Sistema de transmisión de anillo óptico amplificado.

Un método de control de ganancia en un sistema de transmisión óptica en anillo que incluye al menos unamplificador (12) dopado con tierras raras alrededor del anillo (11),

donde el método incluye posicionar un pico deganancia a una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 - λn) de los canales transmitidos a lo largo del anillo yque corresponde con un pico de emisión de las ASE de dicho amplificador (12) en el anillo y que utiliza el pico deefecto láser producido de este modo como una señal de estabilización de ganancia.

Sistema de transmisión de anillo óptico amplificado.

La presente invención se refiere a un anillo de transmisión óptica en el que se necesita al menos un amplificador óptico para compensar las pérdidas en las fibras y en los componentes pasivos y en particular en un sistema de transmisión funcionando mediante la técnica de la Multiplexación por División de Longitud de Onda (WDM, Wavelength Division Multiplexing) .

Uno de los principales problemas que debe afrontarse cuando se diseñan anillos ópticos amplificados para ser utilizados en aplicaciones WDM es la recirculación de emisiones espontáneas amplificadas (ASEs, Amplified Spontaneous Emissions) producidas por cada amplificador, generalmente de tipo fibra óptica dopada con tierras raras, por ejemplo, especialmente un Amplificador de Fibra Dopada con Erbio (EDFA, Erbium-Doped Fiber Amplifier) .

Las estructuras de anillo WDM utilizan generalmente filtros para añadir o extraer canales específicos de la línea óptica. En muchos casos, para compensar las pérdidas en las fibras o en los filtros, se necesita utilizar un amplificador óptico o más de uno a lo largo del anillo. El ruido producido por estos amplificadores fuera de la banda asignada a los canales puede recircular en el anillo si no se controla. Si la ganancia global en el anillo de red es mayor que uno, es decir, si la ganancia total es mayor que las pérdidas totales como puede ocurrir si algún amplificador amplifica más que la atenuación de la sección precedente, el ruido de las ASE puede amplificarse como una señal y crecer de manera indiscriminada en el anillo debido a la recirculación, haciendo muy difícil controlar el estado del anillo y asegurar la supervivencia de los canales de tráfico.

Actualmente existen dos maneras para abordar el problema. La primera consiste en introducir una interrupción a lo largo del camino del ruido de las ASE en algún punto del anillo. De este modo, se soluciona el problema con la desventaja de tener que introducir componentes pasivos adicionales y/o con una pérdida de flexibilidad en el sistema. Se necesita tráfico centralizado o cualquier reconfiguración del tráfico requiere la visita del nodo que lleva a cabo la interrupción de las ASE.

La segunda manera de abordar el problema tiende a forzar que la ganancia del anillo de red se mantenga por debajo del umbral de acción láser de tal manera que la recirculación de las ASE no puede aumentar en potencia mientras se propaga a lo largo del anillo. Un problema asociado a esta aproximación es que los amplificadores EDFA o similares tienen una ganancia que depende de la potencia aplicada en la entrada, y en la rejilla de potencia la potencia aplicada a los amplificadores depende a su vez del número de canales activos en ese instante. Por esta razón, con el fin de mantener la ganancia total por debajo del umbral de acción láser bajo todas las circunstancias posibles, incluyendo la adición o la retirada de canales y nodos, se necesita un complejo algoritmo de control global del anillo con muchos puntos de monitorización, o de otro modo es necesario mantener la ganancia de los amplificadores individuales en un valor lo suficientemente bajo para asegurar que incluso bajo condiciones que conducen a la máxima ganancia de los amplificadores la ganancia total en la red será menor que la unidad. Pero esta solución implica una reducción considerable en el rendimiento global que puede conseguirse ya que cuando se está lejos de las condiciones de máxima ganancia la amplificación de los amplificadores individuales es mucho más baja que aquella que podría conseguirse.

Para proporcionar un control de ganancia de un amplificador óptico EDFA individual utilizado en la red de telecomunicaciones, se ha propuesto en la técnica anterior utilizar un oscilador local en el amplificador para generar una onda de compensación auxiliar que se suma a la señal útil. Un sistema tal se describe por ejemplo en el documento US 6.043.931. La onda auxiliar o la señal de control requieren un generador específico y son generadas en un amplificador específico del que depende el correcto funcionamiento del sistema. La ganancia de un amplificador puede estabilizarse de esta manera pero esto no resuelve los problemas mencionados anteriormente en una red de anillo porque la estabilización de la ganancia permanece como un hecho local en el amplificador individual y por lo tanto no satisface las necesidades globales de una red de anillo mencionadas anteriormente.

El documento US 6.175.436 describe un equipo y un método para controlar la ganancia de un amplificador de fibra dopada con erbio incorporado en un sistema de comunicación de múltiples longitudes de onda con el fin de amplificar cada una de las señales de longitud de onda. El amplificador funciona cerca del estado de saturación de tal manera que, si una o más de una señal de múltiples longitudes de onda es eliminada de la transmisión, los canales restantes son amplificados cada vez más, lo que produce problemas con otros componentes en el sistema que dependen de la intensidad. Consecuentemente, una señal óptica con una longitud de onda que no está incluida en ninguno de los canales de transmisión es realimentada de manera selectiva alrededor de amplificador y está obligada a lasear en una configuración de láser en anillo filtrada en longitud de onda.

El documento US 6.421.168 describe un sistema de comunicaciones ópticas con multiplexación por división de longitud de onda que incluye un anillo de fibra óptica configurado para portar al menos una señal de comunicaciones ópticas multiplexada por división de longitud de onda que tiene un número plural de canales ópticos con diferentes

longitudes de onda. Los amplificadores ópticos están interpuestos a lo largo del anillo de fibra óptica para amplificar de manera óptica la señal de comunicaciones ópticas multiplexada por división de longitud de onda. Cada amplificador óptico genera emisiones espontáneas amplificadas y también amplifica los canales ópticos de la señal WDM. En cada amplificador, se selecciona una emisión espontánea amplificada mediante un selector de realimentación óptica y se realimenta a la entrada del amplificador óptico a través de un camino de realimentación óptica; la longitud de onda generada viaja a lo largo del anillo y es depositada cerca de la entrada del siguiente amplificador adyacente, reduciendo las ASE en el anillo de fibra óptica. El documento US 6.421.168 explica que utilizando esta técnica pueden fabricarse redes metropolitanas WDM amplificadas en anillo cerrado sin necesidad de "romper el anillo" con el fin de evitar la formación de ASE.

Los anillos de transporte óptico presentan muchas ventajas debido a que, en cualquier punto de acceso o nodo, un canal que atraviesa el nodo no necesita ser regenerado como sí sería necesario en un sistema punto-a-punto cerrado en un anillo. Por consiguiente, los anillos ópticos constituyen la estructura de transporte más apropiada en áreas metropolitanas o regionales en las que se necesita una mezcla de servicios centralizados y de servicios de red. Para estas aplicaciones resulta esencial proporcionar la solución más económica y más simple para amplificar la señal sin introducir costes y desventajas excesivas. La presente invención proporciona una manera de conseguir esto.

El propósito general de la presente invención es superar las limitaciones mencionadas anteriormente haciendo disponible un método de control y un sistema de anillo óptico amplificado WDM materializado de acuerdo con el método que posee un alto rendimiento, fiabilidad, facilidad de realización y control y costes reducidos.

En vista de este propósito, se buscó proporcionar de acuerdo con la presente invención un método de control de ganancia en un sistema de transmisión óptica en anillo que incluye a lo largo del anillo amplificadores de fibra dopada con tierras raras y que incluye posicionar un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 -λn) de los canales transmitidos a lo largo del anillo y que corresponde a un pico de emisión de ASE de los amplificadores en el anillo y que emplea el pico de acción láser producido como una señal de estabilización de ganancia.

De acuerdo con la presente invención, se buscó también realizar un sistema de transmisión óptica en anillo que incluye amplificadores de fibra dopada con tierras raras a lo largo del anillo y caracterizado porque existe un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 -λn) de los canales a lo largo del anillo y dicha longitud de onda corresponde a un pico de emisión de ASE de los amplificadores en el anillo con el fin de producir un... [Seguir leyendo]

1. Un método de control de ganancia en un sistema de transmisión óptica en anillo que incluye al menos un amplificador (12) dopado con tierras raras alrededor del anillo (11) , donde el método incluye posicionar un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 -λn) de los canales transmitidos a lo largo del anillo y que corresponde con un pico de emisión de las ASE de dicho amplificador (12) en el anillo y que utiliza el pico de efecto láser producido de este modo como una señal de estabilización de ganancia.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el mencionado amplificador (12) de fibra dopada con tierras raras es un amplificador EDFA con un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) de aproximadamente

1.532 nm.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el pico de ganancia es aproximadamente 1 dB mayor que la ganancia en la banda (λ1 -λn) de los canales.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el pico de ganancia es aproximadamente 1 dB mayor que la ganancia en la banda (λ1 -λn) de los canales.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el pico de ganancia tiene un valor igual a la unidad.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la potencia del pico de ASE se mantiene alrededor de 3 dB por encima de la potencia total de los canales.

7. Un sistema (10) de transmisión óptica en anillo que incluye al menos un amplificador (12) dopado con tierras raras a lo largo del anillo (11) , configurado de tal manera que durante su utilización tiene un pico de ganancia con una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 -λn) de los canales transmitidos a lo largo del anillo y de tal manera que dicha longitud de onda corresponde a un pico de emisión de las ASE de dicho amplificador (12) en el anillo con el fin de generar un pico de acción láser que actúe como una señal de estabilización de ganancia.

8. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque se sitúa a lo largo del anillo (11) al menos un atenuador (16) óptico variable para permitir el cambio de la ganancia global del anillo.

9. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque se proporciona a la entrada de cada amplificador (12) un atenuador (15) óptico variable para permitir el cambio del punto de trabajo de amplificador.

10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque los amplificadores (12) dopados con tierras raras son amplificadores EDFA con un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) de aproximadamente 1.532 nm.

11. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el pico de ganancia es aproximadamente 1 dB mayor que la ganancia en la banda (λ1 -λn) de los canales.

12. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el pico de ganancia tiene un valor igual a la unidad.

13. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque durante su utilización el pico de potencia de ASE se mantiene alrededor de 3 dB por encima de la potencia total de los canales.

14. Un equipo para ser utilizado en un sistema (10) de transmisión óptica en anillo que incluye al menos un amplificador (12) dopado con tierras raras en el anillo (11) , donde el equipo incluye al menos un elemento (12; 15; 16) óptico para ser posicionado en el anillo, donde dicho elemento óptico está dispuesto de tal manera que, cuando se posiciona en el anillo (11) , el anillo (11) tiene un pico de ganancia a una longitud de onda (λASE) fuera de la banda (λ1 -λn) de los canales transmitidos a lo largo del anillo y de tal manera que dicha longitud de onda corresponde a un pico de emisión de las ASE de dicho amplificador (12) en el anillo con el fin de generar un pico de acción láser que actúe como una señal de estabilización de ganancia.

15. Un equipo tal como se reivindica en la reivindicación 14, en el que el mencionado elemento óptico es un filtro de aplanamiento de ganancia configurado para crear durante su uso el perfil de ganancia global necesario.

16. Un equipo tal como se reivindica en la reivindicación 14, en el que el mencionado elemento óptico es un atenuador (15) óptico variable preparado para ser posicionado antes de cada amplificador (12) óptico para controlar el punto de trabajo del amplificador y de este modo el perfil de ganancia espectral cuando ocurren variaciones en las pérdidas en la sección precedente.

17. Un equipo tal como se reivindica en la reivindicación 14, en el que este elemento óptico es un atenuador (16) óptico variable individual preparado para ser utilizado en el anillo (11) completo.

18. Un equipo tal como se reivindica en la reivindicación 14, en el que el mencionado elemento óptico es el mencionado amplificador (12) .