Brevet FR2957734A1 — publié le 20110923

La présente invention concerne la gestion de la dispersion et de sa compensation pour une ligne optique, pouvant être utilisée dans un réseau optique transparent. Dans le domaine des lignes optiques il est connu de mitiger les effets conjoints de la dispersion chromatique et des non linéarités de Kerr au moyen de dispositifs de compensation, afin de permettre de réaliser des lignes optiques de grande longueur sans dispositif de régénération optoélectronique. La compensation est de préférence déterminée, pour une ligne homogène comprenant un unique type de fibre optique, en fonction de sa dispersion. Cependant des mises à jour successives des réseaux optiques conduisent bien souvent à des lignes optiques hétérogènes comprenant différents types de fibre optique. L'objet de la présente invention est de proposer une stratégie de détermination des compensations à appliquer à une ligne optique hétérogène. Comme illustrée à la figure 1, une ligne optique 10 homogène typique relie un premier noeud 11 à un second noeud 12 d'un réseau transparent. Ladite ligne optique 10 comprend une pluralité de segments 13 de fibre optique d'un même type successivement connectés. On entend par type de fibre optique par exemple des fibres optiques SMF (Single Mode Fiber . fibre monomode en anglais) ou LEAF (Low Effective Area Fiber . fibre à section efficace réduite en anglais). Le long de chacun desdits segments 13 se produit inévitablement une dispersion (dispersion positive). Afin de compenser cette dispersion, il est connu pour une ligne optique homogène 10 de réaliser une compensation à trois niveaux: initial, intermédiaire et final. Chaque compensation est réalisée par au moins un dispositif de compensation. Un dispositif de compensation est, par exemple, réalisé au moyen d'au moins un segment d'une fibre optique particulière DCF (Dispersion Compensating Fiber : fibre compensatrice de dispersion en anglais) qui présente avantageusement une dispersion négative. La valeur de compensation obtenue peut être adaptée en faisant varier la longueur de ladite DCF. Une compensation initiale ou pré compensation est réalisée en disposant un dispositif initial 14 de compensation de la dispersion en début de ligne 10, entre la sortie du premier noeud 11 et le premier segment 13 de ladite pluralité, présentant une valeur de compensation initiale PREHO Une compensation intermédiaire est régulièrement réalisée en intercalant entre chaque paire de segments 13 successifs un dispositif intermédiaire 15 de compensation de la dispersion présentant une valeur de compensation intermédiaire INTHO Enfin, une compensation finale est réalisée en disposant un dispositif final 16 de compensation de la dispersion en fin de ligne entre le dernier segment 13 de ladite pluralité et l'entrée du deuxième noeud 12 et présentant une valeur de compensation finale POSTHO. De manière connue, la valeur de compensation initiale, PREHO, la valeur de compensation intermédiaire, INTHO, commune à tous les dispositifs intermédiaires 15, et la valeur de compensation finale, POSTHO, sont déterminées, pour une ligne optique homogène donnée 10, au moyen de calculs réalisés en simulation, de manière à optimiser la qualité de transmission, dans des conditions de longueurs d'ondes et de puissances indicatives de l'utilisation réelle. L'optimisation détermine ainsi une valeur de compensation initiale, PREHO, et une valeur de compensation intermédiaire, INTHO, qui minimisent un critère de qualité. La valeur de compensation finale, POSTHO, est déterminée telle que la dispersion s'annule au niveau du deuxième noeud 12. Le critère de qualité est par exemple un taux d'erreur de bit (Bit Error Rate, BER, en anglais) minimum. L'indice HO est utilisé pour une ligne homogène. Le diagramme de dispersion de la figure 2 résume, pour la ligne optique 10 de la figure 1, l'évolution de la dispersion cumulée, représentée en ordonnée, en fonction de l'abscisse curviligne de la ligne optique 10, représentée en abscisse. Lorsque une ligne optique 20 comprend des segments 23, 33 de différents types de fibre optique, il convient de modifier la méthode précédente. Une ligne optique hétérogène 20, contenant différents types de fibre optique (SMF, LEAF) peut toujours être découpée en une succession de sous-lignes 30, 31, chaque sous-ligne 30, 31 étant une ligne optique homogène. Pour réaliser ce découpage, il faut et il suffit de débuter une nouvelle sous-ligne dès que le type de fibre optiques d'un segment 23, 33, à l'exclusion des segments DCF utilisés comme dispositif de compensation, change de type de fibre optique. La figure 3 illustre un exemple d'une telle ligne optique hétérogène 20 reliant un premier noeud 21 à un second noeud 32. A fin de simplification non limitative cette ligne optique hétérogène 20 est représentée comprenant deux sous-lignes 30, 31. Une méthode connue pour déterminer les compensations pour une ligne optique hétérogène 20 consiste à se ramener au problème précédent en décomposant une ligne hétérogène 20 en un nombre n de sous-lignes homogènes et indépendantes 30, 31, pour lesquelles la méthode utilisée précédemment pour une ligne homogène peut être appliquée. Pour cela on considère qu'un noeud virtuel 22 est intercalé entre chaque paire de sous-ligne 30, 31, la compensation s'annulant au niveau de ce noeud virtuel 22. Ainsi chaque sous-ligne 30, 31, est une ligne homogène au sens de celle décrite précédemment et la méthode précédente peut être appliquée afin de déterminer pour chaque sous-ligne 30, 31 (SL1, SLi, SLn) respectivement un dispositif de compensation initiale 24, 34, de valeur respective PRESLE, PREsL , PREsLn, un dispositif de compensation intermédiaire 25, 35, de valeur respective INTsLi, INTsL , INTsLn, et un dispositif de compensation finale 26, 36, de valeur respective POSTsLi, POSTsL , POSTsLn. Cependant au niveau de chaque interface 22 entre deux sous-lignes successives 30, 31, il est nécessaire de placer deux dispositifs compensateurs 26, 34. Ceci, en terme de nombre de composant, nécessite des jonctions toujours source de pertes, et le cas échéant des amplificateurs ou d'autres composants supplémentaires, ce qui ne s'avère pas économiquement optimal. La figure 4 présente un diagramme de compensation/dispersion correspondant à la ligne optique 30 de la figure 3. La présente invention remédie à ces inconvénients en proposant un procédé de détermination des valeurs de compensation pour une ligne optique reliant un premier noeud et un second noeud d'un réseau transparent, ainsi que la ligne optique ainsi obtenue. Une telle ligne optique comprend : - une première sous-ligne composée d'une première pluralité de segments de fibre optique d'un type successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments successifs un premier dispositif intermédiaire de compensation de la dispersion présentant une première valeur de compensation intermédiaire, - au moins une seconde sous-ligne composée d'une seconde pluralité de segments de fibre optique d'un type distinct du type de la sous-ligne immédiatement précédente, successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments successifs un deuxième dispositif intermédiaire de compensation de la dispersion présentant une deuxième valeur de compensation intermédiaire, - un dispositif initial de compensation de la dispersion disposé en début de ligne entre la sortie du premier noeud et le premier segment de la première sous-ligne et présentant une valeur de compensation initiale, - au moins un dispositif médian de compensation de la dispersion disposé entre chaque paire de sous-lignes successives et présentant une valeur de compensation médiane, et - un dispositif final de compensation de la dispersion disposé en fin de ligne entre le dernier segment de la dernière sous-ligne et l'entrée du deuxième noeud et présentant une valeur de compensation finale. Le procédé et la ligne optique sont tels que la valeur de compensation initiale est une combinaison linéaire des valeurs de compensation initiale des sous-lignes telles qu'optimisées pour lesdites sous-lignes utilisées seules. Selon une autre caractéristique du procédé et de la ligne optique la valeur de compensation intermédiaire pour une sous-ligne est égale à la valeur de compensation intermédiaire telle qu'optimisée pour ladite sous-ligne utilisée seule. Selon une autre caractéristique du procédé et de la ligne optique la valeur de compensation médiane est égale à la valeur de compensation intermédiaire de la sous-ligne immédiatement précédente. Selon une autre caractéristique du procédé et de la ligne optique la valeur de compensation finale est telle que la dispersion s'annule au niveau du deuxième noeud. Selon une autre caractéristique du procédé et de la ligne optique, le poids, dans ladite combinaison linéaire, de la valeur de compensation initiale d'une sous-ligne est égal à une grandeur indicative de la dispersion de ladite sous-ligne rapportée à cette même grandeur pour la totalité de la ligne. Selon une autre caractéristique du procédé et de la ligne caractéristique du procédé et de la ligne indicative de la dispersion est la phase ligne optique la grandeur indicative de la dispersion est la phase non linéaire pondérée. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description 30 détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite, illustre une ligne optique homogène, - la figure 2, déjà décrite, illustre le diagramme de 35 dispersion/compensation de cette même ligne optique homogène, - la figure 3, déjà décrite, illustre une ligne optique hétérogène, - la figure 4, déjà décrite, illustre le diagramme de optique la grandeur indicative de la dispersion puissance intégrée. Selon une autre optique la grandeur non linéaire. Selon une autre caractéristique du procédé et de la est la dispersion/compensation de cette même ligne optique hétérogène, - la figure 5 illustre une ligne optique hétérogène selon l'invention, - la figure 6 illustre le diagramme de dispersion/compensation de cette même ligne optique hétérogène selon l'invention. Selon la figure 5, une ligne optique 40 relie un premier noeud 41 et un second noeud 52 d'un réseau transparent et comprend une première sous-ligne 50 (SL1) composée d'une première pluralité de segments 43 de fibre optique d'un type (ici LEAF) successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments 43 successifs un premier dispositif intermédiaire 45 de compensation de la dispersion présentant une première valeur de compensation intermédiaire INTHESLI, au moins une seconde sous-ligne 51 (SL2, SLi, SLn), avec i indice désignant une sous-ligne et compris entre 1 et n et HE indiquant que la grandeur se rapporte à une ligne hétérogène, composée d'une seconde (respectivement ième, nème) pluralité de segments 53 de fibre optique d'un type (ici SMF) distinct du type de la sous-ligne précédente (ici SL1, respectivement SLi-1, SLn-1), successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments 53 successifs un deuxième (respectivement ième, nème) dispositif intermédiaire 55 de compensation de la dispersion présentant une deuxième (respectivement ème nème) valeur de compensation intermédiaire INTHESL2 (respectivement INTHESL , INTHESLn) Ainsi le type des segments 43, 53, de fibre optique, à l'exclusion des segments DCF, est le même au sein d'une même sous-ligne 50, 51 et est différent d'une sous-ligne à la sous-ligne immédiatement suivante. Deux sous-lignes présentant un type identique peuvent être regroupée en une unique sous-ligne homogène. A la différence de la ligne optique 20 de la figure 3 compensée selon la méthode de l'art antérieur, la ligne optique hétérogène 40 selon l'invention est compensée, en plus des dispositifs intermédiaires 35, 45, par trois dispositifs. Un dispositif initial 44 de compensation de la dispersion est disposé en début de ligne 40 entre la sortie du premier noeud 41 et le premier segment 43 de la première sous-ligne 50, qui présente une unique valeur de compensation initiale PREHE. Entre chaque paire de sous-lignes 50, 51 un unique (par opposition au double compensation de l'art antérieur) compensation de la dispersion, qui de compensation médiane MEDHESLi MEDHELf_i). L'indice SLi désigne ici ledit dispositif médian 47. Enfin un 56 de compensation de la dispersion est disposé en fin de ligne 40 entre le dernier segment 53 de la dernière sous-ligne 51 et l'entrée du deuxième noeud 52, qui présente une valeur de compensation finale POSTHE. 15 L'indice HE indique que la grandeur se rapporte à une ligne hétérogène. Selon une caractéristique importante de l'invention, la valeur de compensation initiale PREHE de la ligne optique hétérogène 40 est déterminée par une combinaison linéaire des 20 valeurs de compensation PREHOSLi, PREHOSLi, PREHOSLn initiale respectives des sous-lignes 50, 51, telles qu'optimisées pour lesdites sous-lignes utilisées seules, c'est-à-dire telles qu'optimisées si la sous-ligne était seule entre deux noeuds, à l'instar d'une ligne homogène. Soit selon la formule : 25 PRExE = L aiPRExosLi Z=i avec ai coefficient ou poids de la combinaison linéaire correspondant à la ième sous-ligne SLi. La valeur de compensation intermédiaire INTHESLi pour la ième sous-ligne 50, 51, est prise égale à la valeur de 30 compensation intermédiaire INTHoSLi telle qu'optimisée pour ladite sous-ligne 50, 51, si elle était utilisée seule, comme une ligne homogène entre deux noeuds. On a ainsi vie [1,n], INTHEsLi = INTxosL Selon un choix avantageux, la valeur de compensation 35 médiane MEDHESLi disposée entre la ième et la i+lème sous-ligne 50, 51, est prise égale à la valeur de compensation intermédiaire INTHESLi de la ième sous-ligne 50 immédiatement 10 successives est intercalé dispositif 26 + 34 de dispositif médian 47 de présente une valeur (respectivement MEDHESLi, la sous-ligne précédant unique dispositif final précédente. Ceci revient à relier directement deux sous-lignes 50, 51 consécutives. Selon un mode de réalisation avantageux, la compensation est telle que la dispersion cumulée s'annule au niveau du second noeud 52. La valeur de dispersion cumulée à l'issue du dernier segment 53 de la dernière sous-ligne SLn est déterminée par addition des dispersions des différents segments 43, 53, et des différents dispositifs compensateurs 44, 45, 55, 57, 56. La dispersion sur un segment de fibre optique 43, 53 présente une valeur connue en fonction du type de fibre optique et de sa la longueur. Il est ainsi possible d'en déduire une valeur de compensation finale POSTHE qui annule la valeur cumulée du reste de la ligne optique 40, afin d'annuler la dispersion cumulée au niveau du deuxième noeud 52, comme illustré à la figure 6. Selon une caractéristique avantageuse, le poids ai, dans la combinaison linéaire envisagée, de la valeur de compensation initiale PREHOSLi correspondant à la sème sous-ligne 50, 51, est pris égal à une grandeur indicative de la dispersion le long de ladite sous-ligne 50, 51 rapportée à cette même grandeur déterminée pour la totalité de la ligne 40. Ainsi pour une grandeur G, on a : Vie [1,n], ai = nGi L Gi i=1 avec Gi, valeur de la grandeur G déterminée pour la ième sous-25 ligne SLi. Plusieurs grandeurs indicatives de la dispersion sont candidates. Un premier mode de réalisation utilise la puissance intégrée. Ainsi le coefficient de pondération appliqué pour la ieme sous-ligne est déterminé en rapportant 30 la puissance intégrée de la ième sous-ligne à la puissance intégrée de la ligne optique 40 complète. Selon un autre mode de réalisation la grandeur indicative de la dispersion retenue est la phase non linéaire. Il est connu de l'homme du métier que la phase non 35 linéaire cl)NLSLi pour la ième sous-ligne est déterminée par la 2n K n2inLeff formule ~NLSLi =-L , avec k=1 Aeff À longueur d'onde centrale de la transmission, n2 coefficient de Kerr, Pin puissance en entrée par canal, Leff longueur efficace d'un segment, Aeff section efficace d'un segment, k indice décrivant de 1 à K l'ensemble des segments constitutifs de la sous-ligne/ligne considérée. La somme et l'indice k intègrent, bien évidemment, tant 10 les segments 43, 53 de fibre optique, que les segments DCF de compensation 44, 45, 47, 55, 56. Selon un autre mode de réalisation préférentiel la grandeur indicative de la dispersion retenue est la phase non linéaire pondérée. 15 Ce dernier mode de réalisation, largement validé par de nombreuses simulations permet de compenser une ligne optique 40 de manière optimale. Il est connu de l'homme du métier que la phase non linéaire pondérée (DWSLi pour la ième sous-ligne est déterminée 20 par la formule cDwSLi = L ~NLSLi , avec k=1 NLTHSLi (1) NLTHSLi valeur seuil (threshold, TH en anglais) de la phase non linéaire, déterminée telle que pour cette valeur de la phase non linéaire se produise une pénalité de 1,5 dB, k indice décrivant de 1 à K l'ensemble des segments 25 constitutifs de la sous-ligne/ligne considérée. La somme et l'indice k intègrent, bien évidemment ici encore, tant les segments 43, 53 de fibre optique, que les segments DCF de compensation 44, 45, 47, 55, 56. Compte tenu de la sensibilité de la qualité de 30 transmission observable sur une ligne optique en fonction des valeurs de compensation retenues, les différentes valeurs PREHE, INTHESL±, MEDHESL±, et POSTHE, pour chacun des dispositifs de compensation, sont déterminées avec une tolérance de à +/-100ps/nm. REVENDICATIONS1. Ligne optique (40) reliant un premier noeud (41) et un second noeud (52) d'un réseau transparent, comprenant - une première sous-ligne (50) composée d'une première pluralité de segments (43) de fibre optique d'un type successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments (43) successifs un premier dispositif intermédiaire (45) de compensation de la dispersion présentant une première valeur de compensation intermédiaire, - au moins une seconde sous-ligne (51) composée d'une seconde pluralité de segments (53) de fibre optique d'un type distinct du type de la sous-ligne immédiatement précédente, successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments (53) successifs un deuxième dispositif intermédiaire (55) de compensation de la dispersion présentant une deuxième valeur de compensation intermédiaire, - un dispositif initial (44) de compensation de la dispersion disposé en début de ligne entre la sortie du premier noeud (41) et le premier segment (43) de la première sous-ligne (50) et présentant une valeur de compensation initiale, - au moins un dispositif médian (47) de compensation de la dispersion disposé entre chaque paire de sous-lignes (50, 51) successives et présentant une valeur de compensation médiane, et un dispositif final (56) de compensation de la dispersion disposé en fin de ligne entre le dernier segment (53) de la dernière sous-ligne (51) et l'entrée du deuxième noeud (52) et présentant une valeur de compensation finale, caractérisée en ce que la valeur de compensation initiale est une combinaison linéaire des valeurs de compensation initiale des sous-lignes (50, 51) telles qu'optimisées pour lesdites sous-lignes utilisées seules. 2. Ligne optique (40) selon la revendication 1, où la valeur de compensation intermédiaire pour une sous-ligne (50,51) est égale à la valeur de compensation intermédiaire telle qu'optimisée pour ladite sous-ligne (50, 51) utilisée seule. 3. Ligne optique (40) selon la revendication 1 ou 2, où la valeur de compensation médiane est égale à la valeur de compensation intermédiaire de la sous-ligne (50) immédiatement précédente. 4. Ligne optique (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où la valeur de compensation finale est telle que la dispersion s'annule au niveau du deuxième noeud (52). 5. Ligne optique (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où le poids, dans ladite combinaison linéaire, de la valeur de compensation initiale d'une sous-ligne (50, 51) est égal à une grandeur indicative de la dispersion de ladite sous-ligne (50, 51) rapportée à cette même grandeur pour la totalité de la ligne (40). 6. Ligne optique (40) selon la revendication 5, où la grandeur indicative de la dispersion est la puissance intégrée. 7. Ligne optique (40) selon la revendication 5, où la grandeur indicative de la dispersion est la phase non linéaire. 8. Ligne optique (40) selon la revendication 5, où la 30 grandeur indicative de la dispersion est la phase non linéaire pondérée. 9. Ligne optique (40) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, où la valeur de compensation initiale 35 est déterminée à +/-100ps/nm. 10. Procédé de détermination des valeurs de compensation pour une ligne optique (40) reliant un premier noeud (41) etun second noeud (52) d'un réseau transparent, comprenant - une première sous-ligne (50) composée d'une première pluralité de segments (43) de fibre optique d'un type successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments (43) successifs un premier dispositif intermédiaire (45) de compensation de la dispersion présentant une première valeur de compensation intermédiaire, - au moins une seconde sous-ligne (51) composée d'une seconde pluralité de segments (53) de fibre optique d'un type distinct du type de la sous-ligne immédiatement précédente, successivement connectés en intercalant entre chaque paire de segments successifs un deuxième dispositif intermédiaire (55) de compensation de la dispersion présentant une deuxième valeur de compensation intermédiaire, - un dispositif initial (44) de compensation de la dispersion disposé en début de ligne entre la sortie du premier noeud (41) et le premier segment (43) de la première sous-ligne (50) et présentant une valeur de compensation initiale, - au moins un dispositif médian (47) de compensation de la dispersion disposé entre chaque paire de sous-lignes (50, 51) successives et présentant une valeur de compensation médiane, et un dispositif final (56) de compensation de la dispersion disposé en fin de ligne entre le dernier segment (53) de la dernière sous-ligne (51) et l'entrée du deuxième noeud (52) et présentant une valeur de compensation finale, caractérisé en ce que la valeur de compensation initiale est une combinaison linéaire des valeurs de compensation initiale des sous-lignes (50, 51) telles qu'optimisées pour lesdites sous-lignes (50, 51) utilisées seules.