Un sistema de transmisión óptica, que comprende:

un transmisor óptico,

para transmitir luz de una señal;

un amplificador óptico de potencia para incrementar la potencia de dicha luz de la señal;

una unidad de bombeo remoto, para suministrar luz de bombeo remoto;

un amplificador bombeado a distancia, que comprende un medio de ganancia pasivo, para amplificar dicha luz de la señal con la luz de bombeo remoto;

una unidad de bombeo Raman, para proporcionar luz de bombeo Raman con el fin de someter a amplificación Raman a dicha luz de la señal;

un preamplificador óptico, para amplificar la luz de la señal que ha sido amplificada en potencia, amplificada por bombeo remoto y amplificada por bombeo Raman; y

un receptor óptico para recibir la luz de la señal que ha sido amplificada por el preamplificador óptico;

conectado a su vez, mediante una fibra óptica;

en el que

la luz de bombeo remoto es una luz de bombeo en la banda de 1480 nm, la longitud de onda de la luz de bombeo Raman es diferente de la de la luz de bombeo remoto, y la longitud de onda de la luz de bombeo Raman está en el intervalo de 1400 nm a 1499 nm

Un sistema de transmisión óptica y método de amplificación.

Campo del invento

El presente invento se refiere a un sistema de transmisión óptica y a un método de amplificación del mismo.

Antecedentes del invento

Los sistemas de transmisión óptica están limitados por las pérdidas en las fibras ópticas. Usualmente, se necesita una instalación repetidora después de unas decenas de kilómetros, de modo que pueda conseguirse una transmisión a larga distancia. Existen dos clases de instalaciones repetidoras de esta clase: repetidores eléctricos, que emplean conversión óptica-eléctrica-óptica (O-E-O); y repetidores ópticos, que amplifican las señales ópticas directamente en el dominio de la luz. En la actualidad, los repetidores ópticos se incorporan en la práctica, en general, utilizando amplificadores de fibra óptica impurificada con erbio. Tanto en el caso de los repetidores eléctricos como en el de los repetidores ópticos, generalmente es necesario un repetidor después de unas decenas o unos centenares de kiló-metros.

El documento "Perspectivas del comportamiento de los sistemas submarinos de transmisión de gran capacidad y largas distancias, sin repetidores", de T. Takahashi y otros, en la Global Telecommunications Conference, de 1998, en el Globecom '96, Comunicación: La clave para la prosperidad global, Londres, Reino Unido, 18-22 de Noviembre de 1996, Nueva York, NY, EE.UU., IEEE, EE.UU. vol. 2, 18 de Noviembre de 1996, páginas 928-932, ISBN: 0-7808-3336-5, realiza una revisión técnica de los sistemas amplificadores bombeados a distancia y examina los diseños de relación señal óptica y ruido (SNR). En los sistemas amplificadores bombeados a distancia expuestos, la luz de bombeo activa la amplificación Raman en la fibra, es decir, la luz de bombeo tiene un efecto de amplificación Raman. Sin embargo, el sistema no incluye una unidad de bombeo Raman funcionalmente separada, y las luces de la bomba de la amplificación bombeada a distancia y la amplificación Raman, tienen la misma longitud de onda.

El documento "Transmisión sin repetidores a 407 km y 2,5 Gb/s utilizando un modulador de electroabsorción y post-amplificadores y pre-amplificadores de fibra impurificada con erbio y bombeo a distancia", de O. Gautheron y otros, en IEEE Photonics Technology Letters, IEEE Service Center, Piscataway, NJ, EE.UU., vol. 7, núm. 3, del 1 de Marzo de 1995, en las páginas 333-335, ISSN: 1041-1135, describe una transmisión sin repetidores a 2,5 Gb/s a lo largo de 407 km de fibra sin dispersión desplazada utilizando un transmisor integrado con láser/modulador de electroabsorción, un post-amplificador bombeado a distancia y un pre-amplificador bombeado a distancia. En una sección de 20 km existe una pequeña ganancia Raman, como se muestra en la fig. 2, y la pequeña ganancia Raman es introducida por la bomba de alta potencia, es decir, la bomba LD núm. 1, que es la misma bomba y genera luz de bombeo con la misma longitud de onda que la del amplificador bombeado a distancia.

La patente francesa núm. FR 2745395 describe un amplificador de fibra óptica impurificado con erbio, destinado a incrementar la longitud del trayecto de transmisión aumentando la intensidad de la luz bombeada. En un amplificador 1 de fibra óptica impurificada con erbio, para amplificar la luz de la señal por medio de una fibra óptica 7 impurificada con erbio, utilizando una fuente de bombeo 8 en la banda de 1530 nm, la luz bombeada en la banda de 1530 nm es sometida a amplificación Raman mediante una fuente de luz 9 en la banda de 1430 nm a 1450 nm, en el trayecto de transmisión de una fibra óptica 5, como se muestra en la fig. 1.

La fig. 1 muestra un diagrama estructural esquemático de un sistema para realizar una transmisión a larga distancia mediante repetidores eléctricos.

Como se ilustra en la fig. 1, la potencia óptica de la luz procedente de una fuente de luz se atenúa continuamente cuando es transmitida por una fibra óptica y, tras una cierta distancia, se añade un convertidor O-E-O a la línea, luego las señales ópticas continúan siendo transmitidas por la fibra óptica tras regeneración. Para conseguir una transmisión a una distancia ultra larga, se necesitan repetidores eléctricos multi-etapa. Cuando se realiza la transmisión óptica en trayectos ultra largos mediante repetidores eléctricos, se tropieza con las siguientes desventajas: 1) Coste elevado. Los repetidores eléctricos llevan a cabo la regeneración de las señales mediante conversión fotoeléctrica, muestreo de las señales eléctricas, decisión, regeneración y conformación, conversión electroóptica y así sucesivamente, consiguiéndose la conversión electroóptica y la conversión fotoeléctrica mediante un láser y un fotodetector, respectivamente, siendo ambos dispositivos ópticos caros. Es bien sabido que el coste de un repetidor eléctrico es muy alto, especialmente para un sistema de comunicaciones con multiplexado por división de longitud de onda, de gran capacidad. Como cada repetidor eléctrico tiene que desmultiplexar y multiplexar cada longitud de onda y realizar la conversión O-E-O de acuerdo con las longitudes de onda, los equipos necesarios son más complicados y el coste es extremadamente elevado. 2) no resulta adecuado en situaciones específicas. Por ejemplo, en caso de comunicación óptica a través de grandes estrechos marinos, es imposible construir en ellos un recinto para el equipo y, al mismo tiempo, resulta difícil alimentar la energía por el fondo marino, por lo que resulta muy difícil realizar la transmisión óptica mediante repetidores eléctricos. En el desierto, dada la dificultad existente para la alimentación de energía, no se puede conseguir la transmisión óptica en trayectos ultra largos utilizando un esquema de esta clase. 3) Los repetidores eléctricos exigen mantenimiento. Dado que el software y el hardware de un repetidor eléctrico son complicados, tienen que ser vigilados y mantenidos de forma habitual.

La fig. 2 muestra un diagrama estructural esquemático de un sistema para conseguir la transmisión de larga distancia mediante repetidores ópticos. Como se muestra en la fig. 2, cuando se realiza una transmisión a larga distancia mediante repetidores ópticos, las señales ópticas son amplificadas en el dominio de la luz mediante un amplificador óptico tras su atenuación en una fibra óptica; luego las señales ópticas continúan siendo transmitidas por la fibra óptica. Con los repetidores ópticos multi-etapa, puede conseguirse la transmisión a larga distancia. Esta tecnología presenta las siguientes desventajas: 1) Coste elevado del equipo. Dado que se emplean gran número de dispositivos ópticos, el coste del repetidor óptico es muy elevado. Además, los repetidores ópticos tienen que colocarse, normalmente, en un recinto para el equipo y el coste del recinto también resulta muy elevado. 2) Al igual que los repetidores eléctricos, los repetidores ópticos no son adecuados para situaciones específicas. 3) Los repetidores de luz también tienen que ser vigilados y exigen mantenimiento.

Todos los anteriores problemas están relacionados, en la técnica anterior, con distancias cortas de transmisión óptica sin repetidores. Por tanto, se tropieza ahora con un problema, que requiere una solución urgente, para extender la distancia de transmisión óptica sin repetidores.

Sumario del invento

En vista de los problemas anteriores, se proporciona un sistema de transmisión óptico para extender la distancia de transmisión óptica sin repetidores.

Para conseguir el objeto antes mencionado, el invento proporciona un sistema de transmisión óptica, que comprende:

un transmisor óptico, para transmitir la luz de la señal;

un amplificador óptico de potencia, para incrementar la potencia de dicha luz de la señal;

una unidad de bombeo remota, para suministrar luz de bombeo remota;

un amplificador bombeado a distancia, que comprende un medio de ganancia pasivo para amplificar dicha luz de la señal con la luz de bombeo remoto;

una unidad de bombeo Raman, para proporcionar luz de bombeo Raman para lograr la amplificación Raman de dicha luz de la señal;

un preamplificador óptico, para amplificar la luz de la señal que ha sido amplificada en potencia, amplificada mediante bombeo remoto y amplificada mediante bombeo Raman; y

un receptor óptico, para recibir la luz de la señal que ha sido amplificada por el preamplificador óptico;

conectado, a su vez, mediante una fibra óptica;

en el que la...

1. Un sistema de transmisión óptica, que comprende:

un transmisor óptico, para transmitir luz de una señal;

un amplificador óptico de potencia para incrementar la potencia de dicha luz de la señal;

una unidad de bombeo remoto, para suministrar luz de bombeo remoto;

un amplificador bombeado a distancia, que comprende un medio de ganancia pasivo, para amplificar dicha luz de la señal con la luz de bombeo remoto;

una unidad de bombeo Raman, para proporcionar luz de bombeo Raman con el fin de someter a amplificación Raman a dicha luz de la señal;

un preamplificador óptico, para amplificar la luz de la señal que ha sido amplificada en potencia, amplificada por bombeo remoto y amplificada por bombeo Raman; y

un receptor óptico para recibir la luz de la señal que ha sido amplificada por el preamplificador óptico;

conectado a su vez, mediante una fibra óptica;

en el que

la luz de bombeo remoto es una luz de bombeo en la banda de 1480 nm, la longitud de onda de la luz de bombeo Raman es diferente de la de la luz de bombeo remoto, y la longitud de onda de la luz de bombeo Raman está en el intervalo de 1400 nm a 1499 nm.

2. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están situadas en el mismo lado del amplificador bombeado a distancia, y están en el mismo nodo que el preamplificador óptico o el amplificador óptico de potencia, y la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas formando una unidad óptica de bombeo.

3. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están situadas en el mismo lado del amplificador bombeado a distancia, y están en el mismo nodo que el preamplificador óptico o el amplificador óptico de potencia, y la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas con el preamplificador óptico o el amplificador óptico de potencia formando una unidad óptica de amplificación.

4. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están situadas en el mismo lado del amplificador bombeado a distancia, y están en el mismo nodo que el preamplificador óptico o el amplificador óptico de potencia; y el sistema comprende, además, otra unidad de bombeo Raman, que está en el otro lado del amplificador de bombeo remoto, para proporcionar luz de bombeo Raman, y la luz de bombeo Raman somete a amplificación Raman a la luz de la señal en la fibra óptica en el otro lado del amplificador bombeado a distancia.

5. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 4, en el que:

la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas en una unidad de bombeo óptico; o

la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas con el amplificador óptico de potencia o el preamplificador óptico para formar una unidad óptica de amplificación.

6. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 1, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están situadas en el mismo lado del amplificador bombeado a distancia y están en el mismo nodo que el preamplificador óptico o el amplificador óptico de potencia; y el sistema comprende, además, otra unidad de bombeo remoto y otro amplificador bombeado a distancia;

la otra unidad de bombeo remoto y el otro amplificador bombeado a distancia están situados en el otro lado del amplificador bombeado a distancia;

la otra unidad de bombeo remoto está acoplada a la fibra óptica para proporcionar luz de bombeo remoto que llega al otro amplificador bombeado a distancia, y el otro amplificador bombeado a distancia utiliza la luz de bombeo remoto procedente de la otra unidad de bombeo remoto para amplificar la luz de la señal.

7. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 6, en el que:

la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas en una unidad óptica de bombeo; o

la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas con el amplificador óptico de potencia o el preamplificador óptico para formar una unidad óptica de amplificación.

8. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 6, cuyo sistema comprende, además, otra unidad de bombeo Raman que está en el mismo lado que la otra unidad de bombeo remoto.

9. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 8, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas formando una unidad óptica de bombeo, y/o la otra unidad de bombeo Raman y la otra unidad de bombeo remoto están integradas como una unidad óptica de bombeo.

10. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 8, en el que: la unidad de bombeo Raman y la unidad de bombeo remoto están integradas con el amplificador óptico de potencia o el preamplificador óptico para formar una unidad óptica de amplificación, y/o la otra unidad de bombeo Raman y la otra unidad de bombeo remoto están integradas con el amplificador óptico de potencia o el preamplificador óptico para formar una unidad óptica de amplificación.

11. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo sistema comprende, además:

al menos un repetidor óptico; y

un amplificador bombeado a distancia, una unidad de bombeo remoto y una unidad de bombeo Raman correspondiente a cada repetidor óptico.

12. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 4, cuyo sistema comprende, además:

al menos un repetidor óptico; y

una unidad de bombeo remoto, una unidad de bombeo Raman, un amplificador bombeado a distancia y otra unidad de bombeo Raman, correspondiente a cada repetidor óptico.

13. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 5, cuyo sistema comprende, además:

al menos un repetidor óptico; y

una unidad de bombeo remoto, una unidad de bombeo Raman, un amplificador bombeado a distancia y otra unidad de bombeo remoto, correspondiente a cada repetidor óptico.

14. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 6, cuyo sistema comprende, además:

al menos un repetidor óptico; y

una unidad de bombeo remoto, una unidad de bombeo Raman, un amplificador bombeado a distancia, otra unidad de bombeo remoto, otro amplificador bombeado a distancia y otra unidad de bombeo Raman, correspondiente a cada repetidor óptico.

15. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que el repetidor óptico es un amplificador óptico en línea.

16. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que en caso de que haya al menos dos transmisores ópticos y haya al menos dos receptores ópticos, el sistema comprende, además:

un multiplexador por división de longitud de onda que está conectado entre el amplificador óptico de potencia y el transmisor óptico;

un desmultiplexador por división de longitud de onda, que está conectado entre el preamplificador óptico y el receptor óptico.

17. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el amplificador bombeado a distancia es una unidad de medio de ganancia impurificado, y el medio de ganancia es una fibra óptica impurificada con erbio o un dispositivo guía-ondas impurificado con erbio.

18. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el amplificador óptico de potencia y el preamplificador óptico son amplificadores ópticos de fibra óptica impurificada con erbio o amplificadores ópticos con guía-ondas impurificados con erbio.

19. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el amplificador óptico en línea es un amplificador de fibra óptica impurificada con erbio o un amplificador óptico con guía-ondas impurificado con erbio.

20. El sistema de transmisión óptica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la longitud de onda de la luz de bombeo Raman es una cualquiera seleccionada de un grupo que consiste en 1425 nm, 1455 nm y 1490 nm.

21. Un método para amplificación óptica en un sistema de transmisión óptica, que comprende:

amplificar la potencia de la luz de la señal de un transmisor óptico mediante un amplificador óptico de potencia;

amplificar la luz de la señal amplificada en potencia bajo la interacción de un medio de ganancia pasivo y luz de bombeo remoto en un amplificador bombeado a distancia;

amplificar la luz de la señal amplificada en potencia con luz de bombeo Raman; y

preamplificar la luz de la señal, que ha sido amplificada en potencia, amplificada mediante bombeo remoto y amplificada mediante bombeo Raman, mediante un preamplificador óptico, y recibir la luz de la señal preamplificada con un receptor óptico;

en el que

la luz de bombeo remoto es una luz de bombeo en la banda de los 1480 nm, la longitud de onda de la luz de bombeo Raman es diferente de la de la luz de bombeo remoto, y la longitud de onda de la luz de bombeo Raman está en el intervalo de 1400 nm a 1499 nm.

22. El método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que la luz de bombeo remoto es proporcionada por una unidad de bombeo remoto.

23. El método de acuerdo con la reivindicación 21 o la reivindicación 22, en el que la luz de bombeo remoto es utilizada por el amplificador bombeado a distancia para amplificar la luz de la señal que ha sido amplificada en potencia.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que la luz de bombeo Raman es proporcionada por una unidad de bombeo Raman.

25. El método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el medio de ganancia es una fibra óptica impurificada con erbio o un dispositivo guía-ondas impurificado con erbio.

26. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, en el que la longitud de onda de la luz de bombeo Raman es una cualquiera seleccionada de un grupo que consiste en 1425 nm, 1455 nm y 1490 nm.