Aparato de compensación de dispersión adaptativa usado en la compensación de dispersión adaptativa en unsistema de comunicaciones ópticas,

comprendiendo el aparato:

una fibra óptica de entrada, que está adaptada a las señales ópticas de entrada;

un compensador óptico de dispersión sintonizable, que está adaptada para compensar de forma óptica ladispersión de las señales ópticas de la fibra óptica de entrada;

una fibra óptica de salida, que está adaptadada para sacar las señales ópticas cuya dispersión estácompensada de forma óptica;

una unidad lógica de control, que está adaptada para calcular un valor de ajuste del compensador dedispersión sintonizable, controlar dicho compensador óptico de dispersión sintonizable a través de laretroalimentación y ajustar la cantidad de compensación de dispersión de dicho compensador de dispersiónsintonizable;

caracterizado porque el aparato comprende además:

una unidad del sistema de señalización que está adaptada para detectar la información de la característica dedispersión en un canal de dicho sistema de comunicaciones ópticas de acuerdo con los informes defuncionamiento ofrecidos por las unidades de red en dicho sistema de comunicaciones ópticas; y

en el que la unidad lógica de control está adaptada para calcular el valor de ajuste del compensador óptico dedispersión sintonizable de acuerdo con la información de la característica de dispersión detectada por launidad del sistema de señalización.

Aparato y procedimiento de compensación auto-adaptativa de dispersión

Campo técnico

La presente revelación se refiere al campo de los sistemas de transmisión ópticos y, más especialmente, a un aparato para la compensación adaptativa de la dispersión y un a procedimiento para la misma.

Técnica anterior Con el rápido desarrollo de la tecnología de las comunicaciones ópticas, los sistemas de comunicaciones ópticas se desarrollan en la dirección de la alta velocidad, gran capacidad, larga distancia e inteligencia. Hoy en día, el sistema de comunicaciones ópticas de Multiplexación por División de la Longitud de Onda Densa (DWDM) con 160 canalesy, una velocidad del canal único de 10 Gb/s, así como el sistema de la Red Óptica Conmutada Automáticamente (ASON) basado en la conmutación de circuitos inteligente, también se ha aplicado comercialmente. En el futuro aparecerán sistemas de redes ópticas con una mayor capacidad y una velocidad más alta (40Gb/s o superior) y lossistemas de redes ópticas inteligentes con la función de Conexión de Cruce Óptico (OXC) o el Multiplexor Óptico Reconfigurable de Suma/Caída (ROADM) .

En un sistema de transmisión óptica de ultra alta velocidad, la dispersión y la dispersión del modo de polarización (PMD) deterioran la calidad de la señal óptica y reducen la distancia de transmisión. Para aumentar la distancia de transmisión del sistema de transmisión óptica, deberían tomarse medidas para compensar la dispersión y la PMD. En un sistema de comunicaciones ópticas convencional, los compensadores de dispersión fijos se aplican a menudo para compensar la dispersión en la línea de transmisión óptica, y la Figura 1 es el diagrama de bloques del medio de compensación de dispersión para el sistema de comunicaciones ópticas convencionales. Debido a la compensación de dispersión, la dispersión residual de las señales ópticas en el lado de recepción puede controlarse dentro del intervalo del cual puede tolerar el receptor. El compensador de dispersión se implementa de forma general por el módulo de fibra óptica de compensación de dispersión que puede estar situado en la estación terminal óptica así como en la estación de regeneración óptica. En la estación de terminación óptica, el módulo de compensación de dispersión generalmente se usa para realizar la compensación de dispersión para las señales ópticas multi-canal en el sistema DWDM antes de la multiplexación de longitudes de onda y después de la de-multiplexación de longitudes de onda. En la estación de regeneración óptica, se aplica principalmente la estructura del amplificador óptico de dos etapas y el módulo de fibra óptica de compensación de dispersión puede situarse entre los amplificadores de dos etapas para implementar la compensación de dispersión multicanal.

Para un sistema de transmisión óptica de larga distancia, factores tales como la temperatura y la presión pueden causar una pequeña variación del coeficiente de dispersión de la línea de fibra óptica, de modo que el cambio en tiempo real de la dispersión de la señal óptica en la línea se acumulará continuamente junto con el aumento de la distancia de transmisión total, que probablemente cause que la dispersión residual de la señal en el lado de recepción exceda el intervalo tolerable y deteriore la característica de errores de bit del sistema.

Con el aumento de la velocidad de transmisión de canal único, la tolerancia de la dispersión de la fuente óptica disminuirá. La tolerancia de dispersión es aproximadamente 1000 ps/nm para la señal óptica de 10Gb/s sin pre-chirp (pre-barrido de frecuencias) , y aproximadamente de 40 ps/nm para la señal óptica de 40 Gb/s sin pre-chirp, que es solo equivalente a 2 Km de distancia de transmisión en una ventana de 1550 nm de la fibra óptica G652. Por lo tanto, podemos decir que para el sistema de 40 Gb/s, como la tolerancia de dispersión de la fuente óptica es relativamente pequeña, cualesquiera pequeños cambios de la dispersión de la línea de fibra óptica pueden causar que la dispersión residual de la señal en el lado de recepción exceda el intervalo tolerable y deteriore la característica de errores de bit del sistema. La influencia del cambio de la dispersión de la fibra es especialmente evidente para el funcionamiento del sistema de 40 Gb/s.

Por otra parte, con el desarrollo de la red óptica inteligente, pueden introducirse los nodos ROADM e incluso OXM dentro de la red óptica. En estos nodos de la red óptica, la multiplexación dinámica de suma/caída y la conexión de cruce dinámica de la señal óptica puede causar los cambios de dispersión de la línea óptica a través de la cual se transmite la señal óptica, causando de este modo que la dispersión residual de la señal en el lado de recepción exceda el intervalo tolerable y deteriore la característica de errores de bit del sistema.

En una palabra, los factores anteriores indican que con el desarrollo de las redes ópticas en la dirección de la alta velocidad, larga distancia e inteligencia, la dispersión residual de la señal en el lado de recepción cambiará continuamente debido a la variación de la dispersión de la línea y los nodos de red ópticos después de que se transmite la señal óptica a través de la línea. Es necesario realizar la compensación de dispersión adaptativa para estas señales cuya dispersión residual cambia continuamente, cómo conseguir la compensación de la dispersión adaptativa es un problema clave en el campo técnico.

La compensación de dispersión adaptativa del sistema de transmisión óptica puede implementarse de forma óptica o eléctricamente por el compensador de dispersión sintonizable.

Hay muchos procedimientos para conseguir la compensación de la dispersión. Como se muestra en la Figura 2 que es un diagrama de bloques esquemático del receptor con capacidad de compensación eléctrica de la dispersión, después de que la señal óptica se convierte en fotoeléctrica y se amplifica de forma lineal, se envía al circuito de igualación. Usando alguna estrategia de control y el funcionamiento del igualador de control de realimentación, la comprobación de la calidad de la señal eléctrica después de igualada, puede realizarse la compensación de dispersión adaptativa. La característica de este procedimiento es que el procedimiento de implementación es simple y la respuesta es rápida, aunque el intervalo de compensación de dispersión es estrecho y puede implementarse la compensación de dispersión de canal único. El circuito de igualación aplicado para la compensación eléctrica de dispersión puede ser un Igualador de Alimentación directa (FFE) , un Igualador deRetroalimentación de Decisión (DFE) , una Búsqueda de Árbol de Retardo Fijo (FDTS) o la Estimación de Secuencia de Probabilidad Máxima (MLSE) o sus combinaciones. Para la tecnología de compensación eléctrica de dispersión, el valor de la dispersión a compensar es generalmente pequeño. Por ejemplo, para la señal de 10Gb/s, la compensación eléctrica de distorsión es igual a aumentar de 20 a 40 cm la distancia de transmisión en la fibra óptica G.652.

La Figura 3 es un diagrama de bloques esquemático de aplicación de un compensador óptico de dispersión sintonizable para implementar la compensación de dispersión adaptativa, la función de compensación de dispersión adaptativa puede implementarse detectando la dispersión residual del sistema, o la característica de errores de bit del sistema para controlar la cantidad de compensación de dispersión del compensador de dispersión sintonizable a través de retroalimentación. Hay muchos procedimientos para la implementación de la compensación óptica de dispersión sintonizable, incluyendo procedimientos para la aplicación de la tecnología de rejilla Bragg de fibra con barrido de frecuencia (CFBG) , la tecnología de interferencia basada en el etalón G-T (Gires – Tournois) , la tecnología basada en los sistemas micro electro mecánicos (MEMS) , la cavidad resonante en anillo (Circuito Planificador de Onda de Luz) y el módulo de compensación de dispersión multi-etapa (DCM) en cascada.

Para el procedimiento de compensación de dispersión adaptativa mostrado en la Figura 3, el funcionamiento detectado por el compensador de dispersión adaptativa puede ser también de dispersión residual, como se describe en la patente WO 1611889; o la forma de la señal óptica, como se describe en las patentes US651779, US6266170. La deficiencia de implementación de la compensación adaptativa de dispersión detectando la dispersión... [Seguir leyendo]

1. Aparato de compensación de dispersión adaptativa usado en la compensación de dispersión adaptativa en un sistema de comunicaciones ópticas, comprendiendo el aparato:

una fibra óptica de entrada, que está adaptada a las señales ópticas de entrada; un compensador óptico de dispersión sintonizable, que está adaptada para compensar de forma óptica la dispersión de las señales ópticas de la fibra óptica de entrada; una fibra óptica de salida, que está adaptadada para sacar las señales ópticas cuya dispersión está compensada de forma óptica; una unidad lógica de control, que está adaptada para calcular un valor de ajuste del compensador de dispersión sintonizable, controlar dicho compensador óptico de dispersión sintonizable a través de la retroalimentación y ajustar la cantidad de compensación de dispersión de dicho compensador de dispersión sintonizable;

caracterizado porque el aparato comprende además:

una unidad del sistema de señalización que está adaptada para detectar la información de la característica de dispersión en un canal de dicho sistema de comunicaciones ópticas de acuerdo con los informes de funcionamiento ofrecidos por las unidades de red en dicho sistema de comunicaciones ópticas; y en el que la unidad lógica de control está adaptada para calcular el valor de ajuste del compensador óptico de dispersión sintonizable de acuerdo con la información de la característica de dispersión detectada por la unidad del sistema de señalización.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha unidad del sistema de señalización es un sistema distribuido, que incluye varias sub-unidades del sistema de señalización distribuidas en cada uno de los nodos de dicho sistema de comunicaciones ópticas y el intercambio de información entre las sub-unidades del sistema de señalización en cada uno de los nodos se realiza a través de un canal físico

3. El aparato de la reivindicación 1, en el que la información de la característica de dispersión detectada por dicha unidad del sistema de señalización en el canal incluye la siguiente información o cualquier combinación de las mismas:

tolerancia de dispersión de un transmisor; dispersiones residuales mínima y máxima permitidas por un receptor; dispersión aumentada o disminuida de un nodo de amplificación óptica ordinario; dispersión de la línea de fibra óptica; dispersión equivalente de los efectos no lineales de la línea de fibra óptica; valor de la dispersión aumentada o disminuida de cada uno de los canales relacionados con las condicionesde Suma/Caída Óptica, OAD, del nodo óptico de transporte del Multiplexor Óptico de Suma/Caída Reconfigurable, ROADM; valor de la dispersión aumentada o disminuida de cada uno de los canales relacionados con las condiciones de la Conexión de Cruce Óptico, OXC, del nodo óptico de transporte de la Conexión Óptica Cruzada, OXC.

4. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha unidad del sistema de señalización intercambia además la información de la característica de dispersión detectada con dicha unidad lógica de control.

5. El aparato de la reivindicación 4, en el que dicha unidad del sistema de señalización intercambia la información de la característica de dispersión del canal óptico con la unidad lógica de control del nodo en el cual se localiza el compensador de dispersión sintonizable a través de la interacción de señalización entre los nodos cuando la cambia la condición de la topología de una línea de dicho sistema de comunicaciones ópticas cambia o el índice de dispersión de cierto componente en la línea o el nodo de la red óptica.

6. El aparato de la reivindicación 4, en el que dicha unidad del sistema de señalización transmite oportunamente la información de la característica de dispersión del canal óptico a la unidad lógica de control del nodo en el cual se localiza el compensador de dispersión sintonizable a través de la interacción de señalización entre los nodos.

7. El aparato de la reivindicación 4, en el que dicha unidad del sistema de señalización envía la información de la característica de dispersión del canal óptico a la unidad lógica de control del nodo en el cual se localiza el compensador óptico de dispersión sintonizable a través del intercambio de información entre los nodos cuando el nodo en el cual se localiza el compensador óptico de dispersión sintonizable está inicializando.

8. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicho compensador óptico de dispersión sintonizable es un compensador de dispersión sintonizable que aplica la retícula Bragg de fibra con barrido de frecuencia, la tecnología de interferencia con etalón de Gires-Tournois, la tecnología del sistema micro electromecánico o la tecnología de cavidad resonante de anillo del Circuito Planificador de la Onda de Luz, PLC, o un compensador de dispersión fija multi-etapa en cascada y que usa un conmutador óptico para implementar diferente cantidad de compensación de dispersión.

9. Un procedimiento para la compensación de dispersión adaptativa a usar para la compensación de dispersión adaptativa en un sistema de comunicaciones ópticas, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas de:

usar un compensador óptico de dispersión sintonizable para compensar de forma óptica la dispersión de las señales ópticas de entrada y sacar las señales ópticas compensadas (601) ; calcular un valor de ajuste de la compensación óptica de dispersión sintonizable; controlar el compensador óptico de dispersión sintonizable a través de la retroalimentación de acuerdo con el valor de ajuste y que ajusta la cantidad de compensación de dispersión de dicho compensador óptico de dispersión sintonizable (604) ; caracterizado porque el procedimiento comprende además la etapa de: detectar la información de la característica de dispersión en el canal de dicho sistema de comunicaciones ópticas (602) en base a los informes de funcionamiento ofrecido por las unidades de red en el sistema de comunicaciones ópticas; y en el que la etapa de calcular comprende el cálculo del valor de ajuste de la compensación óptica de dispersión sintonizable de acuerdo con la información de la característica de dispersión detectada (603) .

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicha etapa de detección de la característica de dispersión es para detectar por un sistema distribuido, distribuido en cada uno de los nodos en dicho sistema de comunicaciones ópticas, y el intercambio de información entre los nodos se realiza por un canal físico.

11. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicha información de la característica de dispersión detectada incluye la siguiente información o cualquier combinación de las mismas:

tolerancia de dispersión del transmisor; las dispersiones residuales mínima y máxima permitidas por el receptor; la dispersión aumentada o disminuida de un nodo de amplificación óptica normal; la dispersión de la línea de fibra óptica; la dispersión equivalente de los efectos no lineales de la línea de fibra óptica; el valor de la dispersión aumentada o disminuida de cada uno de los canales relacionado con las condiciones de Suma/Caída Óptica, OAD, del nodo de transporte óptico del Multiplexor Óptico de Suma/Caída Reconfigurable, ROADM; el valor de la dispersión aumentada o disminuida de cada uno de los canales relacionados con las condiciones de la Conexión Óptica de Cruce, OXC, del nodo de transporte óptico de la Conexión Óptica de Cruce, OXC.

12. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que:

dicha etapa de cálculo del valor de ajuste de la compensación óptica de dispersión sintonizable incluye: obtener dicha información de la característica de dispersión a través de la transmisión de señalización entre los nodos cuando se detecta un cambio de la característica de dispersión del canal mientras que la topología de la línea relevante no cambia, y calcular el valor de ajuste de la dispersión del compensador de dispersión sintonizable; dicha etapa de control del compensador óptico de dispersión sintonizable a través de retroalimentación incluye: el establecimiento de dicho compensador óptico de dispersión sintonizable a un valor correspondiente de acuerdo con dicho valor de ajuste de la dispersión.

13. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que:

dicha etapa de cálculo del valor de ajuste de la compensación óptica de dispersión sintonizable incluye: originar una señalización para buscar una nueva ruta y obtener dicha información de la característica de dispersión a través de la transmisión de señalización entre los nodos cuando se detectan cambios de la característica de dispersión en el canal y la topología de la línea relevante; después de que se encuentra una nueva ruta adecuada, calcular el valor de ajuste del compensador de dispersión sintonizable en base a la información de dispersión obtenida; dicha etapa de control del compensador óptico de dispersión sintonizable a través de la retroalimentación incluye: el establecimiento de dicho compensador óptico de dispersión a un valor correspondiente de acuerdo con dicho valor de ajuste de la dispersión mientras que el sistema conmuta a la nueva ruta.

14. El aparato de la reivindicación 9, en el que dicho compensador óptico de dispersión sintonizable es un compensador de dispersión sintonizable que aplica una rejilla Bragg de fibra con barrido de frecuencias, o una tecnología de interferencia con etalón de Gires-Tournois o una tecnología del sistema micro electromecánico, o una tecnología de cavidad resonante de anillo del Circuito Planificador de Onda de Luz, PLC, o un dispositivo que aplica un compensador fijo de dispersión multi-etapa en cascada y que usa un conmutador óptico para implementar diferentes cantidades de la compensación de dispersión.