Asignación de potencia mejorada en la transmisión por fibra óptica.

Método para transmitir una señal óptica compuesta (12b) a través de una disposición de fibra óptica (40;

400),que comprende las etapas de:

- crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) que comprende: una o varias bandas laterales (Sb1, Sbn),centradas sustancialmente, cada una de ellas, en torno a una subportadora (f1, fn), y una señal portadora atenuada( tb f ) de la señal óptica compuesta (12b) caracterizada porque se atenúa de tal manera que la señal ópticacompuesta (12b) no es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica, en donde la señal ópticacompuesta (12b) es un resultado de un proceso heterodino, y

- recibir la señal óptica compuesta transmitida (12b) y amplificar la potencia de la señal portadora atenuada ( tb f )con el fin de crear una señal óptica compuesta amplificada (12a'; 12b') que es detectable linealmente por medio deuna detección directa óptica.

Asignación de potencia mejorada en la transmisión por fibra óptica.

Campo técnico

La invención se refiere a la comunicación óptica en fibras ópticas y, particularmente, a un sistema y un método para comunicación óptica por medio de una asignación de potencia mejorada en una fibra óptica.

Antecedentes En la actualidad, la comunicación de alta capacidad por medio de fibra óptica en redes ópticas es un fenómeno común. De hecho, las redes ópticas se han generalizado todavía más en los últimos años en la medida en la que son adecuadas para varios servicios multimedia, por ejemplo, a los que se accede a través del uso extensivo de una transmisión de señales de difusión general por medio de Internet o similares.

Las redes ópticas se usan, por ejemplo, en relación con la tecnología denominada FTTx (Fibra Hasta x) o similares, para garantizar una velocidad de transmisión de Gigabits por segundo (Gbps) usando fibras ópticas. El acrónimo FTTx es uno de los diversos términos genéricos para varias arquitecturas de red que usan fibra óptica con el fin de sustituir la totalidad o parte del bucle local de cobre usado habitualmente para telecomunicaciones de última milla. Naturalmente, existen muchas otras aplicaciones para varias transmisiones de fibra óptica de alta capacidad y la invención en la presente no se limita a aplicaciones de FTTx.

Con el fin de utilizar el ancho de banda de fibras ópticas de manera más eficaz, se han desarrollado, por ejemplo, nuevas tecnologías de transmisión, tales como sistemas basados en el Multiplexado por Subportadora (SCM) óptica y similares.

El multiplexado por subportadora óptica (SCM) es un esquema en el que múltiples señales se pueden multiplexar y transmitir ópticamente mediante una única longitud de onda óptica modulada, es decir, mediante una única frecuencia portadora óptica. El multiplexado requerido y otro procesado de la señal se pueden realizar en el dominio de la radiofrecuencia (dominio de RF) o en el dominio óptico. No obstante, el dominio de RF se usa de forma ventajosa para el multiplexado y para la mayor parte del procesado de la señal, puesto que los dispositivos de microonda son menos costosos y se han experimentado más que los dispositivos ópticos. Por ejemplo, la estabilidad de los osciladores de microondas y la selectividad de frecuencia de los filtros de microondas son mucho mejores que sus homólogos ópticos. Las condiciones correspondientes son también válidas en el extremo receptor.

El documento de RONGQING HUI ET AL: “Subcarrier Multiplexing for High-Speed Optical Transmission”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, IEEE SERVICE CENTER, NUEVA YORK, NY, US, vol. 20, n.º 3, 1 de marzo de 2002 () , XP011030141, ISSN: 0733-8724, da a conocer un esquema de Multiplexado por Sub-Portadora (SCM) óptica, en el que múltiples señales se multiplexan en el dominio de la Radiofrecuencia (RF) y se transmiten como una señal óptica compuesta usando una única longitud de onda portadora óptica. Se usa un esquema de modulación por banda lateral única óptica (OSSB) , y la señal óptica compuesta producida es recibida por un receptor. En el receptor, la señal óptica compuesta es amplificada previamente por un Amplificador de Fibra Dopada con Erbio (EDFA) , de ganancia-ancho de banda amplios, y es detectada por un fotodetector de banda ancha. La portadora de la señal óptica compuesta se atenúa y la portadora óptica de la señal óptica compuesta no se debe suprimir de tal manera que la energía en la portadora óptica resulte menor que la energía en la (s) señal (es) transportada (s) por la portadora, puesto que esto provocaría un recorte de la señal. En el receptor se usa un Amplificador de Fibra Dopada con Erbio (EDFA) de ganancia-ancho de banda amplios, para amplificar la señal óptica compuesta recibida amplificando la señal óptica compuesta completa.

El documento de GIAMMARCO ROSSI ET AL: “Optical SCM Data Extraction Using a Fiber-Loop Mirror For WDM Network Systems”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 12, n.º 7, 1 de julio de 2000 () , XP011047199, ISSN: 1041-1135, da a conocer que una señal combinada de Banda Base/SCM (Multiplexado por Sub-Portadora) se recibe en un receptor en el que el canal deBanda Base Óptica pasa a través de un filtro para un procesado, encaminamiento, transmisión o reinserción posteriores de datos de OSCM nuevos. En este caso, la señal de Banda Base de la señal combinada de Banda Base, SCM se extrae usando un filtro que suprime las subportadoras. De modo similar, en el receptor, el puerto de extracción de OSCM produce una señal SCM de portadora suprimida que se demodula usando un fotodetector de detección directa. La supresión de la portadora se produce por medio de un filtrado en el receptor, es decir, no en el extremo transmisor. El canal de Banda Base de la señal combinada de Banda Base/SCM se extrae en el “Trough Port” en el receptor de D5. De hecho, el canal de Banda Base extraído se puede transmitir adicionalmente. No obstante, si el canal de Banda Base extraído se transmite, entonces el mismo no comprende ninguna subportadora. Por contraposición, las subportadoras son gestionadas por el “puerto de extracción de OSCM” que produce una señal de “DSB SC de portadora suprimida”, que se demodula y convierte en una señal eléctrica usando un fotodetector de detección directa. De aquí se deduce que la señal portadora suprimida no es transmitida de forma adicional por el receptor, por lo menos no como una señal óptica.

La Fig. 1a es una ilustración esquemática de un sistema de SCM 10, ejemplificativo y conocido, que comprende una disposición de transmisor óptico 20 y una disposición de receptor óptico 30 conectadas mediante una fibra óptica 40.

La disposición de transmisor óptico 20 comprende una pluralidad de codificadores E1 a En, que reciben respectivamente, cada uno de ellos, un flujo continuo de datos D1 a Dn. Preferentemente, los flujos continuos de datos de entrada D1, Dn son flujos continuos de datos binarios. Cada flujo continuo de datos D1, Dn es convertido adecuadamente por los codificadores E1, En antes de ser procesado adicionalmente.

Cada codificador E1, En proporciona o recibe otra señal F1, Fn que tiene preferentemente una frecuencia respectivamente de F1, Fn. Cada señal F1, Fn es modulada por el flujo continuo de datos recibidos D1, Dn, respectivamente, para producir señales moduladas Fe1 a Fen. Los codificadores E1, En pueden, por ejemplo, modular las señales F1, Fn por medio de una Modulación por Desplazamiento de Fase en Cuadratura (QPSK) o Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM) o algún otro esquema de modulación de orden superior.

A continuación, las señales codificadas Fe1 a Fen se combinan en un combinador de n - 1 Co1 ó similar. El combinador Co1 tiene n puertos de entrada y un puerto de salida. El combinador Co1 está dispuesto para recibir operativamente las señales codificadas Fe1 a Fen en los puertos de entrada, y producir una señal combinada Fc en el puerto de salida.

La señal combinada Fc se alimenta hacia un transmisor óptico OT1, en el cual la señal combinada Fc modula una señal óptica de una sola frecuencia fmod que tiene sustancialmente una única frecuencia. Típicamente, la señal de una sola frecuencia fmod es una señal de láser óptica.

La codificación, la combinación y la modulación óptica antes mencionadas dan como resultado una señal de SCM óptica 12a. La señal de SCM óptica 12a se transmite desde el transmisor óptico OT1 hacia una fibra óptica 40.

Tal como puede observarse en la Fig. 1a, la señal óptica compuesta 12a comprende una señal portadora óptica transmitida f que se corresponde con la señal óptica de una sola frecuencia, modulada, f y una pluralidad de ta mod bandas laterales portadoras de información Sb1 a Sbn que comprenden, cada una de ellas, una representación de los flujos continuos de datos codificados D1, Dn respectivamente. La expresión “señal f ta “ usada en la presente debe interpretarse como una señal óptica con sustancialmente una frecuencia fta a no ser que se indique lo contrario. Puede observarse también en la Fig. 1a que la señal óptica compuesta 12a tiene solamente un conjunto de los dos posibles conjuntos de bandas laterales. En otras palabras, la señal óptica compuesta 12a es preferentemente una única señal de banda base. Debe enfatizarse que la invención es igualmente aplicable con independencia de si se usa el conjunto inferior o el conjunto superior de los dos posibles conjuntos de bandas laterales. Cada banda lateral Sb1, Sbn de la Fig. 1a está centrada sustancialmente en torno a una frecuencia... [Seguir leyendo]

1. Método para transmitir una señal óptica compuesta (12b) a través de una disposición de fibra óptica (40; 400) , que comprende las etapas de:

-crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) que comprende: una o varias bandas laterales (Sb1, Sbn) , centradas sustancialmente, cada una de ellas, en torno a una subportadora (f1, fn) , y una señal portadora atenuada ( f tb ) de la señal óptica compuesta (12b) caracterizada porque se atenúa de tal manera que la señal óptica

compuesta (12b) no es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica, en donde la señal óptica compuesta (12b) es un resultado de un proceso heterodino, y

-recibir la señal óptica compuesta transmitida (12b) y amplificar la potencia de la señal portadora atenuada ( f tb )

con el fin de crear una señal óptica compuesta amplificada (12a’; 12b’) que es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica.

2. Método según la reivindicación 1 en donde: la potencia de la señal portadora atenuada ( f tb ) se amplifica mientras que las bandas laterales (Sb1, Sbn) de la

señal óptica compuesta (12b) se ven sustancialmente no afectadas.

3. Método según una cualquiera de la reivindicación 1 ó 2 en donde: la potencia de la señal portadora atenuada ( f tb ) se amplifica mediante una disposición de amplificación de banda

estrecha 32a que tiene su amplificación centrada en la frecuencia central de la señal portadora ( f tb ) .

4. Método según la reivindicación 1

que comprende las etapas de:

crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) tal que la potencia óptica de la señal óptica compuesta transmitida (12b) es sustancialmente igual a la potencia óptica máxima que se permite transmitir en la fibra óptica (40; 400) .

5. Método según una cualquiera de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4

que comprende las etapas de:

crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) , en donde la fracción de la potencia óptica asignada a las bandas laterales (Sb1, Sbn) en la señal óptica compuesta transmitida está por encima del 30 % de la potencia óptica máxima que se permite transmitir en la disposición de fibra óptica (40; 400) .

6. Método según la reivindicación 1 que comprende las etapas de: atenuar la potencia de la primera señal portadora ( f ta ) por medio de un filtro de rechazo de banda óptico o

ajustando la polarización de un transmisor de Mach-Zehnder óptico.

7. Método según una cualquiera de la reivindicación 1 a 6 que comprende las etapas de: crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) en forma de una Señal Multiplexada por Subportadora mediante

la mezcla de por lo menos una señal modulada (Fe1, Fen) con una señal de una sola frecuencia ( f mod ) .

8. Método según la reivindicación 7 que comprende las etapas de: crear dicha señal modulada (Fe1, Fen) modulando otra señal de una sola frecuencia (F1, Fn) por medio de una

Modulación por Desplazamiento de Fase en Cuadratura, QPSK o una modulación de orden superior.

9. Sistema de comunicaciones ópticas (100a; 100b) que comprende

-un sistema de transmisor óptico (200a) ,

-un sistema de receptor óptico (300a; 300b) , y

-una disposición de fibra óptica (40; 400) que conecta el sistema de transmisor (200a) y el sistema de receptor (300a; 300b) ,

en donde:

-el sistema de transmisor (200a) está configurado para crear y transmitir una señal óptica compuesta (12b) que comprende: una o varias bandas laterales (Sb1, Sbn) , centradas sustancialmente, cada una de ellas, en torno a una subportadora (f1, fn) , y una señal portadora atenuada ( f tb ) de la señal óptica compuesta (12b) atenuada de tal

manera que la señal óptica compuesta (12b) está caracterizada porque no es detectable linealmente por medio de una detección directa, en donde la señal óptica compuesta (12b) es un resultado de un proceso heterodino, y

-el sistema de receptor (300a; 300b) comprende una disposición de amplificación óptica (32a; 32b) configurada

para recibir la señal óptica compuesta transmitida (12b) y amplificar la potencia de la señal portadora atenuada ( f tb ) con el fin de crear una señal óptica compuesta amplificada (12a’; 12b’) que es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica.

10. Transmisor óptico (200a) configurado para crear y transmitir una señal óptica compuesta (12a) que comprende una señal portadora ( f ta ) y una o varias bandas laterales (Sb1, Sbn) , centradas sustancialmente, cada una de ellas, en torno a una subportadora (f1, fn) , donde la señal óptica compuesta (12b) es un resultado de un proceso heterodino, y

caracterizado porque el transmisor (200a) comprende una disposición de atenuación (20b) configurada para atenuar la señal portadora ( f ta ) con el fin de crear una señal óptica compuesta atenuada (12b) que no es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica.

11. Receptor óptico (300a; 300b) que comprende una disposición de receptor óptico (30) configurada para recibir, por medio de una disposición de fibra óptica (40; 400) , una señal óptica compuesta (12b) que comprende: una o varias bandas laterales (Sb1, Sbn) centradas sustancialmente, cada una de ellas, en torno a una subportadora (f1, fn) , una señal portadora atenuada ( f tb ) y donde la señal óptica compuesta (12b) es un resultado de un proceso heterodino, caracterizado porque la señal portadora atenuada ( f tb ) se atenúa de tal manera que la señal óptica compuesta (12b) no es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica y

en donde:

el receptor (300a; 300b) comprende una disposición de amplificación óptica (32a; 32b) configurada para recibir la señal óptica compuesta (12b) y para amplificar la potencia de la señal portadora ( f tb ) con el fin de crear una señal óptica compuesta amplificada (12a’; 12b’) que es detectable linealmente por medio de una detección directa óptica.

12. Receptor óptico (300a; 300b) según la reivindicación 11, en donde: la disposición de amplificación óptica (32a; 32b) es un Amplificador Óptico de Semiconductores (32a) o un

amplificador de Brillouin (32b) .

13. Receptor óptico (300a; 300b) según la reivindicación 12, en donde: el amplificador de Brillouin (32b) comprende una fuente de bombeo óptico (322) y una disposición direccional óptica

(326) , configurada para transmitir operativamente una señal de bombeo óptico ( fp ) hacia dicha disposición de fibra óptica (40; 400) en una primera dirección tal que la señal de bombeo ( fp ) provoca operativamente una amplificación de Brillouin de dicha señal portadora ( f tb ) de la señal óptica compuesta (12b) recibida desde dicha disposición de fibra óptica (40; 400) en una segunda dirección opuesta.

14. Receptor óptico (300a; 300b) según una cualquiera de la reivindicación 12-13, en donde:

el amplificador de Brillouin (32b) escalona la señal de bombeo ( fp ) para ensanchar el ancho de banda efectivo de la amplificación de Brillouin.

15. Receptor óptico (300a; 300b) según una cualquiera de la reivindicación 12 a 14, en donde: el amplificador de Brillouin (32b) comprende una disposición de filtro (34) configurada para atenuar operativamente

una señal de retrodispersión ( f bs ) provocada por la señal de bombeo ( fp ) además de la amplificación de Brillouin de la señal portadora ( f tb ) .