PT827650E - Sistemas opticos de comunicacao que minimizam a dispersao - Google Patents

Description

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SISTEMAS ÓPTICOS DE COMUNICAÇÕES QUE MINIMIZAM A

DISPERSÃO A presente invenção refere-se a sistemas ópticos de comunicações e são aplicáveis em especial a sistemas ópticos de comunicações destinados a comunicações de longa distância ou a aplicações transoceânicas.

Actualmente, uma grande parte da tarefa é efectuada com a propagação de soliton em tais sistemas. Contudo, tais sistemas de soliton enfermam da oscilação temporal de Gordon-Haus. O documento da técnica anterior GB - A - 2279838 revela uma cadeia de secções de fibras ópticas e pelo menos um dispositivo de compensação que inclui um elemento absorvente saturável possuindo uma absorção que diminui à medida que aumenta a energia óptica. Os impulsos de retomo a zero (RZ) são desejáveis pois são compatíveis com as tecnologias de processamento totalmente ópticas que são usadas para os nodos de comutação e para os dispositivos de encaminhamento. Foi descoberto que a propagação de impulsos RZ pode ser empregue de um modo vantajoso quando a dispersão média se encontra próximo de zero numa única amplitude de amplificador, reduzindo deste modo a oscilação temporal, recorrendo à utilização de um absorvente saturável de modo a manter o formato do impulso.

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um sistema de comunicações de impulsos ópticos de retomo a zero incluindo meios absorventes rapidamente saturáveis com uma propagação próxima do comprimento de onda de dispersão média zero.

Serão descritas em especial formas de realização da presente invenção sendo feita referência aos desenhos anexos nos quais: A Figura 1 é um diagrama ilustrando um sistema de transmissão por fibras ópticas; A Figura 2 é um diagrama ilustrando vários espectros; A Figura 3 ilustra traços de auto-correlação de impulsos de entrada e de impulsos “armazenados” colocados sobre uma curva sech2; e A Figura 4 ilustra desvios padrão σ de oscilação temporal média em 1000 km relativamente à distância.

Fazendo agora referência à Figura 1 dos desenhos, esta ilustra uma disposição na qual os sinais passam através de um modulador óptico-acústico AOM e por um ligador de quatro entradas para um circuito L recirculante incluindo o amplificador de fibra EDFA1 revestido a érbio. As medições foram efectuadas usando 23,9 km de fibra de dispersão trocada (DSF) com uma dispersão zero λ0 = 1556 nm e 2,4 km de fibra de índice escalonado (SIF) de telecomunicações padrão. Esta combinação dá origem a uma dispersão líquida igual a zero através de uma amplitude única de amplificador a 1537 nm e um tempo de preenchimento do circuito de 125,6 ps. O mecanismo absorvente saturável usado foi a rotação de polarização não linear (NPR) na fibra de transmissão sendo o elemento polarizante um filtro de passagem de banda F1 de Fabry-Perot de 3nm. O filtro foi medido apresentando uma perda de polarização dependente de ~ 1,5 dB. Um PC de controlo de polarização foi incluído de modo a configurar a velocidade de polarização requerida. Foram feitas medições usando um osciloscópio de amostragem SO que deu entrada através de um segundo amplificador de fibra EDFA2 revestido a érbio e um modelador de amplitude AM de niobato de lítio. Os números representam as separações de sinal nas várias entradas.

Um impulso de 123,6ps proveniente de um laser com centro em F a funcionar a 76 MHZ foi injectado no circuito recirculante. Foi descoberto que com a polarização adequada o nível de ruído a configuração da emissão espontânea amplificada (ASE) poderia ser feita saturar com distância relativamente ao ponto em que o sinal de propagação pudesse ser “armazenado” virtualmente de um modo indefinido de modo a produzir um impulso de ‘anel de armazenamento’ de retomo a zero. Embora ligeiramente alargados de 9,5ps para llps (FWHM), os impulsos continuavam a 3 3

constituir uma boa aproximação relativamente ao perfil sech2 (ver Figura impulsos poderiam ser mantidos em forma para >1/2H, sendo a única limitação a que advém de modificações ambientais. Com o comprimento de onda do sinal de entrada centrado na média λ0 da linha de transmissão, a oscilação temporal observada não aparentava aumentar significativamente com a distância até 70 Mm, conforme se encontra ilustrado na Figura 4. A electrónica do controlo do circuito poderia ser eficazmente desactivada para produzir um impulso RZ de “anel de armazenamento” pois mesmo após 7 segundos (-1450 Mm), σ foi somente 8ps. Para comprimentos de onda com sinais mais longos a oscilação aumentou significativamente. O nível médio de energia dentro do circuito foi bastante mais elevado do que aquele que se esperava para solitons fundamentais. A Figura 2 ilustra os vários espectros dos impulsos de entrada FCL, a super fluorescência do circuito recirculante (sem injecção de sinal) e a saída do circuito quando funciona como um anel de armazenamento. Os impulsos de entrada, que foram injectados a 1537,3 nm, alargaram sob o ponto de vista espectral até chegar ao espectro estável ilustrado para o anel de armazenamento. Os dois pontos máximos neste espectro correspondem ao circuito de super fluorescência e são o resultado da dependência de polarização do filtro. A energia média no final da fibra de transmissão era de 71 pW. Tomando a dispersão com comprimento de onda de impulso central como sendo 0,lps/nm/km, a energia de soliton esperada correspondente é de somente 0,65 pW. Deste modo, isto não pode ser somente a propagação média de soliton pois para N~10 o sinal tenderá a quebrar-se após somente uma curta transmissão devido à ocorrência de uma troca auto-Raman. Estas energias ópticas comparativamente elevadas levam, através da modulação da auto-fase, ao grande alargamento espectral ilustrado.

Operando com este regime, a oscilação temporal observada não aparentava aumentar significativamente ao longo de distâncias globais até 70Mm, conforme ilustrado na Figura 4. De facto, mesmo após 7s (~1450Mm), o desvio padrão medido da oscilação temporal σ foi de somente 8ps. (Devido à baixa taxa de repetição, a oscilação acumulada ao longo de 1 OOOkm a seguir à distância de propagação requerida foi medida de modo a reduzir o tempo de aquisição.) Como o desencadeador destas medições de oscilação foi medido opticamente a partir de um impulso vizinho e, deste modo, também com oscilação, estes valores constituem uma estimativa excessiva por um factor de V2. Para comprimentos de onda mais longos, a oscilação aumentou significativamente com a distância de propagação.

Quando funcionava como anel de armazenamento, a energia da bomba de amplificador podia ser diminuída de modo a retirar alguns impulsos da cadeia armazenada, impondo de um modo eficaz dados no circuito de recirculação. Estes impulsos remanescentes seriam suportados a estes níveis de energia da bomba ou a níveis mais elevados. O armazenamento de dados é, como tal, possível com uma tal disposição.

Demonstramos, em suma, um novo modo de propagação de impulsos RZ que recorre à utilização de NPR como absorvente saturável combinado com o funcionamento no AO do circuito (dispersão média zero através de um espaçamento amplificador) e a propagação de impulsos ~10 ps durante 10’s Mm sem aumento significativo na oscilação temporal. Este resultado indica que as velocidades de dados >10 Gbit/s serão suportáveis para distâncias quase indefinidas usando tais técnicas.

Lisboa, - 2 AGO. 2001

Telefs. 2T3 851339 - 2138150 50

Claims (7)

1. REIVINDICA ÇÕES 1. Um sistema de comunicações ópticas de impulso de retomo a zero incluindo um amplificador de amplitude única compreendendo uma primeira extensão de fibra óptica (DSF) e uma segunda extensão de fibra óptica (SIF) com distintos valores de dispersão de modo a proporcionar uma dispersão líquida igual a zero, ou próxima de zero, e meios absorventes rapidamente saturáveis (PC, Fl) destinados a estabilizar o formato do impulso e a reduzir a oscilação temporal.
2. 2. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com a reivindicação 1 em que os meios absorventes rapidamente saturáveis proporcionam uma perda de energia relativamente baixa a elevados níveis de energia óptica quando comparada com baixos níveis de energia óptica, e proporciona uma perda de 1,5 dB entre os estados de absorção elevado e baixo.
3. 3. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com a reivindicação 1 ou de acordo com a reivindicação 2, em que os meios absorventes rapidamente saturáveis incluem fibra de transmissão de rotação de polarização não linear.
4. 4. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com a reivindicação 3, incluindo meios de controlador da polarização (PC) destinados a configurar um estado de polarização desejado.
5. 5. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que os meios absorventes rapidamente saturáveis incluem meios de polarização que compreendem meios de filtro de Fabry-Perot.
6. 6. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a primeira extensão de fibra óptica é uma fibra de índice escalonado e a segunda extensão de fibra óptica é uma fibra de dispersão trocada. V- 2 íi
7. 7. Um sistema de comunicações ópticas de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes em que a amplitude do amplificador único inclui um amplificador revestido a érbio. Lisboa, 2 MO. 2001

   Dra. Maria Silvina Ferreira Agente Oficio: Jc" :c γΊ,.-.γ'οΙ R. Cobt::t o. :;0 -;: · · o5 _ii?QA Telefs. 213851ÒÕ9 - 21 οδΐ 50 50