du premier amplificateur, pour ledit canal i. Lesdits moyens émetteurs ajustent alors la puissance qu'ils émettent pour ledit canal i, de façon à la faire converger vers cette valeur.

A titre d'exemple, les moyens de calcul 7 déterminent pour chaque canal i une valeur fi qui est fonction des puissances (Pij) j=1 m.

Ils calculent la moyenne f des fonctions f et rapportent ces fonctions fi à catte moyenne.

Ils modifient la consigne de la puissance d'entrée en remplaçant Pio par P' ; o telle que : P'i = #G(fi) Pit où # est tel que où G est une fonction prédéterminée.

Une fonction fs particulièrement intéressante est :

Des fonctions plus affinées prenant en compte le gain de I'amplificateur ou la variation du facteur de bruit en fonction de la longueur d'onde peuvent être envisagées.

On notera que les valeurs f peuvent être calculées par les moyens 7 ou être obtenues par tout autre moyen et notamment par des moyens analogiques utilisant les signaux transmis par le canal auxiliaire.

La fonction G correspond quant à elle avantageusement à la fonction : G (x) =x.

D'autres fonctions peuvent être envisagées, notamment pour accélérer la convergence.

La fonction G peut également dépendre des puissances en ligne et avoir une fonction d'écrêtage pour limiter les effets non linéaires.

Un autre exemple de fonction fi avantageuse lorsqu'on ne peut pas mesurer les puissances en ligne ou lorsque l'on ne veut pas interférer avec les routines d'égalisation de gain automatique en ligne et éviter ainsi les instabilités est : f, = 1/(Pj1 Pim) On notera que la technique qui vient d'être décrite est particulièrement efficace lorsqu'un signal au format RZ, et en particulier à impulsions solitons, est utilisé, car les limites non linéaires sont alors repoussées vers des puissances élevées.