Brevet FR2767423A1 — publié le 19990219

AMPLIFICATEUR OPTIQUE POUR TRANSMISSION MULTIPLEXÉE EN LONGUEUR D'ONDE.*- DESCRIPTION La présente invention concerne un amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde, en particulier, la détection de la force (intensité) de signaux optiques et la détection de signaux passifs ( silent signals ) dans la transmission multiplexée en longueur d'onde. Dans l'amplificateur optique conventionnel pour la transmission multiplexée en longueur d'onde, généralement, un système de transmission multiplexée en longueur d'onde transmettant en même temps des lumières de différentes longueurs d'onde est réputé idéal. Récemment, de nombreux instituts de recherche ont encouragé l'utilisation pratique d'une technologie de transmission multiplexée en longueur d'onde transmettant en même temps des lumières de différentes longueurs d'onde, comme le système de communication ultrarapide et à grande capacité. Dans une transmission à relais de ces signaux multiplexés en longueur d'onde, un amplificateur optique a été étudié qui applique un procédé de contrôle, dans lequel la différence du niveau de lumière de signalisation n'est pas générée par le fait que le gain dépend de la longueur d'onde. La figure 1 montre un exemple conventionnel 1, la figure 2 montre un exemple conventionnel 2, de la constitution d'un amplificateur optique dont le facteur d'amplification dépend de la longueur d'onde. Ces amplificateurs optiques comprennent une fibre dopée aux terres rares 101, un coupleur optique 102, un multiplexeur optique WDM (coupleur de multiplexage en longueur d'onde) 103, une source de lumière de pompage 104, un isolateur optique 105, un filtre de blocage de la source de lumière de pompage 106, une entrée de lumière de signalisation 107, une sortie de lumière de signalisation 108, un photodétecteur 109, un comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage 110 et un filtre de blocage de lumière de signalisation 111. Selon les amplificateurs optiques des exemples conventionnels 1 et 2 ci-dessus, l'amplificateur optique amplifiant des lumières entrées Xî Xn par l'excitation de la fibre optique destinée à l'amplification par la source de lumière de pompage 104, surveille l'ASE (émission spontanée amplifiée) émise par l'amplificateur optique et obtient la dépendance en longueur d'onde d'un certain niveau de gain en contrôlant la force d'ASE à un certain niveau. Par exemple, un exemple conventionnel 3 de la publication de brevet japonais n" 7-193 542 "Optical Amplifying Device, Optical Amplifier Designing Method and Optical Fiber Relay Transmission System" comprend un photodétecteur détectant le niveau de force de la lumière parasite excessive générée par une fibre optique dopée aux terres rares et des moyens contrôlant de façon variable la quantité d'émission de lumière pour le pompage en comparant le niveau de force de la lumière parasite excessive au niveau de force prédéterminé réglé pour obtenir une dépendance fixée du facteur d'amplification et égalisant le niveau de force. Selon cette constitution, même quand le niveau de force d'entrée de la lumière de signalisation d'entrée change, la dépendance du facteur d'amplification vis-à-vis de la longueur d'onde peut être maintenue à un certain niveau. De plus, il peut aussi changer le facteur d'amplification requis. Conformément à cela, il est dit que le système conventionnel est applicable à un système de réseau optique multiplexé en longueurs d'onde multiples, un système de transmission à relais multiplexé en longueurs d'onde multiples et une communication optique analogique à basse distorsion, etc. Cependant, la transmission multiplexée en longueur d'onde conventionnelle ci-dessus adopte un procédé de contrôle évitant l'apparition d' un écart de la dépendance du gain vis-à-vis de la longueur d'onde et ne détecte pas la force du signal optique ni le signal passif. Il existe donc un problème en ce que la restriction de l'apparition de la différence de gain sur chaque longueur d'onde n'est pas prise en compte. Il est donc un objet de la présente invention de prévoir un amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde qui permet la réduction de la différence de gain sur chaque longueur d'onde. De façon à réaliser cet objet, la présente invention concernant un amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde comprend une fibre optique d'amplification pour amplifier des signaux optiques de longueurs d'onde Xî n Xn (n est un nombre naturel au choix) qui sont multiplexés en longueur d'onde, une source de lumière de pompage pour générer des lumières de pompage pour exciter la fibre optique destinée à l'amplification, un multiplexeur optique en longueur d'onde pour insérer les lumières de pompage dans la fibre optique destinée à l'amplification, un coupleur optique pour aiguiller les signaux optiques amplifiés par l'intermédiaire de la fibre optique destinée à l'amplification, un séparateur de longueur d'onde pour séparer à la fois l'ASE (émission spontanée amplifiée) qui est générée spontanément par la fibre optique destinée à l'amplification et les lumières de signalisation de longueur d'onde de signalisation des signaux optiques aiguillés, un photorécepteur pour détecter la force (intensité) de l'ASE, un photodétecteur pour détecter la force (intensité) des lumières de signalisation et un comparateur de niveau de force (ou intensité)/ contrôleur de source de lumière de pompage qui contrôle la sortie de la source de lumière de pompage de sorte que le niveau de sortie des signaux optiques soit réglé arbitrairement, sur la base de la force détectée par le photodétecteur. L'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde est capable de contrôler le niveau de sortie de la source de lumière de pompage, par l'intermédiaire du comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage de façon à obtenir un facteur d'amplification avec une égalité ou planéité de gain adéquate. De plus, selon la force détectée par le photodétecteur, le comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage est capable de détecter le niveau de force d'un signal de lumière de longueur d'onde au choix. En outre, l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde inclut un détecteur de signal passif pour détecter l'état passif, qui est capable de détecter un signal passif d'une longueur d'onde au choix. Et une détection de signal passif d'une longueur d'onde au choix est une détection de signal passif de l'ASE, le comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage contrôle le niveau de sortie de la source de lumière de pompage de façon à obtenir un facteur d'amplification avec une planéité de gain adéquate de la fibre optique destinée à l'amplification. Et un amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde inclut au moins deux de chacun du séparateur de longueur d'onde avec différentes caractéristiques de longueur d'onde et du photorécepteur, ce qui permet de réduire la différence de gain de chaque longueur d'onde différente. Les objets ci-dessus ainsi que d'autres et les caractéristiques novatrices de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée suivante quand celle-ci est lue en conjonction avec les dessins ci-joints. Cependant, il convient de comprendre explicitement que les dessins sont fournis à titre d'illustration seulement et ne sont pas prévus comme une définition des limites de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma fonctionnel montrant la construction d'un premier exemple de l'amplificateur optique conventionnel; la figure 2 est un schéma fonctionnel montrant la configuration d'un deuxième exemple de l'amplificateur optique conventionnel; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant la constitution d'un premier mode de réalisation de l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention; la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un deuxième mode de réalisation de l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention; et la figure 5 est un schéma fonctionnel montrant une application de l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Un mode de réalisation préféré de la présente invention est maintenant décrit en détail en se référant aux dessins ci-joints. Les figures 3, 4 et 5 montrent des modes de réalisation de l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention. La figure 3 est un premier mode de réalisation de l'amplificateur optique conformément à la présente invention, et la figure 4 est un deuxième mode de réalisation de l'amplificateur optique conformément à la présente invention. Ce deuxième mode de réalisation montre un circuit d'amplificateur optique de pompage par l'arrière. La présente invention comprend une fibre optique destinée à l'amplification 1, un coupleur optique 2, un multiplexeur optique WDM (multiplexeur en longueur d'onde) 3, une source de lumière de pompage 4, une entrée de lumière de signalisation 7, une sortie de lumière de signalisation 8, un photodétecteur 9, un comparateur de niveau de force (c'est-à-dire d'intensié;/ contrôleur de source de lumière de pompage 10, un réseau à .ibre, en anglais fiber grating (séparateur de longueur d'onde) 12, un photorécepteur 13 et un détecteur de signal passif 14. La fibre optique destinée à l'amplification 1 cidessus est une fibre optique pour amplifier une lumière de signalisation. Une fibre dopée aux terres rares est utilisée dans ce mode de réalisation. Le coupleur optique 2 aiguille le signal amplifié. Le multiplexeur optique (coupleur WDM) 3 est un multiplexeur en longueur d'onde pour faire entrer la lumière de pompage excitée par la source de lumière de pompage 4 dans la fibre optique 1. La source de lumière de pompage 4 excite la fibre optique 1. Le photodétecteur 9 surveille la lumière de signalisation réfléchie par le réseau à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12. Le comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage 10 contrôle la lumière de pompage pour qu'elle soit à un certain niveau de la force de l'ASE surveillée. Le réseau à fibre (séparateur de longueur d'or.de) 12 es un sélecteur de lumière passante avec des caractéristiques qui réfléchissent la lumière de signalisation et laissent passer les lumières d'autres longueurs d'onde. Le pnotorécepteur 13 surveille l'ASE générée à partir de la fibre optique destinée à l'amplification. Le détecteur de signal passif 14 détecte l'êcat de signal passif résultant de la surveillance de l'.R E au niveau du photorécepteur 13. Dans l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde comprenan les éléments i-dessus, les signaux optiques multiplexés de longueurs d'onde Xî n Xn entrés à par". r de l'entrée de lumière de signalisation 7 sont excités et amplifiés par la source de lumière de pompage 4 dans la fibre optique destinée à l'amplification 1. Les signaux optiques amplifiés sont aiguillés par le coupleur optique 2. Les signaux optiques aiguillés, excepté la longueur d'onde de la lumière de signalisation, passent par le réseau à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12 et l'ASE est entrée dans le photodétecteur 9. Sur la base des informations du niveau de l'ASE détecté dans le photodétecteur 9, le niveau de sortie de la source de lumière de pompage 4 est contrôlé par 12 comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage 10 de façon à obtenir le facteur d'amplification avec une meilleure, ou même la meilleure planéité de gain de la fibre optique destinée à l'amplification. Par l'intermédiaire de ce processus, l'amplification optique minimisant la différence de gain de chaque longueur d'onde est mise en oeuvre. La lumière de signalisation réfléchie par le réseau à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12 est entrée dans le photorécepteur 13 pour la surveillance de la lumière de signalisation, et il est possible de détecter le signal optique. En outre, il est possible de détecter un signal passif par l'intermédiaire du détecteur de signal passif 14. La figure 5 est un schéma fonctionnel montrant une application de l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention. La structure de base de cette application de l'amplificateur optique est le premier mode de réalisation ci-dessus de l'amplificateur optique. C'est-à-dire, en comparaison avec le premier mode de réalisation de l'amplificateur optique, des isolateurs optiques 5 au niveau d'entrée/sortie de la fibre optique destinée à l'amplification 1, un réseau à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12 adaptant chaque longueur d'onde pour la détection de lumière multiplexée en longueur d'onde respectivement à des niveaux avant et après du signal séparé par le coupleur optique, un photorécepteur 13 et un coupleur optique de longueur d'onde 15 ont été ajoutés. La référence 3 représente le multiplexeur optique et la référence 8 représente la sortie de lumière de signalisation. Dans cette application, les signaux optiques des longueurs d'onde multiplexées Xî n hn entrés à partir de l'entrée de lumière de signalisation 7 sont amplifiés par la fibre optique destinée à l'amplification 1 excitée par la source de lumière de pompage 4. Les signaux optiques amplifiés sont aiguillés par le coupleur optique 2. Les signaux optiques aiguillés, excepté pour la longueur d'onde de la lumière de signalisation, passent par les réseaux à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12, et l'ASE est entrée dans le photodétecteur 9. Sur la base des informations du niveau d'ASE détecté, le niveau de sortie de la source de lumière de pompage 4 est contrôlé par le comparateur de niveau de force/ contrôleur de source de lumière de pompage 10 de façon à obtenir le facteur d'amplification avec une meilleure, ou même la meilleure égalité de gain de la fibre optique destinée à l'amplification. Dans ce processus, l'amplification optique minimisant la différence de gain de chaque longueur d'onde est mise en oeuvre. Les lumières de signalisation réfléchies par les réseaux à fibre (séparateur de longueur d'onde) 12 sont séparées en lumière de signalisation de chaque longueur d'onde par le coupleur optique de longueur d'onde 15, et sont entrées dans les photorécepteurs 13 pour la surveillance de la lumière de signalisation respectivement, de sorte qu'il est possible de détecter le signal optique à chaque longueur d'onde. En outre, le signal passif peut être détecté par le détecteur de signal passif 14. Comme il est clair à partir de l'explication ci-dessus, l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde conformément à la présente invention génère une lumière de pompage pour exciter une fibre optique destinée à l'amplification, insère cette lumière de pompage dans une fibre optique destinée à l'amplification, aiguille le signal optique amplifié par la fibre optique destinée à l'amplification et sépare l'ASE qui est générée spontanément à partir de la fibre optique destinée à l'amplification et la lumière de signalisation de longueur d'onde de signalisation provenant du signal optique aiguillé. L'amplificateur optique détecte la force de l'ASE de la lumière de signalisation aiguillée, et contrôle la sortie de la source de lumière de pompage selon la force détectée, de sorte que le niveau de sortie du signal de lumière devienne de réglage arbitraire. Donc, en contrôlant le niveau de sortie de la source de lumière de pompage, il est possible de régler le facteur d'amplification comme étant meilleur ou même le meilleur. Les modes de réalisation ci-dessus sont des exemples convenables de la présente invention. Cependant, l'application n'est pas limitée à ces modes de réalisation étant donné qu'il est possible de réaliser diverses applications tant qu'elles restent dans la limite du concept de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend une fibre optique d'amplification (1) destinée à l'amplification de signaux optiques de longueurs d'onde Xî - n, n étant un nombre naturel au choix, qui sont multiplexés en longueur d'onde; une source de lumière de pompage (4) pour générer des lumières de pompage pour exciter ladite fibre optique destinée à l'amplification; un multiplexeur optique en longueur d'onde (3) pour insérer lesdites lumières de pompage dans ladite fibre optique destinée à l'amplification; un coupleur optique (2) pour aiguiller les signaux optiques amplifiés par ladite fibre optique destinée à l'amplification; un séparateur de longueur d'onde (12) pour séparer à la fois l'émission spontanée amplifiée appelée ASE qui est générée spontanément par ladite fibre optique destinée à l'amplification et les lumières de signalisation de longueur d'onde de signalisation desdits signaux optiques aiguillés; un photorécepteur (13) pour détecter l'intensité de ladite ASE; un photodétecteur (9) pour détecter l'intensité desdites lumières de signalisation; et un comparateur de niveau d'intensité/ contrôleur de source de lumière de pompage (10) qui contrôle la sortie de la source de lumière de pompage pour que le niveau de sortie desdits signaux optiques soit réglé arbitrairement, sur la base de l'intensité détectée par ledit photodétecteur, l'amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde étant capable de contrôler le niveau de sortie de ladite source de lumière de pompage (4), par l'intermédiaire dudit comparateur de niveau d'intensité/ contrôleur de source de lumière de pompage (10) de façon à obtenir un facteur d'amplification avec une égalité de gain adéquate. 2. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 1, dans lequel par l'intensité détectée par ledit photodétecteur (9), ledit comparateur de niveau d'intensité/ contrôleur de source de lumière de pompage (10) est capable de détecter le niveau d'intensité d'un signal de lumière de longueur d'onde au choix. 3. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 1, comprenant en outre un détecteur de signal passif (14) pour détecter l'état passif, qui est capable de détecter un signal passif d'une longueur d'onde au choix. 4. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 2, comprenant en outre un détecteur de signal passif (14) pour détecter l'état passif, qui est capable de détecter un signal passif d'une longueur d'onde au choix. 5. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 3, dans lequel la détection d'un signal passif d'une longueur d'onde au choix est la détection d'un signal passif de l'ASE. 6. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 1, dans lequel ledit comparateur de niveau d'intensité/ contrôleur de source de lumière de pompage (10) contrôle le niveau de sortie de ladite source de lumière de pompage (4), de façon à obtenir un facteur d'amplification avec une égalité de gain adéquate de ladite fibre optique destinée à l'amplification. 7. Amplificateur optique pour la transmission multiplexée en longueur d'onde selon la revendication 1, comprenant au moins deux de chacun dudit séparateur de longueur d'onde (12) avec différentes caractéristiques de longueur d'onde et dudit photorécepteur (13), ce qui permet de réduire la différence de gain de chaque longueur d'onde différente.