Brevet FR2845841A1 — publié le 20040416

i PROCEDE ET DISPOSITIF D'EGALISATION DU RAPPORT SIGNAL A BRUIT DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION WDM La présente invention est relative à un procédé d'égalisation du rapport signal à bruit dans un système de transmission optique à multiplexage en longueur d'onde. Le rapport signal à bruit, connu plus communément sous la contraction SNR, de la traduction anglo-saxonne "Signal to Noise Ratio ", reflète la qualité de la transmission. Les performances des systèmes de télécommunication sont généralement conditionnées par les performances du canal le plus mauvais du multiplex en émission. Par conséquent, il y a un réel besoin d'égaliser le rapport signal à bruit sur chacun des canaux. Ce paramètre se définit comme étant: SNRi = (Pi-Pbruit i)/Pbruiti (1) o l'indice i représente le ième canal, P i est la puissance du canal i, Pbruit représente la puissance du bruit pour ce même canal i. Pour déterminer la valeur du rapport signal à bruit, il convient d'appliquer le procédé classique, qui consiste dans un premier temps à mesurer la puissance du bruit entre les canaux et de comparer dans une seconde étape, la puissance du bruit ainsi définie avec la puissance de chaque canal adjacent. La figure 1 illustre un spectre théorique de deux signaux présentant un espace inter-canaux suffisamment grand pour éviter le chevauchement desdits canaux. Il apparaît clairement que la mesure du SNR peut se faire directement par mesure de la puissance du canal i et de la puissance du bruit de ce même canal. En revanche, dès lors que l'écart entre canaux se réduit, comme dans l'exemple de la figure 2, il n'est plus possible d'appliquer ce procédé; le bruit ne peut plus être détecté de manière directe. De nombreux travaux de recherche ont permis de développer des dispositifs, toujours de plus en plus perfectionnés, afin d'obtenir une mesure précise du rapport signal à bruit, et ce, quelques soient les conditions environnantes dans lesquelles elle s'opère. Citons à cet effet et pour exemple le brevet US 6,396,574, qui toutefois est limité à des canaux largement espacés. Le brevet US 6,075,632, quant à lui, propose une méthode pour mesurer le rapport signal à bruit pour des signaux espacés de 25 GHz avec, là aussi, un appareil spécifique. Pour égaliser le SNR de tous les canaux, il est coutume d'utiliser un analyseur de spectre optique (" OSA " du terme anglo-saxon Optical Spectrum Analyser) en réception. Cette technique est avantageuse dans sa mise en oeuvre. En effet, elle est peu coteuse et simple à mettre en oeuvre. En outre, elle permet une mesure précise et directe du SNR sur une large bande. Toutefois, cette méthode ne peut s'appliquer que lorsque les canaux présentent un espacement suffisant entre eux, comme illustré en figure 1. Autrement dit, cette méthode ne peut s'appliquer sur un spectre dont les canaux se chevaucheraient. Il n'existe pas, à notre connaissance, dans l'art antérieur, de procédé simple qui permet d'égaliser le rapport signal à bruit sur l'ensemble du spectre optique de transmission dans un système WDM (" Wavelenght Division Multiplexing "), et ce, quelque soit l'espacement entre les canaux. Le but de la présente invention est de proposer un procédé d'égalisation du rapport signal à bruit de canaux séparés d'un quelconque espacement, notamment lorsque les canaux adjacents se superposent partiellement. Ce procédé a ainsi pour but de garantir des performances égales sur chacun des canaux. Un autre but de l'invention permet d'utiliser avantageusement ce procédé au moment de la mise en route de la ligne. Un autre but de l'invention permet d'utiliser avantageusement ledit procédé à l'instant o la capacité du système est augmentée. En outre, le procédé proposé pour ajuster le rapport signal à bruit sur l'ensemble de la ligne de transmission est particulièrement simple et ne nécessite nullement de matériel spécifique. Le procédé d'ajustement du rapport signal à bruit de canaux de transmission d'un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde se caractérise en ce qu'il comprend les étapes consistant à: déterminer un premier spectre de la puissance transmise par le système de transmission, - mesurer pour une pluralité de canaux du premier spectre, les valeurs des puissances maximales transmises par ces canaux, et en déduire par interpolation une courbe définissant une puissance maximale P des canaux en fonction de leur longueur d'onde B,. - insérer dans le premier spectre mesuré au moins un deuxième spectre comprenant des canaux supplémentaires de transmission, - ajuster les puissances maximales des canaux du deuxième spectre pour que ces puissances maximales se rapprochent des valeurs de puissance P définies par la courbe des puissances maximales. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un spectre optique avec des canaux présentant un espacement de telle sorte que les canaux ne se chevauchent pas. La figure 2 représente un spectre optique dont les canaux se chevauchent partiellement. La figure 3 représente le dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Les figures 4a, 4b et 4c représentent le principe du procédé selon l'invention. Les figures 5a et 5b illustrent la courbe d'interpolation sur laquelle viennent se caler de nouveaux canaux, selon l'invention. Les figures 6a, 6b, 6c représentent différents spectres pouvant s'intercaler sur le premier spectre. La figure 7 est un exemple de simulation selon l'invention présentant des canaux à 50GHz. La figure 8 est un exemple de simulation selon l'invention présentant des canaux à 25 GHz. Le dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé consiste à utiliser deux analyseurs de spectre classiquement utilisés dans le domaine des télécommunications comme spécifié à la figure 3. Un des analyseurs (5) est situé sur le site d'émission (2) et le second analyseur (6) sur le site de réception (3) du système de transmission (1). L'OSA (5) a pour fonction de mesurer la puissance maximale des canaux du spectre de transmission. En outre, il permet un contrôle permanent des amplificateurs de ligne. L'OSA en réception (6) permet la mesure de la puissance des canaux nouvellement insérés. Les deux analyseurs communiquent avec des moyens de traitement, comme par exemple un centre de calcul (non représenté sur la figure 3) par le biais d'un réseau. Ce centre de calcul peut être localisé n'importe o (en émission, en réception ou en tout autre lieu), l'essentiel étant qu'il puisse communiquer avec les OSA. De la même façon, il n'y a aucune restriction concernant le réseau sur lequel est connecté le centre de calcul. En effet, celui-ci peut être connecté via un réseau externe, via le réseau de gestion de la ligne, via une liaison téléphonique... Pour illustrer le propos et pour plus de clarté, le procédé est décrit dans le cadre o l'opérateur décide d'augmenter une fois et une seule la capacité de sa ligne. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à cette seule utilisation. Supposons un opérateur dont le système de transmission est constitué d'un nombre x de canaux, espacés de 6 (Figure 4a). Ceci définit le premier spectre optique (SI). Les canaux de ce premier spectre sont repérés par leur longueur d'onde Xi et leur puissance respective Pi. L'indice i est un nombre entier naturel supérieur ou égal à un. Plus tard, l'opérateur décide d'augmenter le débit de sa ligne. Pour ce faire, une des techniques consistent à rajouter des canaux supplémentaires, formant ainsi le second spectre (S2, Figure 4b), et à les intercaler avec les canaux du premier spectre. Le premier spectre SI et le second spectre S2 constituent ainsi le spectre total (Figure 4c). Les canaux du second spectre optique sont repérés par leur longueur d'onde kn et leurs puissances respectives P,. L'indice n est un entier naturel supérieur ou égal à un. L'écart oa entre les canaux du second spectre optique est tel que, dans ce premier exemple, le spectre total présente des canaux qui se recouvrent partiellement (figure 4c). Le procédé permettant d'ajuster le rapport SNR sur l'ensemble du spectre total, se décline en plusieurs étapes. La première étape consiste à déterminer le premier spectre de la puissance transmise par le système de transmission. La seconde étape consiste à mesurer la puissance d'une pluralité de canaux afin de définir la courbe P = f (X) sur le premier spectre optique. Cette mesure suppose bien évidemment que les canaux du premier spectre soient parfaitement résolus (i.e. ne se chevauchant pas) et qu'ils soient réglés sur une valeur de SNR au moyen de l'analyseur de spectre optique localisé sur le site de réception. Cette valeur de SNR dépend directement de la puissance imposée aux canaux dès l'émission. La courbe P = f (X,) ainsi définie est illustrée de manière schématique à la figure 5a. Cette courbe est calculée par interpolation des puissances des canaux présentsou par toute autre méthode quelconque. On peut ainsi utiliser la méthode des moindres carrés, de manière à obtenir une courbe globalisée sur l'ensemble du spectre. Selon une autre variante, la courbe peut aussi être définie par des droites qui s'étendent entre les deux sommets de deux canaux quelconques du premier spectre Si. La courbe des puissances maximales est linéaire par morceaux et est définie par des portions de droite reliant deux valeurs de puissance maximale de deux canaux. Cette courbe peut être ensuite mémorisée, préférentiellement dans le centre de calcul cité précédemment. L'étape suivante consiste à insérer le second spectre (en pointillés sur la figure 5 b) de manière à intercaler les canaux du second spectre avec ceux du premier spectre. Dans le cas le plus simple, illustré à la figure 5 b, on peut par exemple obtenir la séquence Xi - kn - li+l - kn+1 - Si+2 - kn+2 - j1+3...avec une alternance des canaux des deux spectres. Mais d'une manière plus générale, le spectre total peut se composer de signaux dont l'espacement deux à deux est quelconque. En effet, on ne cherche pas nécessairement à insérer le second spectre de telle sorte que ses canaux se positionnent exactement au milieu de deux canaux du premier spectre. L'imbrication, l'insertion ou le fait d'intercaler les canaux, peut revêtir différentes configurations. Les figures 6 en illustrent différents exemples. La figure 6a résulte de l'imbrication d'un second spectre optique dont l'écart a entre canaux adjacents n'est pas nécessairement constant. Les écarts OE1, c2 et ca3 sont tels que l'on observe l'insertion de deux canaux du second spectre optique entre deux canaux du premier spectre. Bien entendu, on pourrait imaginer une imbrication plus dense; tout dépend de l'écart 8 entre canaux du premier spectre optique. A l'opposé, l'écart a du second spectre peut être tel que ses canaux s'intercalent d'une manière moins dense, comme illustré à la figure 6b. La figure 6c, quant à elle, correspond au cas particulier o le second spectre est constitué d'un seul canal, auquel cas l'écart ue n'existe pas. Il ressort que l'insertion du second spectre est quelconque par rapport au premier spectre dans la limite o les signaux sont modulés à un taux inférieur à 8/4. Si la puissance de chacun des canaux supplémentaires insérés (en pointillés sur le graphe 6b) est supérieure ou inférieure à la puissance autorisée, i.e. celle définie par la courbe d'interpolation, on assiste alors à un réajustement progressif des puissances sur chacun des canaux nouvellement insérés, de manière à ce que la puissance maximale de chacun des canaux insérés se rapproche le plus possible de la valeur autorisée. Ce réajustement est réalisé par les moyens de traitement définis précédemment dans la description. Cette étape constitue l'étape ultime dans la mise en oeuvre dudit procédé. Le procédé a été mis en lumière dans le cas o l'opérateur se contente de l'insertion d'un seul spectre supplémentaire. Bien entendu, le procédé peut s'appliquer autant de fois qu'il y a de nouveaux spectres intercalés. Autrement dit, à partir du moment o la courbe d'interpolation est définie grâce à un premier spectre, il peut être inséré autant de spectres supplémentaires que désirés. Pour illustrer cette hypothèse, on peut supposer que l'opérateur augmente le débit de son système de transmission à plusieurs reprises. Si tel est le cas, il est bien entendu envisageable d'optimiser la courbe d'interpolation au fur et à mesure de l'insertion des spectres. La première courbe d'interpolation définie sur le spectre initial SI peut, après l'insertion d'un second spectre S2, être recalculée sur ce second spectre. 10 Le troisième spectre S3, à son insertion, se réajustera sur la dernière courbe d'interpolation. Et ainsi de suite.. et ce, tant que la mesure du SNR est accessible, i.e. tant que les canaux du premier spectre ne se chevauchent pas. Les simulations en laboratoire de ce procédé, ont nécessité au 15 préalable de développer un programme d'ordinateur dont l'interface fait apparaître les paramètres du système, les paramètres des analyseurs de spectre optiques, les paramètres de ligne et le mode du programme. Les figures 7 et 8 sont un exemple de simulation. Le spectre de la figure 7 présente des canaux modulés à 10 GHz espacés de 50 GHz, tandis que 20 celui de la figure 8 représente un spectre de canaux espacés de 25 GHz mesurés avec une résolution de 0,02 nm. L'invention de se limite pas aux exemples cités ci-dessus. Bien entendu, un tel procédé est avantageusement utilisé pour une transmission multiplexée en longueur d'onde dont les différents canaux ont un débit de 25 l'ordre de 10 Gbit/s ou supérieur et dont l'espacement entre les canaux est de 25 GHz ou inférieur. De même, ce procédé peut s'appliquer à tout système de transmission terrestre ou maritime. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé d'ajustement du rapport signal à bruit, les canaux du premier spectre ne se chevauchent 30 pas. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé, on renouvelle les étapes définies précédemment à chaque ajout d'un spectre supplémentaire, la courbe des puissances maximales étant à nouveau déterminée à chaque insertion de spectres supplémentaires. Ces étapes peuvent être renouvelées tant que les canaux du premier spectre ne se chevauchent pas. Le ou les spectre(s) inséré(s) présente(nt) des espacements quelconques entre canaux adjacents. L'ensemble des canaux mis en évidence sur le premier spectre est pris en compte pour déterminer les valeurs des puissances maximales transmises. Les signaux transmis via les canaux de transmission du système de 10 transmission sont modulés à un taux inférieur à 6/4, ô étant l'écart en fréquence entre deux canaux adjacents du premier spectre. Dans une mise en oeuvre de l'invention, les canaux sont modulés à 10 Gbitls pour un espacement 6 = 50GHz. Avantageusement, les canaux ont un débit de lOGbit/s ou plus et un 15 espacement inter-canaux est de 25GHz ou moins. Dans une mise en oeuvre de l'invention, les canaux ajustés sont modulés à 10 Gbit/s espacés de 20 GHz ou plus. Dans une autre mise en oeuvre de l'invention, les canaux ajustés sont modulés à 40 Gbit/s espacés de 80 GHz ou plus. Le procédé de l'invention s'applique à tout système de transmission terrestre ou maritime. L'invention prévoit également un dispositif d'ajustement du rapport signal à bruit de canaux de transmission d'un système de transmission à multiplexage en longueur d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend: - un site émission avec un analyseur de spectre apte à déterminer un premier spectre d'émission, - un milieu transmetteur, - un site réception avec un analyseur de spectre apte à déterminer un second spectre, - ainsi que des moyens de traitement pour ajuster les puissances maximales des canaux du second spectre selon la courbe définissant la puissance maximale P des canaux du premier spectre en fonction de leur longueur d'onde A. REVENDICATIONS 1. Procédé d'ajustement du rapport signal à bruit de canaux de transmission d'un système de transmission (1) à multiplexage en longueur d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a. déterminer un premier spectre de la puissance transmise par le système de transmission, b. mesurer pour une pluralité de canaux du premier spectre, les valeurs des puissances maximales transmises par ces canaux, et en déduire par interpolation une courbe définissant une puissance maximale P des canaux en fonction de leur longueur d'onde X, c. insérer dans le premier spectre mesuré au moins un deuxième spectre comprenant des canaux supplémentaires de transmission, d. ajuster les puissances maximales des canaux du deuxième spectre pour que ces puissance maximales se rapprochent des valeurs de puissance P définies par la courbe des puissances maximales. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux du premier spectre ne se chevauchent pas. 3. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que la courbe des puissances maximales est calculée par la technique des moindres carrés. 4. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent caractérisé en ce que la courbe des puissances maximales est linéaire par morceaux et est définie par des portions de droite reliant deux valeurs de puissance maximale correspondant à deux canaux quelconques. 5. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que l'on renouvelle les étapes définies à la revendication 1 à chaque ajout d'un spectre supplémentaire, la courbe des puissances maximales étant à nouveau déterminée à chaque insertion de spectres supplémentaires. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les étapes définies à la revendication 1 sont renouvelées tant que les canaux du premier spectre ne se chevauchent pas. 7. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le ou les spectre(s) inséré(s) présente(nt) des espacements quelconques entre canaux adjacents. 8. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que l'ensemble des canaux mis en évidence sur le premier spectre sont pris en compte pour déterminer les valeurs des puissances maximales transmises. 9. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les signaux transmis via les canaux de transmission du système de transmission sont modulés à un taux inférieur à 8/4, 6 étant l'écart en fréquence entre deux canaux adjacents du premier spectre. 10. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les canaux sont modulés à 10 Gbit/s pour un espacement 6 = 50 GHz. 11. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les canaux ont un débit de 1OGbitIs ou plus et dont l'espacement inter-canaux est de 25GHz ou moins. 12. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les canaux ajustés sont modulés à 1OGbit/s espacés de 20 GHz ou plus. il 13. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les canaux ajustés sont modulés à 40Gbit/s espacés de 80 GHz ou plus. 14. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il s'applique à tout système de transmission terrestre ou maritime. 15. Dispositif d'ajustement du rapport signal à bruit de canaux de transmission d'un système de transmission (1) à multiplexage en longueur d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend: - un site émission (2) avec un analyseur de spectre (5), apte à déterminer un premier spectre d'émission, - un milieu transmetteur (4), - un site réception (3) avec un analyseur de spectre (6) apte à déterminer un second spectre, - ainsi que des moyens de traitement pour ajuster les puissances maximales des canaux du second spectre selon la courbe définissant la puissance maximale P des canaux du premier spectre en fonction de leur longueur d'onde A.