Brevet FR2743637A1 — publié le 19970718

LIGNE DE TRANSMISSION OPTIQUE POUR SIGNAUX OPTIQUES MULTIPLEXES PAR REPARTITION EN LONGUEUR D'ONDE CONTEXTE DE L'INVENTION - La présente invention concerne une ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde et, plus particulièrement, un système de compensation de la dispersion en longueur d'onde pour une ligne de transmission optique dans un système répéteur optique à transmission multiplex par répartition en longueur d'onde qui utilise un amplificateur optique direct. Dans un système de télécommunication optique utilisant une fibre optique comme ligne de transmission, la compensation de la dispersion en longueur d'onde est réalisée du fait des caractéristiques de dispersion en longueur d'onde de la fibre optique. La publication de la demande de brevet japonais n 62-275204 présente la technologie du système de compensation de la dispersion en longueur d'onde. Un compensateur de dispersion en longueur d'onde (CDLO) est prévu afin de compenser la dispersion en longueur d'onde dans une fibre optique qui constitue une ligne de transmission optique entre un émetteur et un récepteur. Le compensateur de dispersion en longueur d'onde est agencé afin de compenser la dispersion en longueur d'onde par la ligne de transmission optique de telle sorte que toute la dispersion en longueur d'onde, de l'émetteur au récepteur est rendue équivalente à zéro. Le compensateur de dispersion en longueur d'onde rend toute la dispersion en longueur d'onde sensiblement égale à zéro en utilisant une fibre optique dont la valeur de dispersion en longueur d'onde a une polarité opposée à celle de la ligne de transmission optique et en contrôlant la longueur de la fibre optique. Lorsque ce type de système de compensation de dispersion en longueur d'onde est appliqué à une ligne de transmission optique à multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL), il se pose le problème suivant. Supposons que les longueurs d'ondes multiplexées sont n longueurs d'ondes I1 à In (n étant un entier égal ou supérieur à 2), et que n signaux optiques avec des longueurs d'ondes différentes sont multiplexés, transmis et répétés par l'intermédiaire de lignes de transmission. Dans un tel système, si les caractéristiques de dispersion en longueur d'onde du compensateur de dispersion sont définies par une optique à fibres optiques qui donne des caractéristiques de dispersion nulles pour une longueur d'onde In du signal optique, il subsiste toujours une dispersion en longueur d'onde pour les autres signaux optiques ayant une longueur d'onde de Al à 1(n-1). Le système classique de compensation de la dispersion en longueur d'onde compense la dispersion en longueur d'onde d'un signal optique de longueur d'onde In de manière à rendre nulle cette dispersion. Toutefois, cette compensation est sans effet pour les autres signaux optiques de longueur d'onde I1 à X(n-1). RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, la présente invention a pour objet de fournir une ligne de transmission optique, pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde, capable de compenser la dispersion en longueur d'onde de telle sorte que cette dispersion devienne sensiblement nulle pour chaque longueur d'onde transmise dans la ligne de transmission optique. Une ligne de transmission optique pour signaux -optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la présente invention comprend une fibre optique et au moins un compensateur de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde afin de compenser la dispersion en longueur d'onde de chaque signal optique des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde. Le compensateur de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde comprend un coupleur optique destiné à réaliser l'aiguillage des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde, une pluralité de filtres passe-bande destinés à sélectionner un signal optique avec une longueur d'onde prédéterminée à partir des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés, et une pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde destinées à compenser la dispersion en longueur d'onde du signal optique sélectionné. Une méthode de transmission d'un signal optique selon la présente invention comprend les étapes consistant à aiguiller les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde, à sélectionner un signal optique ayant une longueur d'onde prédéterminée parmi les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés, à compenser la dispersion en longueur d'onde du signal optique sélectionné et à coupler chaque signal optique compensé. Dans cette ligne de transmission optique et dans cette méthode de transmission de signaux optiques, l'avantage apporté est que chaque signal optique ayant une dispersion en longueur d'onde différente dans la ligne de transmission optique peut être compensé pour -annuler la dispersion en longueur d'onde. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'objet ci-dessus ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront évidents à partir de la description détaillée suivante en liaison avec les dessins d'accompagnement, sur lesquels: La figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'une méthode classique de compensation de la dispersion en longueur d'onde. La figure 2 montre une configuration en système d'une ligne de transmission optique à laquelle est appliquée une méthode classique de compensation de la dispersion en longueur d'onde, ainsi que ses caractéristiques de dispersion en longueur d'onde. La figure 3 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un compensateur à multiplexage par répartition en longueur d'onde selon la présente invention. la figure 4 montre une configuration en système d'une ligne de transmission optique à laquelle est appliquée le mode de réalisation de la présente invention, ainsi que ses caractéristiques de dispersion en longueur d'onde. La figure 5 est un exemple des caractéristiques d'une fibre à compensation de dispersion dans un compensateur à multiplexage par répartition en longueur d'onde. La figure 6 est un organigramme montrant une méthode de transmission d'un signal optique selon la présente invention. DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE Afin de mieux comprendre la présente invention, il sera fait brièvement référence à la méthode classique de compensation de la dispersion en longueur d'onde illustrée sur les figures 1 et 2. En se référant à la figure 1, un compensateur de dispersion en longueur d'onde (DC) 3 est prévu immédiatement en amont d'un récepteur (RX) 4 afin de compenser la dispersion en longueur d'onde dans la fibre optique 2 qui constitue une ligne de transmission optique entre un émetteur (TX) 1 et le récepteur (RX) 4. Le compensateur de dispersion en longueur d'onde 3 est agencé afin de compenser la dispersion en longueur d'onde provoquée par la ligne de transmission optique 2 de telle sorte que la dispersion totale en longueur d'onde entre l'émetteur 1 et le récepteur 4 est rendue sensiblement égale à zéro. Le compensateur de dispersion en longueur d'onde 3 rend la dispersion totale en longueur d'onde sensiblement égale à zéro en utilisant une fibre optique qui possède une valeur de dispersion en longueur d'onde de polarité opposée à celle de la ligne de transmission optique 2 et en contrôlant la longueur de la fibre optique. La figure 2 montre un tel système de compensation classique de la dispersion en longueur d'onde appliqué à une ligne de transmission à multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL). Dans ce cas, les longueurs d'ondes multiplexées sont n longueurs d'ondes de 1 à In (n étant un entier égal ou supérieur à 2), et des signaux optiques ayant n longueurs d'ondes sont multiplexés, transmis et répétés par l'intermédiaire de lignes de transmissions 2-1 à 2-3 (chaque triangle dans ra ligne de transmission représente un amplificateur opérationnel). La ligne de transmission entre l'émetteur 1 et le récepteur 4 est divisée par exemple en trois blocs numérotés de 1 à 3. Les compensateurs de dispersion en longueur d'onde 3-1 à 3-3 sont disposes de manière à correspondre à chaque bloc n l à n 3 afin de compenser la dispersion en longueur d'onde des lignes de transmission 2-1 à 2-3 dans chaque bloc nl à n 3. Dans un tel système, si les caractéristiques de dispersion en longueur d'onde des compensateurs de dispersion 3-1 à 3-3 sont définies par une fibre optique qui fournit des caractéristiques de dispersion nulle pour une longueur d'onde In du signal optique, la relation entre la valeur de dispersion en longueur d'onde et la distance pour chaque longueur d'onde I1 à In est représentée par chacun des graphiques dans la partie basse de la figure 2. En l'occurrence, le problème est que le système classique de compensation de la dispersion en longueur d'onde compense la dispersion d'un signal optique ayant une seule longueur d'onde In de manière à rendre nulle la dispersion. Toutefois, cette compensation est sans effet pour les autres signaux optiques ayant des longueurs d'ondes de Il à 1(n-1). La figure 3 est un schéma synoptique d'un compensateur de dispersion en longueur d'onde (CDLO) selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 3, les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde (ayant des longueurs d'ondes de I1 à Xn) provenant d'une ligne de transmission optique sont aiguillés en n branches par un coupleur optique (CPL) 10 et envoyés à des filtres passe-bande (BPF) 11-1 à 11-n afin de sélectionner-une longueur d'onde. Chacun des signaux optiques ayant une des longueurs d'onde de Il à In, sélectionnées par les filtres passe-bande 11-1 à 11-n, est envoyé pour chaque longueur d'onde dans les sections de compensation de dispersion en longueur d'onde 12-1 à 12-n afin de compenser la dispersion en longueur d'onde. Chaque signal optique après compensation est à nouveau couplé par le coupleur optique 13 et introduit dans la ligne de transmission optique. Les éléments décrits ci-dessus constituent un compensateur de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL). La figure 4 montre un schéma synoptique et un graphique de la caractéristique de dispersion en longueur d'onde de la ligne de transmission optique utilisant le compensateur de dispersion en longueur d'onde de la figure 3. Les composants similaires à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de repère. La ligne de transmission optique entre l'émetteur 1 et le récepteur 2 est divisée en trois blocs numérotés de 1 à 3 dans cet exemple. Les compensateurs de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL) 4-1 à 4-3 de la figure 3 sont disposés à la fin de chaque bloc, respectivement. Avec une telle disposition, les signaux optiques ayant quatre longueurs d'ondes de Ai à kn sont pris en compte, n étant égal à 4. On suppose alors que Il = 1. 556 nm, k2 = 1.557 nm, X3 = 1.558 nm et k4 = 1.559 nm, et que chaque fibre optique 2-1 à 2-3 de la ligne de transmission est une fibre dite à décalage de dispersion (FDD) avec une longueur d'onde, à dispersion nulle, de 1.563 nm et un facteur de pente de la dispersion de 0,07 ps/nm2/km. Par conséquent, lorsque la distance de transmission de chaque bloc n l à n"3 est de 800 km, la valeur de dispersion totale de chaque longueur d'onde est la suivante: D1 (X1) = -392 ps/nm.... (1) D2 (12) = - 336 ps/nm.... (2) D3 (13) = -280 ps/nm.... (3) D4 (X4) = -224 ps/nm.... (4). Dans ce cas, la formule de calcul des valeurs de dispersion totale D1 à D4 est représentée par: D = (0,07 ps/nm2/km) x (X - 1.563) x 800 km. Les lignes de transmission optiques 2-1 à 2-3 ont une valeur de dispersion négative (-) pour chaque longueur d'onde I1 à 14. Les valeurs de dispersion totale D1 à D4 pour ces longueurs d'ondes Al à X4 sont compensées dans les sections de compensation de dispersion 12-1 à 12-4 pour chaque longueur d'onde et pour chaque bloc, comme le montre la figure 3, par les compensateurs de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL) 4-1 à 4-3, chaque MRL ayant la structure illustrée par exemple sur la figure 3. Ensuite, la dispersion en longueur d'onde est rendue égale à zéro, ou sensiblement égale à zéro, à la fin de chaque bloc n l à n 3. Pour ce faire, une fibre à dispersion nulle à 1,3 Pm, par exemple, est utilisée pour constituer les sections de compensation de la dispersion 12-1 à 12-4. La fibre à dispersion nulle à 1,3 pm a un facteur de pente de la dispersion de 0,01 ps/nm2/km à la longueur d'onde Xl = 1.556 nm, comme le montre la figure 5 qui représente un graphique de ses caractéristiques de dispersion en longueur d'onde. Les valeurs de dispersion par km pour chaque longueur d'onde de la fibre de compensation de la dispersion sont les suivantes: 17,00 ps/nm/km (à 1l = 1.556 nm) 17,01 ps/nm/km (à 12 = 1.557 nm) 17,02 ps/nm/km (à 13 = 1.558 nm) 17,03 ps/nm/km (à 14 = 1.559 nm). Par conséquent, pour compenser chacune des valeurs de dispersion dans une ligne de transmission de 800 km, ainsi que l'expriment les équations (1) à (4) pour atteindre de manière équivalente une dispersion sensiblement nulle globalement dans chaque bloc, il est efficace de sélectionner la longueur suivante pour chaque fibre de compensation de la dispersion: 23,1 km (à 1l = 1.556 nm) 19,8 km (à 12 = 1.557 nm) 16,5 km (à 13 = 1.558 nm) 13,2 km (à 14 = 1.559 nm). La valeur de compensation de la dispersion pour chaque longueur d'onde est alors la suivante: Dl' = +392 ps/nm.... (5) D2' = +336 ps/nm... . (6) D3' = +280 ps/nm.... (7) D4' = +224 ps/nm.... (8). Le symbole de polarité est inversé par rapport à celui de la valeur de dispersion des équations (1) à (4) de telle sorte que la compensation de la dispersion peut être obtenue. - Chaque fibre de compensation de la dispersion est bobinée autour d'un touret afin de l'aligner dans- une position. Ensuite, la totalité de la dispersion provoquée par les lignes de transmission 2-1 à 2-3 peut être compensée en un point au niveau de chaque MRL 4-1 à 4-3, comme le montre le graphique de la figure 4. La ligne de transmission optique peut avoir une fibre optique avec une valeur de dispersion positive pour chaque longueur d'onde. La section de compensation de la dispersion en longueur d'onde a alors une voie de transmission qui peut être par exemple une fibre optique avec une valeur de dispersion négative, de telle sorte que la compensation de la dispersion peut être réalisée. De plus, la ligne de transmission optique et la section de compensation de la dispersion en longueur d'onde peuvent avoir une fibre optique avec une valeur de dispersion positive pour une partie des longueurs d'ondes et la valeur de dispersion négative pour les autres longueurs d'ondes. La figure 6 montre un mode de réalisation d'une méthode de transmission d'un signal optique selon la présente invention. En premier lieu, les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde sont aiguillés en plusieurs branches. Les signaux optiques avec une longueur d'onde prédéterminée sont sélectionnés à partir de chaque signal de la pluralité de signaux aiguillés. Les signaux optiques sélectionnés sont chacun compensés pour la dispersion en longueur d'onde et couplés ensemble. Comme décrit ci-dessus, la présente invention est prévue pour réaliser la compensation de la dispersion en longueur d'onde pour chaque longueur d'onde de signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde. Ceci procure un avantage dans- la mesure o chacune des longueurs d'ondes des signaux optiques présentant des caractéristiques de dispersion en longueur d'onde différentes peut être compensée simultanément et totalement de la dispersion.en longueur d'onde, et la distance de transmission peut être allongée. Bien que la présente invention a été décrite en liaison avec certains modes de réalisation préférés, il reste entendu que le domaine couvert par la présente invention ne se limite pas à ces modes de réalisation spécifiques. Au contraire, il est prévu qu'il inclut toutes les variantes, toutes les modifications et tous les équivalents susceptibles de rentrer dans le cadre et dans l'esprit des revendications figurant ci-après. REVENDICATIONS 1. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde, comprenant: - une fibre optique (2); au moins un compensateur de dispersion- à multiplexage par répartition en longueur d'onde (3) destiné à compenser une dispersion en longueur d'onde de chaque signal optique dans les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde. 2. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la revendication 1, dans laquelle le compensateur de dispersion à multiplexage par répartition en longueur d'onde (3) comprend: un coupleur optique (10) destiné à aiguiller les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde; une pluralité de filtres passe-bande (11-1 à 11-n) sélectionnant chacun un signal optique d'une longueur d'onde prédéterminée parmi les signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés; et une pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12- n), chacune d'entre elles étant reliée à un filtre correspondant de ladite pluralité de filtres passe-bande (11-1 à 11-n) afin de compenser la dispersion en longueur d'onde du signal optique sélectionné. 3. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la revendication 2, comprenant en plus un coupleur relié à une sortie de chaque section de ladite pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12-n) afin de coupler les signaux optiques compensés. 4. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la revendication 2, dans laquelle chaque section de ladite pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12-n) comprend une fibre optique (2) ayant une valeur de dispersion de polarité opposée à celle de la ligne de transmission optique. 5. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la revendication 4, dans laquelle la fibre optique (2) de la ligne de transmission optique a des valeurs de dispersion négatives pour chaque longueur d'onde (X1 à Xn) des signaux optiques, et dans laquelle la fibre optique (2) de chaque section de ladite pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12-n) a une valeur de dispersion positive. 6. Ligne de transmission optique pour des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde selon la revendication 4, dans laquelle chacune des fibres optiques de chaque section de la pluralité de sections de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12-n) a une longueur prédéterminée de telle sorte qu'une somme des valeurs de dispersion dues à la ligne de transmission optique et des valeurs de dispersion dues à la fibre optique (2) de la section de compensation de la dispersion en longueur d'onde (12-1 à 12-n) devienne sensiblement égale à zéro. 7. Méthode de transmission de signaux optiques par l'intermédiaire d'une ligne de transmission à fibres optiques comprenant les étapes consistant à: aiguiller des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde en une pluralité de signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés; sélectionner un signal optique ayant une longueur d'onde prédéterminée à partir de chaque signal de la pluralité des signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés; compenser la dispersion en longueur d'onde de chacun des signaux optiques sélectionnés; et coupler chacun des signaux optiques compensés. 8. Méthode de transmission de signaux optiques selon la revendication 7, dans laquelle ladite étape de sélection est réalisée par un filtrage passe-bande de chaque signal de ladite pluralité de signaux optiques multiplexés par répartition en longueur d'onde aiguillés. 9. Méthode de transmission de signaux optiques selon la revendication 7, dans laquelle ladite étape de compensation est réalisée en transmettant chacun des signaux optiques sélectionnés par l'intermédiaire d'une voie de transmission correspondante d'une pluralité de voies de transmission, chaque voie de transmission correspondante ayant une valeur de dispersion de polarité opposée à celle de ladite ligne de transmission à fibres optiques. 10. Méthode de transmission de signaux optiques selon la revendication 9, dans laquelle ladite pluralité de voies de transmission sont choisies de telle sorte que, pour chaque longueur d'onde (Xl à In) des signaux optiques, une somme des valeurs de dispersion dues à la ligne de transmission à fibre optique et des valeurs de dispersion dues à ladite voie de transmission correspondante est sensiblement égale à zéro. - 11. Méthode de transmission de signaux optiques selon la revendication 10, dans laquelle ladite étape de sélection est réalisée en contrôlant une longueur de chaque voie de ladite pluralité de voies de transmission. 12. Méthode de transmission de signaux optiques selon la revendication 10, dans laquelle des.fibres optiques sont choisies pour constituer ladite pluralité de voies de transmission.