ITMI942556A1 - Sistema di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda con fibre ottiche a dispersione cromatica spostata - Google Patents

Abstract

Sistema di telecomunicazione ottica, comprendente almeno due sorgenti di segnali ottici modulati a lunghezza d'onda differenti in una banda prefissata di lunghezza d'onda di trasmissione, mezzi di multiplazione di detti segnali per l'ingresso di una unica fibra ottica, una linea a fibra ottica collegata ad un estremo a detti mezzi di multiplazione, mezzi di ricezione e demultiplazione di detti segnali, in cui detta linea comprende una fibra ottica avente un avalore di dispersione cromatica inferiore ad un valore prefissato in detta banda di lunghezza d'onda di trasmissione e crescente con la lunghezza d'onda, che presenta valore nullo in corrispondenza ad una lunghezza d'onda inferiore alla minima lunghezza d'onda di detta banda di lunghezza d'onda di trasmissione di una quantità tale che nessun valore locale di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica presente nella fibra, in grado di generare un fenomeno di intermodulazione a quattro onde, é compreso in detta banda.

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione dal titolo:

"Sistema di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda, con fibre ottiche a dispersione cromatica spostata"

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un sistema di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda, facente uso di fibre ottiche a dispersione cromatica spostata, in cui sono evitati effetti di rumore dovuti a intermodulazione a quattro onde.

E' noto, nella più recente tecnica delle telecomunicazioni, l'impiego di fibre ottiche per l'invio di segnali ottici di prefissata frequenza portanti l'informazione da comunicare a distanza. E' anche noto che il segnale luminoso inviato in una fibra ottica subisce una attenuazione durante il tragitto rendendo necessario effettuare delle amplificazioni a mezzo di relativi amplificatori disposti ad intervalli prefissati lungo la linea.

A tale scopo sono convenientemente usati amplificatori ottici, mediante i quali il segnale viene amplificato pur restando in forma Ottica, in assenza cioè di una rivelazione e rigenerazione dello stesso.

Detti amplificatori ottici si basano sulle proprietà di un drogante fluorescente, quale ad esempio l'Erbio, il quale, se opportunamente eccitato mediante somministrazione di energia luminosa di pompaggio, presenta una elevata emissione nella banda di lunghezze d'onda corrispondenti alla banda di minima attenuazione della luce nelle fibre ottiche a base di silice.

Le fibre ottiche usate per la trasmissione presentano una dispersione cromatica, dovuta alla combinazione delle caratteristiche del materiale che le costituisce e delle caratteristiche del profilo d'indice di rifrazione, che è variabile con la lunghezza d'onda del segnale trasmesso e si annulla in corrispondenza ad un certo valore della lunghezza d'onda stessa.

Tale fenomeno di dispersione cromatica sostanzialmente consiste in un allargamento della durata degli impulsi costituenti il segnale durante il tragitto nella fibra, allargamento dovuto al fatto che le differenti componenti cromatiche di ciascun impulso, caratterizzate ciascuna dalla propria lunghezza d'onda, viaggiano nella fibra con differenti velocità.

A seguito di tede allargamento, impulsi temporalmente successivi e ben distinti al momento dell'emissione, possono giungere a sovrapporsi parzialmente alla ricezione, dopo il percorso nella fibra, fino a non essere più distinguibili come entità separate, causando un errore nella ricezione.

Le fibre del tipo cosiddetto "a salto d'indice", o SI ("Step Index") hanno caratteristiche ottiche per le quali la dispersione cromatica si annulla in corrispondenza ad un valore della lunghezza d’onda di circa 1300 nm.

Pertanto le fibre SI presentano, a lunghezze d’onda intorno a 1500 nm, usate per la telecomunicazione, un valore significativo di dispersione cromatica, tale da costituire un limite alla velocità di trasmissione, cioè alla possibilità di inviare un elevato numero di impulsi successivi nell’unità di tempo prefissata senza incorrere in errori di ricezione.

Sono inoltre note le cosiddette fibre con punto di azzeramento della dispersione cromatica spostato, o DS ("Dispersion Shifted"), le quali sono in sostanza fibre le cui caratteristiche ottiche sono opportunamente disegnate per portare detto punto di azzeramento della dispersione cromatica in corrispondenza ad un valore di lunghezza d'onda nella regione tra 1500 e 1600 nm, comunemente usata per le telecomunicazioni.

Fibre di tal genere sono definite nella Raccomandazione ITU-T G.653 del Marzo 1993, in cui si prevede che la dispersione cromatica della fibra si annulli nominalmente ad un valore di lunghezza d'onda λο di 1550 nm, con una tolleranza di 50 nm rispetto a tale valore.

Tali fibre sono ad esempio commercializzate dalla ditta Corning N.Y. (USA) con la denominazione SMF/DS™ e da Fibre Ottiche Sud S.P.A., Battipaglia (IT) con la denominazione SM DS.

Fibre di tal genere sono inoltre descritte, ad esempio, nei brevetti US 4.715.679. US 4.822.399* US 4.755.022. ;E' anche noto che l’esigenza di inviare sempre maggiore quantità di informazioni sulla stessa linea di trasmissione ha portato a inviare più canali di trasmissione sulla stessa linea, mediante un procedimento detto di Multiplazione a Divisione di Lunghezza d'Onda, o WDM ("Wavelength Division Multiplexing"), secondo il quale più canali, costituiti da segnali analogici o digitali, sono inviati contemporaneamente nella linea, costituita da una singola fibra ottica, e si distinguono l'uno dall'altro in guanto ciascuno di essi è associato ad una sua propria lunghezza d'onda nella banda di trasmissione impiegata. ;Tale tecnica consente di aumentare il numero di informazioni trasmesse per unità di tempo ripartendole su più canali, a parità di velocità di trasmissione su ciascun canale. ;Si è tuttavia constatato che la trasmissione a multiplazione di lunghezze d'onda, o WDM, attraverso le dette fibre ottiche monomodali a punto di azzeramento della dispersione spostato genera un fenomeno cosiddetto di intermodulazione tra i canali, noto con il nome di interazione a quattro fotoni o a quattro lunghezze d'onda, o FWM (Four Wave Mixing). ;Tale fenomeno consiste nel fatto che, in generale, la presenza nella fibra di tre segnali ottici genera un quarto segnale che si può sovrapporre ad altri, riducendo le prestazioni del sistema. Tale fenomeno è, ad esempio, descrìtto in JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 8, No. 9. SETTEMBRE 1990, pagg. 1402+1408; l'effetto è dovuto a fenomeni non lineari del terzo ordine che possono diventare assai forti a causa dell'elevata intensità del campo nel nucleo della fibra ed alle grandi lunghezze di interazione tra i segnali. ;Più in particolare la stessa pubblicazione riporta che, per una particolare fibra ottica, la massima efficienza di generazione della quarta onda (cioè l'effetto di rumore del sistema) si riduce incrementando le differenze tra le frequenze dei segnali, la dispersione cromatica, o la lunghezza di trasmissione, a causa dell'accresciuto sfasamento tra i segnali. ;Nel caso in cui la fibra ottica sia a bassa dispersione cromatica (ad esempio la fibra DS sopra descritta) e con piccola area efficace di interazione tra le frequenze ottiche (fibra monomodale) la non linearità costituita dalla generazione della quarta onda può diventare un limite alla trasmissione, in quanto i prodotti della intermodulazione possono cadere entro la banda di ricezione costituendo una fonte di rumore. ;La soluzione proposta nella pubblicazione sopra citata per progettare sistemi a multiplazione di frequenza è costituita dal considerare la distanza tra le lunghezze d'onda dei vari canali e le potenze dei segnali. ;E'anche nota da US 5·327·516 una fibra ottica per sistemi di telecomunicazione multilunghezza d'onda (WDM) che presenta valore assoluto della dispersione cromatica media a 1550 nm compreso in un intervallo tra 1,5 4 ps/(nm.km) e pendenza della curva di dispersione inferiore a 0,15 ps/(nm<2>.km) in un tratto di fibra di lunghezza non inferiore a 2,2 km; come esplicitato nel testo (col. ;3 righe 1+5) tali caratteristiche della fibra ottica introducono in sostanza un piccolo grado di dispersione lineare, il quale produce un sufficiente sfasamento tra i canali ottici per evitare gli effetti di non linearità sopra descritti. ;JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 10, No. 11, NOVEMBRE 1992, pagg. 1553+1561, riporta l'esistenza di una ulteriore condizione in corrispondenza della quale l'efficienza di generazione della quarta onda diventa massima, e che si verifica allorché due delle tre portanti ottiche presentano lunghezze d'onda tra loro simmetriche rispetto alla lunghezza d'onda di dispersione nulla, oppure quando una portante ottica presenta lunghezza d'onda uguale alla lunghezza d'onda di azzeramento della dispersione. ;La stessa pubblicazione cita il fatto che, per perturbazioni nella linea create durante il processo di fabbricazione delle fibre, il valore di lunghezza d'onda di annullamento della dispersione fluttua lungo la lunghezza della fibra; da esperimenti condotti variando la frequenza di luce di pompa intorno alla lunghezza d'onda di dispersione zero, in unione con un segnale di prova a lunghezza d'onda fissa di 1557.7 nm, l'autore ha rilevato differenti valori di picco per tratti di fibra di 2,5 km di lunghezza tratti da una unica preforma. Ciò indica che la lunghezza d'onda di dispersione cromatica nulla in ciascuna delle fibre provate era diversa anche se esse sono state filate dalla stessa preforma. ;La differenza tra le frequenze di dispersione nulla rilevate è dell'ordine di 100 GHz (che corrisponde a 0,8 nm in lunghezza d'onda); con fibre di 10 km di lunghezza è riportata una rapida diminuzione dell'efficienza di FWM all'aumentare della distanza tra le frequenze dei canali. ;Come conseguenza di tali risultati detta pubblicazione conclude che per poter operare in un campo più ampio di lunghezze d'onda è necessario che sia fabbricata una fibra uniforme. ;JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 1, No. 10, OTTOBRE 1993, pagg. 1615+1621 riporta un metodo e una disposizione di fibre tali da sopprimere i disturbi derivanti dalla non linearità del sistema di trasmissione mediante l'uso di fibre a dispersione di velocità di gruppo "normale" (D<0) come fibra di trasmissione, e introducendo un breve tratto di fibra a dispersione "anomala" (D>0) al fine di riportare a zero la dispersione per l'intero tratto compreso tra due ripetitori; tale pubblicazione considera il caso di fenomeni FWH tra canale ottico ed emissione spontanea amplificata, in sistemi a singolo canale e a lunghissima distanza. ;In un suo primo aspetto, la presente invenzione riguarda un sistema di telecomunicazione ottica, comprendente ;almeno due sorgenti di segnali ottici modulati a lunghezze d'onda differenti, comprese in una banda prefissata di lunghezze d’onda di trasmissione, a velocità di trasmissione prefissata; ;mezzi di multiplazione di detti segnali per l'ingresso in una unica fibra ottica; ;una linea a fibra ottica collegata ad un estremo a detti mezzi di multiplazione; ;mezzi di ricezione di detti segnali, comprendenti mezzi di demultiplazione ottica dei segnali stessi in dipendenza della rispettiva lunghezza d'onda; ;in cui detti segnali hanno una potenza ottica di valore superiore ad un valore prefissato in almeno una porzione di detta linea a fibra ottica, la quale comprende una fibra ottica avente un valore di dispersione cromatica inferiore ad un valore prefissato in detta banda di lunghezze d'onda di trasmissione, caratterizzato dal fatto che detta fibra ottica possiede una dispersione cromatica crescente con la lunghezza d'onda, che presenta valore nullo in corrispondenza ad una lunghezza d'onda inferiore alla mìnima lunghezza d'onda di detta banda di una quantità tale che nessun valore locale dì lunghezza d'onda dì annullamento di dispersione cromatica presente nella fibra, tale da generare un fenomeno dì intermodulazione a quattro onde, è compreso in detta banda. ;In particolare, detto valore di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica è inferiore di almeno 10 nm alla minima lunghezza d'onda di detta banda dì trasmissione. ;Preferìbilmente, detto valore di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica è inferiore o uguale a 1520 nm e, più preferìbilmente, è compreso tra 1500 e 1520 nm. ;Preferibilmente, il valore di dispersione cromatica in detta fibra è inferiore a 3 ps/(nm.km) nella banda prefissata di trasmissione. Preferibilmente, detto valore di potenza ottica prefissato in almeno una porzione di detta linea non è inferiore a 3 mW per canale. ;In una particolare forma di realizzazione, il sistema secondo l'invenzione comprende almeno un amplificatore ottico interposto lungo la linea ottica; in particolare, detto amplificatore ottico ha una banda di amplificazione di segnali comprendente detta banda prefissata di lunghezze d'onda e, preferibilmente, la banda di amplificazione di segnali è compresa tra 1530 e 1570 nm. ;In una particolare forma di realizzazione, il sistema comprende almeno quattro amplificatori ottici. ;In un secondo aspetto la presente invenzione riguarda una fibra ottica per la trasmissione di almeno due segnali ottici in una banda prefissata di lunghezza d'onda di trasmissione, caratterizzata dal fatto che ha una dispersione cromatica, misurata su una lunghezza di almeno 10 km, che si annulla per un valore di lunghezza d'onda compreso in un intervallo prefissato, il cui valore massimo è inferiore alla minima lunghezza d'onda di detta banda di una quantità tale che sostanzialmente nessun valore locale di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica locale, presente nella fibra per un tratto di lunghezza tale da generare picchi di intermodulazione di detti segnali, è compreso in detta banda. ;In particolare, ciascuno di detti valori di annullamento della dispersione cromatica locale differisce di meno di 10 nm dal valore di lunghezza d’onda di dispersione cromatica complessiva nulla della fibra. ;In particolare, la fibra ottica secondo l'invenzione ha dispersione cromatica inferiore a 3 ps/(nm.km) in detta banda di trasmissione e che si annulla per un valore inferiore di almeno 10 nm al minimo valore di lunghezza d'onda di detta banda. ;In un altro aspetto, la fibra ottica secondo l'invenzione è caratterizzata dal fatto che, per una lunghezza complessiva di fibra maggiore di 100km, ha dispersione cromatica di valore tale da non generare picchi di intermodulazione in presenza di almeno due segnali ottici su più canali a diverse lunghezze d'onda, di potenza di almeno 3 mW per canale, alimentati ad un estremo della fibra, di intensità tale da causare un rapporto segnale/rumore inferiore a 20. ;In un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda un procedimento per la trasmissione di segnali ottici con velocità di trasmissione prefissata, comprendente le fasi di: ;generare almeno due segnali ottici modulati aventi lunghezze d'onda prefissate comprese in una banda di trasmissione prefissata, dette lunghezze d'onda essendo differenti di almeno 2 nm, ;alimentare detti segnali in una fibra ottica monomodale, avente dispersione cromatica inferiore a 3 ps/(nm.km) nella banda di trasmissione e punto di azzeramento della dispersione cromatica a lunghezza d'onda prefissata, ;amplificare almeno una volta detto segnale ottico mediante almeno un amplificatore ottico a fibra attiva, ;trasmettere detti segnali per una distanza di almeno 50 km, ricevere detto segnale attraverso un ricevitore di demultiplazione , ;in cui la potenza di detti segnali. In almeno una porzione di detta fibra, è superiore ad un valore tale da causare rumore dovuto ad Intermodulazione a quattro onde tra 1 canali, caratterizzato dal fatto che 11 valore minimo di lunghezza d'onda della banda di trasmissione è superiore di una quantità prefissata al valore di lunghezza d'onda di azzeramento della dispersione cromatica, tale che in nessuna porzione efficace della fibra la dispersione cromatica si annulli in detta banda. ;Preferibilmente, detta minima lunghezza d'onda di detta banda di trasmissione è superiore di almeno 10 nm al valore di azzeramento della dispersione cromatica. ;Più preferibilmente, detto valore di lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica è compreso tra 1500 e 1520 nm. Preferibilmente, detta velocità di trasmissione prefissata è superiore o uguale a 2,5 Gbit/s. ;Preferibilmente, il valore di potenza di detti segnali in detta fibra ottica tale da causare rumore dovuto ad intermodulazione a quattro onde tra i canali, è almeno di 3 mW per canale. ;Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione, con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra: in fig. 1: lo schema di una apparecchiatura sperimentale di trasmissione; ;in fig. 2: un diagramma rappresentante le curve di BER misurate per differenti valori di S/N in funzione della potenza alla ricezione in una prova di trasmissione con l’apparecchiatura di figura 1; ;in fig. 3: lo spettro rilevato in una prova di trasmissione a quattro canali, con l'apparecchiatura di figura 1 ed una fibra DS commerciale; ;in fig. 4: lo schema di una apparecchiatura di prova per la osservazione di effetti di FWM in una singola fibra; in fig. 6: un diagramma di efficienza di FWM rilevata su una fibra DS commerciale di 5 km di lunghezza; in fig. 7: un diagramma di efficienza di FWM rilevata su una fibra DS commerciale di 60 km di lunghezza; in fig. 8: un diagramma di efficienza di FWM rilevata su una diversa fibra DS commerciale, di 60 km di lunghezza; in fig. 9: il diagramma di efficienza di FWM simulato per la fibra di figura 8; ;in fig. 10: un diagramma calcolato delle potenze massime ammissibili per canale in un sistema di trasmissione amplificato a 8 canali, con tratte di 100 km di lunghezza, con fibre di tipo DS con valori di λο locali distribuiti in varie zone dello spettro; ;in fig. 11: lo spettro rilevato con l'apparecchiatura di figura 1, con impiego di una fibra secondo l'invenzione; in fig. 12: il profilo dì indice di rifrazione della fibra dello spettro dì figura 11; ;in fig.13: la curva dì dispersione della fibra dello spettro dì figura 11; ;In fig. 14: un esempio di un sistema di trasmissione ottico secondo l'invenzione; ;in fig.15: un esempio di unità di interfacciamento adatta al sistema di figura 14; ;in fig.16: lo schema di un amplificatore di linea. ;ESPERIMENTO 1 ;Una apparecchiatura sperimentale per la rilevazione di fenomeni di interazione a quattro fotoni (FWM) in un sistema di trasmissione amplificato e per la valutazione dell'effetto di rumore ad esso dovuto nella trasmissione è rappresentata in figura 1. ;Tale apparecchiatura comprendeva un laser 1, a modulazione esterna, avente lunghezza d'onda fissa di 1557 nm; due laser 2, 3 a lunghezza d'onda variabile nell'intervallo 1530-1560nm ed un laser 4, a modulazione esterna, a lunghezza d'onda fissa di 1550 nm; nell'esperimento 1 il laser 4 era inattivo. ;I laser 1, 4 erano costituiti da dispositivi di interfacciamento posti in commercio dalla Richiedente con la sigla TXT-EM, sistema T31. ;1 laser 2, 3 erano costituiti da laser a cavità esterna (ECL), rispettivamente modello TSL-80, prodotto da SANTEC, Micom Valley Tohkadai, Kamisue, Komaki, Aichi 485 (JP), e modello HP8I678A di produzione HEWLETT PACKARD COMPANY, Rockwell, MD (USA). ;I segnali generati dai laser a lunghezza d'onda variabile 2, 3 sono inviati a controllori di polarizzazione 5 e ad attenuatori 6, per il bilanciamento dei canali. ;I controllori di polarizzazione 5 erano costituiti ciascuno da due elementi formati da spire di fibra ottica tipo SM, di circa 20+40 min di diametro, orientabili intorno ad un asse per massimizzare l'allineamento della polarizzazione dei vari canali. ;Le tre portanti cosi generate sono inviate agli ingressi di un combinatore ottico passivo 1x47. mediante il quale i segnali sono combinati in una unica fibra ottica di uscita. ;Il combinatore adottato era un combinatore a fibre fuse, modello 1x4 SMTC-0104-1550-A-H posto in commercio da E-TEK DYNAMICS INC., 1885 Lundy Ave, San Jose, CA (USA). ;I segnali erano alimentati ad un amplificatore ottico di potenza 8 e da questo ad una linea ottica comprendente quattro tratti di fibra ottica 9· di 60 km di lunghezza ciascuno, con tre amplificatori ottici di linea 10 interposti. ;All'estremità dell'ultimo tratto di fibra ottica era collegato un preamplificatore 11. ;L'uscita dal preamplificatore 11 era collegata, attraverso un filtro Fabry-Perot 12, ad un terminale 13 (Philips SDH a 2.5 Gb/s) dotato di un apparato per la misura di errore (BER) 14, e, in alternativa, ad un analizzatore di spettro ottico 15, di tipo a monocromatore, modello MS9030A/MS9701B, di produzione ANRITSU COR-PORATION, 5-10-27 Minato-ku, Tokyo (JP). ;Le potenze totali inviate dagli amplificatori di linea nei singoli tratti di fibra ottica era pari a circa 13 dBm; le lunghezze di fibra equivalenti erano di circa 23 dB (parte dell'attenuazione è stata introdotta tramite attenuatori 16). ;L'amplificatore di potenza 8 era il modello TPA/E-MW, di produzione della Richiedente. ;Gli amplificatori di linea 10 erano il modello OLA/E-MW, di produzione della Richiedente; una descrizione più dettagliata dell'amplificatore di linea è riportata nel seguito. ;Il preamplificatore 11 era il modello RPA/E-MW, di produzione della Richiedente. ;Le fibre ottiche 9 impiegate nell'esperimento 1 erano fibre a dispersione spostata SM-DS di produzione FOS, con le seguenti caratteristiche nominali: ;;;;La dispersione cromatica unitaria della fibra è stata misurata con la tecnica dello spostamento di fase, in accordo con la raccomandazione ITU-T G.65O del Marzo 1993 (la lunghezza di fibra adottata per la misura era di 1+2 km). ;Azionando dapprima i laser a lunghezza d'onda variabile 2, 3 e rilevando lo spettro in ricezione si è trovato un prodotto di FWM significativo quando uno dei laser a cavità esterna (2) è stato posizionato in corrispondenza a 1554 nm, mentre l'altro (3) era mantenuto a 1548 nm. ;Si è quindi lasciato il laser a cavità esterna 2 su quella lunghezza d'onda e si è provveduto a spostare l'altro laser a cavità esterna 3 a 1550,37 nm, in modo che il prodotto di intermodulazione FWM cadesse in corrispondenza della lunghezza d'onda fissa di 1557 nm del laser a modulazione esterna 1; lo spettro così ottenuto è rappresentato in figura 5-In tali condizioni si è poi acceso il laser 1 ed è stato collegato il terminale di linea 13 a 2,5 Gb/s, creando un caso di totale sovrapposizione tra segnale e prodotto di intermodulazione FWM, per misurare l’entità del disturbo da esso generato. ;Attraverso il filtro 12 si è misurato il livello di errore BER ("Bit Error Rate"), per verificare la penalità dovuta a sovrapposizione di segnale ("crosstalk") con diversi valori del rapporto segnale/rumore (S/N), ottenuti variando 1 valori di potenza del segnale in ingresso, agendo sull'attenuatore 6 relativo; il risultato ottenuto è rappresentato in figura 2, che riporta le curve di BER 17, 18, 19, rispettivamente rilevate in condizioni di S/N = 14,7 dB, S/N = 13,3 dB e S/N = 11 dB, mentre la curva 20 è stata rilevata in sostanziale assenza di FWM, come descritto nel seguente esperimento 8. ;Come si può notare dalla figura 2, con un rapporto S/N 14,7 dB, in corrispondenza ad un BER di 10 , la presenza del picco di FWM dà origine ad una penalità di circa 0,8 dB rispetto al caso di assenza di FWM. ;Le sovrapposizioni tra le curve con S/N=l4,7 e S/N=13,3 dB si ritiene che siano causate da pendolazioni di FWM dovute alla variazione dello stato di polarizzazione del segnali nel corso della misura. ;Nel caso che le due portanti generanti il FWM portino anch'esse una trama SDH a 2,5 Gb/s ci si può attendere anche una maggior penalizzazione . ;ESPERIMENTO 2 ;Con la apparecchiatura sperimentale sopra descritta ed illustrata in figura 1, è stata realizzata inoltre una prova di trasmissione quando oltre alle tre portanti suddette si è inserita una quarta portante generata dal laser 4 a 1550 nm, rilevando lo spettro in ricezione, rappresentato in figura 3· ;In questo caso si può notare che lo spettro contiene vari picchi, in aggiunta ai segnali, dovuti agli effetti di FWM dati dalla combinazione dei casi con: una portante su λο, due portanti simmetriche rispetto a λο, due portanti con frequenze vicine. ;ESPERIMENTO 3 ;Al fine di esaminare gli effetti dati dalle fibre impiegate per la trasmissione sul fenomeno di FWM è stata preparata una apparecchiatura sperimentale semplificata, come rappresenta la figura 4, formata da un laser a cavità esterna 1, per la generazione di una portante ottica a lunghezza d'onda fissa e da un laser a cavità esterna 2, per la generazione di una portante ottica a lunghezza d'onda variabile; le fibre in uscita da entrambi i laser sono alimentate ad un accoppiatore ottico 21; in uscita dal laser 2 erano disposti il regolatore di polarizzazione 5 e l'attenuatore 6 per il bilanciamento delle potenze ottiche tra i due canali. ;In uscita dall'accoppiatore ottico 21 era presente un amplificatore ottico di potenza 22, collegato ad un estremo di una fibra ottica di trasmissione 23 che terminava in ingresso all'analizzatore di spettro 15. ;L'accoppiatore ottico 21 era un accoppiatore a fibre fuse mod 1x2 prodotto dalla già citata E-TEK. ;L'amplificatore 22 era un amplificatore di potenza modello AMPLIPHOS™ , prodotto e posto in commercio dalla Richiedente, con potenza di saturazione di 15 dBm. ;1 laser 1 e 2 erano gli stessi laser ECL dell'esperimento 1, già descritti, rispettivamente di produzione SANTEC e HEWLETT-PACKARD; la lunghezza d'onda del laser 1 è stata fissata a λ = 1556,54 nm. L'analizzatore di spettro 15 era il monocromatore ANR1TSU già descritto. ;La fibra ottica usata nella prima prova era una fibra SH-DS FOS, di lunghezza 5 km· ;La lunghezza d'onda generata dal laser 2 è stata fatta variare, con passo di 0.1 nm; con l'analizzatore di spettro 15 è stato ottenuto il grafico di figura 6, che mostra l'efficienza normalizzata E = P /( P )max di generazione del picco f221 di FWM con un canale a lunghezza d'onda fissa, al variare della lunghezza d'onda del secondo canale. ;In particolare, nell'intervallo compreso tra 1544 e 1547 nm sono stati, ad esempio, rilevati due massimi di efficienza, che si ritiene che siano dovuti alla presenza nella fibra di due diversi valori di λο, rispettivamente in corrispondenza a 1544,85 e 1545,55 nm. ;ESPERIMENTO 4 ;Con le medesime modalità dell’esperimento 3, con fibra di lunghezza 60 km, è stato condotto un ulteriore esperimento. ;In figura 7 è rappresentato il risultato della misura della potenza P del picco f221 di FWM sulla fibra di lunghezza L = 60 km, ottenuta con un laser di lunghezza d'onda fissa dì 1545,2 nm e l’altro variabile con un passo dì 0.1 nm in un intervallo compreso tra 1550 e 1557 nm. ;La misura di potenza è normalizzata a portanti ottiche di 1 mW di potenza in ingresso, secondo la relazione: ;;;;dove Pin1, Pin2 sono i valori delle potenze delle portanti ottiche in ingresso. ;Dal grafico si può rilevare l’esistenza di diversi picchi di efficienza di intermodulazione FWM, che sono stati attribuiti a diversi valori di λο localmente presenti lungo la fibra. ;ESPERIMENTO 5 ;Le stesse modalità dell'esperimento 4 sono state applicate ad un ulteriore esperimento effettuato impiegando un laser ECL a lunghezza d’onda fissata a 1525 nm ed un laser ECL a lunghezza d'onda variabile, in collegamento con una fibra DS commerciale, di produzione POS, avente le seguenti caratteristiche: ;;;;La figura 8 mostra la potenza dei picchi di intermodulazione P , ;PWH ;normalizzata a Pin = 1 mW, nella banda ottica compresa tra 1527 e 1539 nm. ;Questo esperimento mostra che la fibra presenta picchi di efficienza di intermodulazione, attribuibili alla presenza di più valori di λο distribuiti nella banda 1527+1539 nm, sebbene la sua λο nominale sia a diversa lunghezza d'onda (1525 nm) ;ESPERIMENTO 6 ;Una prova di simulazione basata su un modello numerico descritto da JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 10, No. 11, NOVEMBER 1992, pagg. 1553*1561, è stata condotta simulando una fibra ottica di trasmissione, simile a quella misurata nell'esperimento precedente, come costituita da 30 segmenti, ciascuno avente valore di λο casualmente distribuito tra 1527 e 1539 nm (la stessa banda in cui si erano osservati sperimentalmente i picchi di FWM, attribuiti a λο locali).

I dati di calcolo della fibra erano:

La potenza normalizzata calcolata dei picchi di intermodulazione PpwM alle varie lunghezze d'onda λ è rappresentata in figura 9-Dal confronto tra le figure 8 e 9 si può rilevare un profilo di picchi di intermodulazione del tutto simile qualitativamente a quello rilevato sperimentalmente con una unica fibra ottica di tipo commerciale.

Tale risultato porta a ritenere che una distribuzione del tipo ipotizzato nella simulazione dia risultati del tutto analoghi a quelli rilevabili sperimentalmente nella fibra reale (nella banda di lunghezze d'onda esaminata).

ESPERIMENTO 7

Facendo uso dello stesso algoritmo sopra indicato è stata quindi eseguita una simulazione di una linea ottica amplificata, costituita da N tratte di fibra ottica DS da 100 km l'una, simulata come indicato nell'esperimento 6, con interposti relativi amplificatori che ne compensino l'attenuazione, in un sistema che comprende 8 canali equispaziati tra 1530 e 1545 nm.

Le curve mostrate in figura 10 rappresentano la massima potenza P trasmissibile per canale con un rapporto S/N> 20, in funzione del numero N di tratte di fibra ottica e relativi amplificatori.

Le curve 24, 25, 26, 27 rispettivamente corrispondono a simulazioni di fibre con valori di λο compresi tra 1527 e 1537 nm, tra 1520 e 1530· tra 1516 e 1526 e tra 1512 e 1522 nm.

Come mostra la figura, con una fibra con valori di λο compresi tra 1527 e 1537nm non è possibile rispettare il livello di S/N richiesto già dopo uno o due tratte di fibra, senza scendere sotto 2 - 3 mW di potenza massima per canale; anche con una fibra con valori di λο compresi tra 1520 e 1530nm non appare possibile realizzare più di 4 tratte di fibra DS da 100 km l'uno, con relativi amplificatori interposti, senza che la potenza massima trasmissibile scenda sotto a 5 mW/canale.

Si noti che la presenza di rumore dovuto ad emissione spontanea (ASE) nelle linee ottiche amplificate impone, d’altra parte, di tenere sufficientemente alto il livello di potenza trasmesso per non penalizzare a causa di ciò il rapporto S/N, e tale esigenza cresce al crescere del numero di amplificatori presenti; indicativamente, per un sistema con 6 amplificatori e tratte di fibra di 100 km occorre avere almeno 3 - 6 mW per canale per non avere sensibili penalità dovute ad ASE (a 2,5 Gb/s).

In base a tale diagramma si può rilevare che solo fibre di tipo DS che abbiano valore di λο compreso tra 1512 e 1522 nm o, eventualmente, tra 1516 e 1526 nm, possono accettare potenze massime che rispondono alle suddette esigenze (in pratica si possono anche verificare circostanze più sfavorevoli, che possono richiedere più severe limitazioni).

In base agli esperimenti condotti si rileva come una soluzione basata sulla spaziatura non costante dei canali ottici o su particolari scelte di valori di dispersione cromatica della fibra entro la banda di lavoro o la pendenza della sua curva non risultino sufficienti a determinare l’eliminazione dei fenomeni di rumore dovuti ai detti effetti di non linearità FWM.

ESPERIMENTO 8

Una nuova prova è stata realizzata facendo uso dell'apparecchiatura sperimentale illustrata in figura 1, in cui è stata sostituita la fibra DS commerciale dell'esperimento 1 con una fibra DS avente le seguenti caratteristiche:

Lo spettro alla ricezione in tedi condizion è app ese tato in

figura 11, mentre la curva di BER misurata in tali condizioni è la curva 20 di figura 2.

Come mostra la figura 11, non appaiono sensibili picchi di intermodulazione e la curva di figura 2 mostra che, con BER di 10 si può accettare una potenza in ricezione fino a circa -33.3 dBm, sensibilmente inferiore a quella richiesta per lo stesso livello di BER con le fibre note.

In base agli esperimenti ed alle simulazioni effettuati si ritiene quindi che i fenomeni di rumore nelle fibre ottiche di tipo DS note nella tecnica, dovuti a intermodulazione tra i canali, siano dovuti al fatto che esse presentano il valore di lunghezza d'onda di azzeramento della dispersione cromatica che non si mantiene costante nella lunghezza della fibra ottica, anche se filata dalla stessa preforma, ma che è anzi soggetto a variazioni locali di entità ben più significativa di quanto indicato nella letteratura, e che queste variazioni sono tali che in talune porzioni di fibra il valore locale di λο viene a cadere entro la banda di lavoro dei detti amplificatori drogati con Erbio, cosi da portare i canali trasmessi ad interagire tra loro e dare origine ai fenomeni di intermodulazione osservati.

Secondo un primo aspetto del presente trovato è pertanto possibile realizzare una fibra ottica a punto di azzeramento della dispersione cromatica spostato atta ad eliminare i fenomeni di non linearità dovuti alla interazione a quattro onde e particolarmente dovuti alla non linearità dell'indice di rifrazione medio della fibra, in relazione a segnali di elevata potenza ed alta velocità. In particolare, una fibra secondo l'invenzione è una fibra avente le seguenti caratteristiche :

Nelle figure 12 e 13 sono rispettivamente illustrati il diagramma del profilo di indice di rifrazione e la curva di dispersione cromatica della fibra ottica dell'Esperimento 8.

La curva di dispersione è sostanzialmente lineare nell'intervallo compreso tra 1200 e 1700 nm.

Il profilo di indice di rifrazione è di tipo segmentato ("segmented core").

Si ritiene che simili risultati si possano ottenere anche con fibre con differenti profili, ottenute con varie tecniche, ben note nell'arte, come 0VD, NCVD, VAD, purché la lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica sia scelta negli intervalli indicati.

Secondo un ulteriore aspetto del trovato è possibile realizzare una linea di trasmissione a fibre ottiche per la trasmissione di dati ad elevata potenza e velocità a Multiplazione a Divisione di Lunghezza d'Onda (WDM) in cui non vi sia generazione di fenomeni di interazione a quattro onde dovuti alla non linearità dell'indice di rifrazione della fibra ottica impiegata e su lunghe distanze, includendo relativi amplificatori, pur facendo uso di fibre ottiche di tipo DS, le quali abbiano cioè una dispersione cromatica minore di 3 ps/(nm.km), tali quindi da eliminare o ridurre i fenomeni di allargamento temporale degli impulsi trasmessi.

Un esempio di attuazione preferita di un sistema di telecomunicazione ottica a più canali, a multiplazione di lunghezza d'onda, secondo il trovato è illustrato nelle allegate figure da 14 a 16 e prevede più sorgenti di segnali ottici di origine, quattro nell'esempio illustrato, 28a, 28b, 28c, 28d, ciascuno dei quali segnali, detti "segnali esterni", possiede sue proprie caratteristiche di trasmissione, come lunghezza d'onda, tipo di modulazione, potenza. 1 segnali generati da tali sorgenti sono alimentati ad una stazione di trasmissione 29, ciascuno di essi essendo inviato ad una rispettiva unità di interfacciamento 30a. 30b, 30c, 30d, atta a ricevere i segnali ottici esterni di origine, a rilevarli ed a rigenerarli nuovamente con nuove caratteristiche adatte al sistema di trasmissione.

In particolare, dette unità di interfacciamento generano rispettivi segnali ottici di lavoro aventi lunghezze d'onda λ1, λ2, λ3, λ4 comprese nella banda di lavoro utile degli amplificatori disposti successivamente nel sistema.

Nel brevetto US 5·267.073, della stessa Richiedente, la cui descrizione è incorporata per riferimento, sono descritte unità di interfacciamento comprendenti in particolare un adattatore di trasmissione, atto a convertire un segnale ottico in ingresso in forma adatta alla linea di trasmissione ottica, ed un adattatore di ricezione, atto a riconvertire il segnale trasmesso in forma adatta ad una unità di ricezione.

Per l'impiego nel sistema della presente invenzione, l'adattatore di trasmissione comprende, preferibilmente, come laser di generazione di segnale in uscita, un laser di tipo a modulazione esterna.

Uno schema di una unità di interfacciamento in trasmissione, di tipo adatto all'impiego nell'ambito della presente invenzione, è illustrato in figura 15. in cui, per chiarezza, le connessioni ottiche sono rappresentate con linea continua, mentre le connessioni di tipo elettrico sono rappresentate con linea tratteggiata. Il segnale ottico, proveniente da una delle sorgenti 28a, 28b, 28c, 28d, ad esempio la sorgente 28a, come illustrato, è ricevuto da un fotorivelatore (fotodiodo) 31. che emette un segnale elettrico che viene alimentato ad un amplificatore elettronico 32. Il segnale elettrico in uscita dall'amplificatore 32 è alimentato ad un circuito 33 di pilotaggio di un emettitore laser modulabile, globalmente designato con 34, atto a generare un segnale ottico alla lunghezza d'onda prescelta, contenente le informazioni del segnale In ingresso.

Convenientemente al circuito di pilotaggio 33 si collega inoltre un circuito 35 di immissione di un canale di servizio. L'emettitore laser modulabile 34 comprende un laser 36 ed un modulatore esterno 37· ad esempio del tipo Mach-Zender, pilotato dal segnale in uscita del circuito 33· Un circuito 38 controlla la lunghezza d’onda di emissione del laser 38, mantenendola costante al valore preselezionato, compensando eventuali perturbazioni esterne come temperatura e simili.

Unità di interfacciamento del tipo indicato, in ricezione, sono descritte nel brevetto sopra menzionato e poste in commercio dalla Richiedente, con la sigla TXT/E-EM.

I detti segnali ottici di lavoro sono quindi alimentati ad un combinatore di segnale 39, atto ad inviare in una unica fibra ottica di uscita 40 contemporaneamente i segnali di lavoro alle lunghezze d'onda λ1, λ2, λ3· λ4.

In generale, il combinatore di segnale 39 è un dispositivo ottico passivo, mediante il quale i segnali ottici trasmessi su rispettive fibre ottiche sono sovrapposti in una unica fibra; dispositivi di tal genere sono ad esempio costituiti da accoppiatori a fibre fuse, in ottica planare, microottica e simili.

A titolo di esemplo, un combinatore adatto è il combinatore 1x4 SMTC-0104-1550-A-H posto in commercio da E-TEK DYNAMICS INC., 1885 Lundy Ave, San Jose, CA (USA).

Attraverso la fibra 40 i detti segnali di lavoro, nel seguito indicati come SI, S2, S3, S4 sono inviati ad un amplificatore di potenza 4l, che ne eleva il livello fino ad un valore sufficiente a percorrere il successivo tratto di fibra ottica intercorrente prima di nuovi mezzi di amplificazione mantenendo al termine un sufficiente livello di potenza per garantire la qualità trasmissiva richiesta.

All'amplificatore 41 è quindi collegato un primo tratto 42a di linea ottica, usualmente costituito da una fibra ottica monomodale, di tipo a salto di indice, inserita in un adatto cavo ottico, di alcune decine (o centinaia) di chilometri di lunghezza, ad esempio di circa 100 chilometri.

Al termine di detto primo tratto 42a di linea ottica è presente un primo amplificatore di linea 43a, atto a ricevere i segnali, attenuati nel percorso in fibra, e ad amplificarli fino ad un livello sufficiente ad alimentarli ad un secondo tratto di fibra ottica 42b, di caratteristiche analoghe a quelle della precedente.

Successivi amplificatori di linea 43b, 43c, 43d e rispettivi tratti di fibra ottica 42c, 42d, 42e coprono la distanza di trasmissione complessiva richiesta, fino a pervenire ad una stazione di ricezione 44, che comprende un preamplificatore 45. atto a ricevere i segnali e ad amplificarli, compensando la perdita data dalle successive apparecchiature di demultiplazione, fino ad un livello di potenza adeguato alla sensibilità dei dispositivi di ricezione. Dal preampllficatore 45 i segnali sono inviati ad un demultiplatore 46, attraverso cui i segnali stessi sono separati in dipendenza dalle relative lunghezze d'onda, e quindi inviati alle unità di interfacciamento 47a, 47b, 47c, 47d, atte a ricevere i segnali ottici con le caratteristiche adatte al sistema di trasmissione ed a rigenerarli con le caratteristiche ottiche di origine, ovvero con altre caratteristiche, comunque adatte alle rispettive apparecchiature di ricezione 48a, 48b, 48c, 48d.

Il demultiplatore 46 è un dispositivo atto a ripartire su più fibre in uscita i segnali ottici alimentati ad una fibra in ingresso, separandoli in relazione alle rispettive lunghezze d’onda; tale demultiplatore può essere costituito da un divisore a fibre fuse, che suddivide il segnale in ingresso in segnali su più fibre di uscita, in particolare 4, ciascuno dei quali segnali è alimentato ad un rispettivo filtro passa-banda, centrato su ciascuna delle lunghezze d'onda di interesse.

Ad esempio, può essere usato un componente uguale al combinatore di segnale 39· già descritto, montato in configurazione opposta, in unione con rispettivi filtri passa-banda.

Filtri passa-banda del tipo indicato sono ad esemplo posti in commercio da MICRON-OPTICS, INC., 2801 Buford Hwy, Suite 140, Atlanta, Georgia, US; un modello adatto è FFP-100.

La configurazione descritta si presta in modo particolarmente soddisfacente a trasmissioni su distanze dell'ordine di circa 500 km, con velocità di trasmissione elevata, ad esempio 2,5 Gbit/s (realizzando con quattro lunghezze d'onda multlplate una capacità di trasmissione equivalente a 10 Gbit/s su singola lunghezza d'onda}, facendo uso di quattro amplificatori di linea, di un amplificatore di potenza e di un pre-amplificatore.

Ai fini della presente invenzione e per l'impiego sopra descritto, l'amplificatore di potenza 4l è, ad esemplo, un amplificatore ottico a fibra di tipo commerciale, avente le seguenti caratteristiche:

L'amplificatore di potenza è privo di filtro ferma-banda.

Un modello adatto è TPA/E-12, posto in commercio dalla Richiedente.

Detto amplificatore fa uso di fibra ottica attiva drogata con Erbio, di tipo Al/Ge/Er.

Per amplificatore di potenza si intende un amplificatore funzionante in condizioni di saturazione, in cui la potenza in uscita dipende dalla potenza di pompaggio, come descritto in dettaglio nel brevetto europeo Ν' EP 439-867, qui incorporato per riferimento.

Ai fini della presente invenzione e per l'impiego sopra descritto, per preamplificatore si intende un amplificatore posto all'estremo della linea, in grado di elevare il segnale da alimentare al ricevitore ad un valore opportunamente superiore alla soglia di sensibilità del ricevitore stesso (per esempio da -26 a -11 dBm in ingresso al ricevitore), nel contempo introducendo il minimo rumore possibile e mantenendo l'equalizzazione dei segnali.

Ad esempio, per realizzare il preampllficatore 45 può essere usato un amplificatore di linea facente uso della stessa fibra attiva degli amplificatori 43a-43c, descritti nel seguito, oppure un preamplificatore espressamente disegnato allo scopo in base a specifiche esigenze.

Un modello adatto è RPA/E-MW, posto in commercio dalla Richiedente.

La configurazione del sistema di trasmissione sopra descritta si mostra particolarmente adatta a fornire le prestazioni desiderate, in particolar modo per trasmissione su più canali a multiplazione di lunghezza d'onda, in presenza di una particolare scelta delle proprietà degli amplificatori di linea che ne fanno parte, in particolare per quanto riguarda la capacità di trasmettere le lunghezze d'onda selezionate senza che alcune di esse risultino penalizzate rispetto ad altre.

In particolare, si può garantire il comportamento uniforme per tutti i canali, nella banda di lunghezze d'onda compresa tra 1530 e 1560 nm, in presenza di amplificatori adatti ad operare in cascata, facendo uso di amplificatori di linea previsti in modo che abbiano una risposta sostanzialmente uniforme (o "piatta") alle varie lunghezze d'onda, nel funzionamento in cascata,

b) Amplificatore di linea

Al fine sopra indicato un amplificatore, previsto per l'impiego come amplificatore di linea, è stato realizzato secondo lo schema mostrato in figura 16 e comprende una prima fibra attiva 49, drogata con Erbio, ed un relativo laser di pompa 50· ad essa collegato attraverso un accoppiatore dicroico 51; un primo isolatore ottico 52 è posto a monte della fibra 49· nel senso del percorso del segnale da amplificare, mentre un secondo isolatore ottico 53 è posto a valle della fibra attiva stessa.

L'amplificatore comprende inoltre una seconda fibra attiva 54 drogata con Erbio, associata ad un relativo laser di pompa 53 attraverso un accoppiatore dicroico 56; a valle della fibra 54 è quindi presente un ulteriore isolatore ottico 57·

In alternativa, non illustrata, l'amplificatore di linea può essere realizzato anche in configurazione a singolo stadio, in base alle specifiche esigenze di impiego.

Una composizione e caratteristiche ottiche preferite delle fibre attive dell'amplificatore di linea sono riepilogate nella tabella seguente:

in cui:

Xp = contenuto percentuale in peso di ossido nel nucleo (medio);

Xmol = contenuto percentuale in moli di ossido nel nucleo (medio);

NA = Apertura Numerica (n1 - n2 ) ;

λο = Lunghezza d'onda di taglio (LP11 cut-off).

Le analisi delle composizioni sono state realizzate su preforma (prima della filatura della fibra) mediante una microsonda abbinata ad un microscopio elettronico a scansione (SEM Hitachi).

Le analisi sono state condotte a 1300 ingrandimenti in punti discreti, disposti lungo un diametro e separati di 200 μm l'uno dall'altro. Le fibre indicate sono state realizzate mediante la tecnica di deposizione chimica in fase vapore, all'interno di un tubo in vetro di quarzo.

Nelle fibre indicate, l'incorporazione di Germanio come drogante nella matrice di SiO2 nel nucleo della fibra è ottenuta in fase di sintesi.

L'incorporazione di Erbio, Allumina e Lantanio nel nucleo della fibra è stato ottenuto mediante la tecnica detta del "drogaggio in soluzione" , in cui una soluzione acquosa di cloruri dei droganti è posta in contatto con il materiale di sintesi del nucleo sella fibra, mentre esso sì trova allo stato particellare, prima del consolidamento della preforma.

Maggiori dettagli sulla tecnica del drogaggio in soluzione si possono rilevare ad esemplo in US 5·282.079, che si incorpora per riferimento.

I laser di pompa 50, 55· sono preferibilmente laser di tipo Quantum Well, con le seguenti caratteristiche:

lunghezza d'onda di emissione λρ = 980 nm;

Potenza ottica massima di uscita Pu = 80 mW.

Laser del tipo indicato sono prodotti, ad esempio, da LASERTRON INC., 37 North Avenue, Burlington, MA (USA).

Gli accoppiatori dicroici 51· 56 sono accoppiatori a fibre fuse, formati con fibre monomodali a 980 e nella banda 1530 - 1560 nm di lunghezza d'onda, con variazione di potenza ottica in uscita in funzione della polarizzazione < 0,2 dB.

Accoppiatori dicroici del tipo indicato sono noti e commerciali e sono prodotti, ad esempio, da GOULD ine., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Glem Burnie, M.D. (USA), e da SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Woodland Road Torquay Devon, (GB).

Gli isolatori ottici 52, 53. 57. sono isolatori ottici di tipo Ìndipendente dalla polarizzazione del segnale di trasmissione, con isolamento maggiore di 35 dB e riflettività inferiore a -50 dB. Gli isolatori usati sono il modello MDL 1-15 PIPT-A S/N 1016 della società ISOWAVE, 64 Harding Avenue, Dover, New Jersey, USA.

Nel sistema descritto gli amplificatori di linea sono previsti per il funzionamento con una potenza ottica di uscita complessiva di circa 14 dBm, con un guadagno di circa 30 dB.

Un modello adatto è OLA/E-MW, commercializzato dalla Richiedente. Ai fini della descrizione della presente invenzione, ove non diversamente specificato, si è inteso come lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica della fibra (λο) il valore nominale (o medio), misurabile attraverso la tecnica di spostamento di fase riportata come metodo di riferimento nella raccomandazione ITU-T G.65O, già citata, ottenuto con prove su fibre di lunghezza superiore ad 1 km, in base al quale è calcolabile la dispersione cromatica complessiva della tratta di fibra in esame. Si è inoltre inteso come lunghezza d'onda "locale" di annullamento della dispersione cromatica della fibra (λο locale) il valore che la λο può localmente assumere, a seguito di fluttuazioni nella struttura della fibra, per porzioni di lunghezza limitata della fibra stessa, sufficiente a causare la generazione di picchi di intermodulazione FWM nel caso che essi si trovino in corrispondenza o in relazione funzionale con i canali di trasmissione; tale lunghezza dipende in pratica, tra l'altro, dalla potenza ottica presente nella fibra per i vari canali e dal fatto che i picchi di intermodulazione siano eventualmente soggetti ad amplificazioni; indicativamente, lunghezze di qualche centinaio di metri possono produrre effetti significativi.

Secondo un aspetto della presente invenzione si è individuato che, ai fini della riduzione degli effetti di rumore dovuti a FWM in un sistema di trasmissione a pivi lunghezze d'onda non è sufficiente avere fibre con valore di dispersione cromatica nominale (o medio) non nullo nella banda dei segnali di trasmissione, ma che occorre anche che la dispersione cromatica nominale (o media) della fibra si annulli ad un valore di lunghezza d'onda che sia inferiore e sufficientemente lontano dal minimo valore di lunghezza d'onda previsto per la trasmissione.Inoltre, si è trovato che, al fine di incrementare la massima distanza di collegamento, senza subire penalizzazioni da FWM, occorre corrispondentemente accrescere la distanza tra il valore di lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica e la minima lunghezza d'onda dei canali di trasmissione. In accordo con la presente invenzione, è inoltre possibile realizzare una trasmissione di segnali ottici in una linea di trasmissione amplificata a più canali a multiplazione di lunghezza d’onda Impiegante fibre ottiche di tipo DS, mediante un procedimento che prevede di determinare il valore di lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica (medio) delle fibre e di determinare i valori locali di annullamento della dispersione cromatica nella stesse fibre; in base a tali valori è quindi scelta la banda di trasmissione, in modo che essa sia separata dal valore di dispersione cromatica medio delle fibre di una quantità tale che nessuno di detti valori locali di annullamento sia compreso nella banda di trasmissione stessa. In alternativa, le fibre ottiche impiegate per la trasmissione sono scelte in modo che il loro valore di annullamento della dispersione cromatica (medio) sia sufficientemente lontano dalla banda impiegata per la trasmissione a multiplazione di lunghezza d'onda da evitare che in porzioni di significativa lunghezza di dette fibre si abbia un valore locale annullamento di dispersione cromatica che ricade in detta banda di trasmissione. Secondo l'invenzione, lavorando con amplificatori pompati a 980 nm, si è osservato che la banda di trasmissione poteva estenderei fino a circa 1530nm e si è individuato che il problema era legato non solo al valore massimo, ma anche ai valori locali di annullamento della dispersione.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1( Sistema di telecomunicazione ottica, comprendente - almeno due sorgenti di segnali ottici modulati a lunghezze d'onda differenti, comprese in una banda prefissata di lunghezze d’onda di trasmissione, a velocità di trasmissione prefissata; - mezzi di multiplazione di detti segnali per l'ingresso in una unica fibra ottica, ; - una lìnea a fibra ottica collegata ad un estremo a detti mezzi di multiplazione; - mezzi dì ricezione di detti segnali, comprendenti mezzi dì demultiplazione ottica dei segnali stessi in dipendenza della rispettiva lunghezza d'onda; in cui detti segnali hanno una potenza ottica di valore superiore ad un valore prefissato in almeno una porzione dì detta linea a fibra ottica, la quale comprende una fibra ottica avente un valore dì dispersione cromatica inferiore ad un valore prefissato in detta banda di lunghezze d'onda dì trasmissione, caratterizzato dal fatto che detta fibra ottica possiede una dispersione cromatica crescente con la lunghezza d'onda, che presenta valore nullo in corrispondenza ad una lunghezza d'onda inferiore alla minima lunghezza d'onda dì detta banda di una quantità tale che nessun valore locale dì lunghezza d'onda di annullamento dì dispersione cromatica presente nella fibra. tale da generare un fenomeno di intermodulazione a quattro onde, è compreso in detta banda.
2. 2) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto valore di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica è inferiore di almeno 10 nm alla minima lunghezza d’onda di detta banda di trasmissione.
3. 3) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto valore di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica è inferiore o uguale a 1520 nm.
4. 4) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto valore di lunghezza d'onda di annullamento di dispersione cromatica è compreso tra 1500 e 1520 nm.
5. 5) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto valore di dispersione cromatica è inferiore a 3 ps/(nm.km) nella banda prefissata di trasmissione.
6. 6) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto valore di potenza ottica prefissato in almeno una porzione di detta linea è non inferiore a 3 mW per canale.
7. 7) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende almeno un amplificatore ottico interposto lungo la linea ottica.
8. 8) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 7. caratterizzato dal fatto che detto amplificatore ottico ha una banda di amplificazione di segnali comprendente detta banda prefissata di lunghezze d'onda.
9. 9) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto amplificatore ottico ha una banda di amplificazione di segnali compresa tra 1530 e 1570 nm.
10. 10) Sistema di telecomunicazione ottica secondo la rivendicazione 7. caratterizzato dal fatto che comprende almeno quatto amplificatori ottici.
11. 11) Fibra ottica per la trasmissione di almeno due segnali ottici in una banda prefissata di lunghezza d'onda di trasmissione, caratterizzata dal fatto che ha una dispersione cromatica inferiore ad un valore prefissato in detta banda e che si annulla per un valore di lunghezza d'onda compreso in un intervallo prefissato, il cui valore massimo è inferiore alla minima lunghezza d'onda di detta banda di una quantità tale che sostanzialmente nessun valore locale di lunghezza d'onda di annullamento dì dispersione cromatica locale, presente nella fibra per un tratto di lunghezza tale da generare picchi di intermodulazione di detti segnali, è compreso in detta banda.
12. 12) Fibra ottica secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal -fatto che ciascuno di detti valori di annullamento della dispersione cromatica locale differisce di meno di 10 nm dal valore di lunghezza d'onda di dispersione cromatica complessiva nulla della fibra.
13. 13) Fibra ottica secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che ha dispersione cromatica inferiore a 3 ps/(nm.km) in detta banda di trasmissione e che si annulla per un valore inferiore di almeno 10 nm al minimo valore di lunghezza d'onda di detta banda.
14. 14) Fibra ottica secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che, per una lunghezza complessiva di fibra maggiore di 5 km, ha dispersione cromatica in detta banda di valore tale da non generare picchi di intermodulazione in presenza di almeno due segnali ottici su più canali a diverse lunghezze d'onda, di potenza di almeno 3 mW per canale, alimentati ad un estremo della fibra, di intensità tale da causare un rapporto segnale/rumore maggiore o uguale a 20.
15. 15) Procedimento per la trasmissione di segnali ottici con velocità di trasmissione prefissata, comprendente le fasi di: - generare almeno due segnali ottici modulati aventi lunghezze d’onda prefissate comprese in una banda di trasmissione prefissata, dette lunghezze d'onda essendo differenti di almeno 2 nm, - alimentare detti segnali in una fibra ottica monomodale, avente dispersione cromatica inferiore a 3 ps/(nm.km) nella banda di trasmissione e punto di azzeramento della dispersione cromatica a lunghezza d'onda prefissata, - amplificare almeno una volta detto segnale ottico mediante almeno un amplificatore ottico a fibra attiva, - trasmettere detti segnali per una distanza di almeno 50 km, - ricevere detto segnale attraverso un ricevitore di demultipiazione in cui la potenza di detti segnali, in almeno una porzione di detta fibra, è superiore ad un valore tale da causare rumore dovuto ad intermodulazione a quattro onde tra i canali, caratterizzato dal fatto che il valore minimo di lunghezza d'onda della banda di trasmissione è superiore di ima quantità prefissata al valore di lunghezza d'onda di annullamento della dispersione cromatica, tale che in nessuna significativa porzione della fibra la dispersione cromatica si annulli in detta banda di trasmissione.
16. 16) Procedimento secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detta minima lunghezza d'onda di detta banda di trasmissione é superiore di almeno 10nm al valore di azzeramento della dispersione cromatica.
17. 17) Procedimento secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detto valore di lunghezza d'onda di azzeramento della dispersione cromatica è compreso tra 1500 e 1520 nm.
18. 18) Procedimento secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detta velocità di trasmissione prefissata è superiore o uguale a 2,5 Gbit/s.
19. 19) Procedimento secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che il valore di potenza di detti segnali in detta fibra ottica tale da causare rumore dovuto ad intermodulazione a quattro onde tra i canali, è almeno di 3 mW per canale.