TRANSMISIÓN

. DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método y dispositivo para monitorizar el Estado de Polarización de pulsos extraídos de una señal óptica en un sistema fotónico de transmisión y en base a él calcular el valor del Retardo de Grupo Diferencial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen varios dispositivos capaces de realizar la monitorización de la dispersión modal de polarización, PMD

(Polarization Mode Dispersión) , en sistemas de transmisión fotónicos. En varias solicitudes de patente se describen distintas técnicas de medida y monitorización de la PMD en este tipo de sistemas. Sin embargo, estas técnicas conocidas pueden resultar deficientes o, al menos, mejorables, en lo que se refiere a la resolución espectral y rapidez de medida, lo cual puede ser fundamental en el ámbito de aplicación de la presente invención.

La solicitud de patente publ. no. US-A-2004/008991 describe un método de medida de la PMD mediante la detección heterodina (modulo y fase) de la señal producida por el mezclado óptico de la señal presente en un sistema de

transmisión fotónico con una portadora óptica generada por un láser de onda continua cuya frecuencia de oscilación es variable. De esta manera, al barrer todo el espectro de la señal, es posible calcular el valor de la PMD del sistema. Ahora bien, el barrido realizado por el láser es un proceso complejo inherentemente lento. La PMD es un proceso aleatorio que puede tener una dinámica muy cambiante, lo que implica que puede ser importante aumentar la velocidad de monitorización. El estado de polarización y la PMD son evaluadas en base a la amplitud y frecuencia detectada heterodinamente, lo cual es un método intrinsicamente diferente al que se contempla en la presente patente. El sistema descrito en US-A-2004/008991 requiere un proceso de mezclado, un láser de onda continua y un mecanismo de detección heterodina, lo cual implica un sistema bastante complejo .

La solicitud de patente publ. no. JP-A-2004-138615 también describe un sistema de medida de PMD en un enlace fotónico, mediante el análisis coherente (incluyendo la medida de la amplitud y fase) del espectro de una señal especifica dividida en bandas, transmitida a través de dicho enlace. Sin embargo, el método propuesto se basa en señales especificas, lo cual impide que el enlace esté simultáneamente en operación y requiere un polarimetro heterodino que realiza un barrido en frecuencia con un oscilador local variable para cada banda. Este método adolece de las mismas limitaciones que la solicitud descrita en el párrafo anterior en cuanto a complejidad y velocidad de operación .

Por otra parte, la solicitud de patente publ . no. US-A- 2004/151416 describe un método de medida de PMD basado en la división en sub-bandas del rango de frecuencias que abarca la señal transmitida por el sistema de transmisión fotónico. Sobre cada una de estas bandas es calculada una señal de referencia. Sobre esta señal de referencia se realiza un mezclado con una señal proveniente de una fuente láser. Poniendo en conjunto la información de todas las sub-bandas es calculado el valor de la PMD del la señal original del sistema. Este método es sustancialmente complejo y limita la resolución espectral al número de sub-bandas implementadas en el dispositivo.

Por otra parte, la solicitud de patente publ. no. EP-A- 1494373 describe un analizador de PMD basado en la distorsión de la señal óptica transmitida. Esta distorsión es evaluada en base a las componentes continuas (DC) y alterna (AC) de la señal, las cuales indican la distorsión introducida por la PMD. Este planteamiento requiere un conjunto de filtros localizados con precisión a ciertas frecuencias, siendo su configuración dependiente de la velocidad de señalización del sistema.

Se ha considerado que seria conveniente establecer un método y dispositivo que soluciona, al menos en parte, algunos de los problemas o inconvenientes que presentan los sistemas conocidos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención consiste en un método y dispositivo de medida capaz de monitorizar el Estado de

Polarización, SOP {State of Polarization) , definido por sus cuatro componentes vectoriales (SO, Sl, S2 y S3) en la esfera de Poincaré, a partir de pulsos ópticos extraídos de una señal óptica en un sistema fotónico de transmisión que transporta información (analógica o digital) modulada sobre estos pulsos ópticos, en alguno de sus parámetros (amplitud, fase, frecuencia, posición temporal o envolvente entre otros) . El método descrito evalúa los valores específicos del SOP para un número de frecuencias (componentes frecuenciales del SOP) de los pulsos ópticos y en base a su variación es capaz de calcular el valor del Retardo de Grupo Diferencial, DGD

{Differential Group Delay) , que ha experimentado la señal óptica durante su transmisión por efecto de la Dispersión

Modal de Polarización, PMD {Polarization Mode Dispersión) . De una manera más particular, la invención consiste en un método y dispositivo capaz de evaluar las componentes frecuenciales del SOP de los pulsos extraídos de la señal óptica mediante un subsistema capaz de girar la polarización de la señal de entrada al dispositivo en al menos cuatro ángulos en la esfera de Poincaré distintos, la posterior proyección de estas polarizaciones giradas sobre un dispositivo polarizador orientado en un ángulo en la esfera de Poincaré fijo, y finalmente realizar una conversión de las componentes frecuenciales al dominio temporal mediante un Transformador de Fourier Óptico, OFT {Optical Fourier Tranformer) . De esta manera es calculada la proyección de los pulsos extraidos de la señal óptica de entrada sobre cuatro vectores de la esfera de Poincaré que forman un eje coordenado. El giro de la polarización de estos pulsos puede

ser realizado, sin pérdida de generalidad, bien mediante la división en cuatro caminos ópticos y el giro en cada uno de ellos (arquitectura paralela) o bien mediante el giro sucesivo de pulsos consecutivos o no (arquitectura serie) . El método y sistema de medida se completa con la translación de las componentes frecuenciales de la señal óptica al dominio temporal y su muestreo y cuantificación posterior. La translación de las componentes frecuenciales de la señal óptica al dominio temporal es realizada mediante un elemento o dispositivo Transformador de Fourier Óptico capaz de realizar la Transformación de Fourier directa (dominio temporal a componentes frecuenciales) o inversa (componentes frecuenciales a dominio temporal.

De esta manera, las señales ópticas producidas a la salida del dispositivo transformador de Fourier Óptico, OFT {Optical Fourier Transformer) , son traducidas a una señal eléctrica mediante un dispositivo foto-detector y muestreada en tiempo con un sub-sistema conversor analógico-a-digital a fin de ser procesada digitalmente. El muestreo en el dominio temporal presenta la ventaja inherente de disponibilidad comercial de dispositivos capaces de muestrear a muy altas velocidades, lo cual implica la disponibilidad para el procesado de un gran número de muestras frecuenciales provenientes de un mismo pulso óptico. Este dispositivo OFT en nuestro ámbito de aplicación, presenta la funcionalidad de proporcionar una señal óptica en su puerto salida cuya envolvente es proporcional al módulo de las componentes frecuenciales (espectro) de la señal óptica presente en su puerto de entrada. Este dispositivo puede ser

realizado de múltiples maneras, consistiendo una de ellas, sin pérdida de generalidad, en la propagación de la señal óptica por una medio que presenta un valor significativo de dispersión cromática, como puede ser un tramo de fibra óptica o una red de difracción entre otros.

En resumen, el método descrito, que comprende los giros de la polarización, proyección con el dispositivo polarizador, transformación del dominio frecuencial al tiempo, foto- detección y muestreo, es capaz de calcular la variación de las componentes frecuenciales del SOP a partir de los pulsos extraídos de la señal óptica y calcular la DGD presente en ella en base exclusivamente la información proporcionada por uno o algunos pulsos ópticos. Esto presenta notables ventajas.

La presente invención tiene su aplicación dentro del campo de calidad de la comunicación en sistemas fotónicos de transmisión, y más concretamente en los sub-sistemas de monitorización y compensación de PMD.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a titulo de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra el ámbito de aplicación del método y dispositivo de medida del estado de polarización. En este esquema se muestra un sistema de transmisión fotónico en el

que se realiza la medida del SOP y se evalúa la PMD, mediante la estima de la DGD, que sufre la señal.

La Figura 2 muestra un ejemplo de implementación serie del sistema monitorización de PMD. La Figura 3 muestra un ejemplo de implementación paralelo del sistema de monitorización de PMD.

La Figura 4 muestra un ejemplo de evaluación de la DGD en función de la variación del estado de polarización de la señal monitorizada

DESCRIPCIÓN DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA

Para llevar a cabo la descripción detallada que sigue de la realización preferida de la presente invención, se hará referencia permanente a las Figuras de los dibujos, a través de las cuales se han utilizado las mismas referencias numéricas para las partes iguales o similares. Asi, haciendo referencia, en primer lugar, a la Figura 1, el esquema muestra el ámbito de aplicación del dispositivo de medida del estado de polarización y la dispersión modal. Este ámbito de aplicación se corresponde con un sistema de transmisión fotónico (1) en el que, bien en recepción, o bien en etapas intermedias del sistema, se realiza la medida de la PMD a través de la estima de su DGD en el bloque monitor PMD (2) . La medida de la PMD del sistema de transmisión puede ser realizada tanto sobre los pulsos ópticos que viajan por el sistema, tanto como sobre los pulsos ópticos resultantes de un muestreo óptico, de la de-multiplexación temporal, si la hubiese en el sistema, tanto como sobre los pulsos ópticos

resultantes de la de-multiplexación en frecuencia, si la hubiese en el sistema, (3) sin pérdida de generalidad. Esta señal medida puede ser utilizada como entrada de un bloque compensador de PMD (4) capaz de compensar la DGD medida a fin de mejorar la calidad de la comunicación en el sistema fotónico de transmisión.

La Figura 2 muestra un ejemplo de realización del dispositivo de medida del estado de polarización y la dispersión modal mediante la implementación serie de los giros necesarios en la polarización de la señal a medir. En esta realización se parte de la señal óptica del sistema (20) , que es alimentada a un sub-sistema controlador de polarización automatizado (5) , que mediante una serie de comandos, cambia secuencialmente el giro introducido a la polarización para cada pulso de la señal óptica. Las distintas señales obtenidas después de cada giro son, proyectadas sobre un polarizador fijo (6) y posteriormente su contenido frecuencial es trasladado al dominio del tiempo mediante el transformador óptico de Fourier (7) (OFT) . Finalmente, las señales correspondientes a los distintos giros y proyección, foto-detectadas y muestreadas mediante un convertidor analógico a digital (8) a fin de ser procesadas digitalmente en conjunto para evaluar la variación del estado de polarización dependiente de la frecuencia sobre la esfera de Poincaré y proporcionar el valor de DGD del sistema (30) .

La Figura 3 muestra un ejemplo de realización del dispositivo de medida del estado de polarización y la dispersión modal mediante la implementación en paralelo de los giros necesarios en la polarización de la señal a medir.

Esta realización parte de la señal óptica del sistema (20), que es dividida en cuatro caminos ópticos distintos y alimentada a un sub-sistema que gira la polarización una cantidad fija distinta para cada camino (5A) . En cada camino se realizan las mismas operaciones descritas en la realización anterior de manera que las trazas obtenidas tras cada giro son proyectadas sobre un polarizador fijo (6) y posteriormente su contenido frecuencial es trasladado al dominio del tiempo mediante el transformador óptico de Fourier (7) (OFT) . Finalmente, las distintas trazas correspondientes a cada camino óptico son foto-detectadas, muestreadas y procesadas en conjunto a fin de obtener la variación del estado de polarización dependiente de la frecuencia sobre la esfera de Poincaré y proporcionar el valor de DGD del sistema (30) .

Tanto en la realización serie descrita, como en la realización paralelo descrita, es calculada la variación del estado de polarización dependiente de la frecuencia sobre la esfera de Poincaré. La Figura 4 muestra un ejemplo de estimación del valor de DGD, que puede ser utilizado sin perjuicio de la utilización de otros métodos. En este método, se consideran tres valores cualquiera del estado de polarización para tres frecuencias dadas, (a) (b) y (c) , de entre todo el conjunto de muestras foto-detectadas y muestreadas. En base a estas muestras, es calculado el plano definido por ellas (10), y el ángulo (11) sobre ese plano que las abarca. Conociendo este ángulo y las frecuencias a las que corresponde cada muestra, es posible conocer la variación frecuencial del estado de polarización y el vector de PMD que

es perpendicular a ese plano (12) cuyo modulo nos proporciona el valor de DGD.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, asi como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

No obstante, debe entenderse que la invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna de su fundamento, definido en las reivindicaciones anexas.