Module de compensation de dispersion pour système DWDM longue distance

Module de compensation de dispersion pour système DWDM longue distance

Ces dernières années, la technologie DWDM (multiplexage par répartition en longueur d'onde dense) a considérablement progressé en termes de capacité de transmission, définie par la méthode de modulation du signal optique et la largeur de bande de transmission. La largeur de bande de transmission étant fixe, les valeurs de dispersion admissibles sont inversement proportionnelles au carré de la vitesse de transmission. Par conséquent, plus la vitesse de transmission est rapide, plus la compensation de la dispersion chromatique accumulée sur la largeur de bande de transmission est importante. Ce document présente deux types de dispersion et illustre les solutions de module de compensation de dispersion pour les systèmes DWDM longue distance.

Dispersion dans le système de transmission optique DWDM

Avant d’aborder le module de compensation de dispersion, nous illustrerions d’abord les types de dispersion dans les systèmes de transmission optique. La dispersion est appelée élargissement des impulsions lumineuses et est une conséquence des propriétés physiques du support de transmission. Lorsque des signaux optiques sont transmis sur des liaisons optiques, différentes composantes de longueur d'onde des signaux optiques connaîtront généralement des temps de propagation différents en raison du fait qu'une fibre optique a différents indices de réfraction effectifs pour différentes longueurs d'onde, ce qui entraîne une distorsion et un élargissement des impulsions. Ce phénomène est appelé dispersion. La dispersion réduit la largeur de bande effective et augmente le taux d'erreur en raison d'une augmentation des interférences intersymboles, devenue un facteur critique limitant la qualité de la transmission du signal sur des liaisons optiques. Il existe principalement deux types de dispersion dans la transmission par fibre optique, la dispersion de mode de polarisation (PMD) et la dispersion chromatique (CD).

Base de dispersion chromatique

La dispersion de mode de polarisation (PMD) est une forme de dispersion dans laquelle les impulsions optiques sont diffusées car des signaux optiques dans différents états de phase sont transmis à des vitesses différentes en raison de la biréfringence aléatoire des fibres optiques. Alors que la dispersion chromatique (CD) est une forme de dispersion dans laquelle les impulsions optiques sont étalées du fait que différentes longueurs d’onde sont transmises à des vitesses différentes dans les fibres optiques et que les durées des différentes longueurs d’onde pour parcourir la même distance sont différentes. La dispersion chromatique est la dégradation la plus importante à prendre en compte dans les systèmes de transmission par fibre. Deux problèmes physiques expliquent la dispersion chromatique dans les fibres optiques: la dispersion du matériau et la dispersion du guide d’ondes.

Dispersion de la matière - La dispersion de la matière est due au fait que le noyau et la gaine des fibres sont constitués de matières dispersives, ce qui signifie que l'indice de réfraction dépend de la fréquence. La dispersion des matériaux est le composant principal de la dispersion chromatique pour la plupart des fibres.

Dispersion de guides d'ondes - La dispersion des guides d'ondes est due à la structure physique du guide d'ondes et dépend de la longueur d'onde. Plus la longueur d'onde est grande, plus le mode fondamental se propage du noyau à la gaine. La dispersion de guides d'ondes est importante dans les guides d'ondes avec de petites zones de mode effectif telles que les fibres optiques monomodes.

DCM - Solutions pour la compensation de la dispersion chromatique

Il existe actuellement diverses méthodes permettant la compensation de dispersion dans les fibres optiques, telles que le module de compensation de dispersion (DCM), la fibre de compensation de dispersion (DCF), le fonctionnement typique du réseau de Bragg et le réseau de Bragg à fibres chirpées, etc. Systèmes de transmission longue distance 10G ou 40G bit / s, le module de compensation de dispersion est l’un des éléments les plus importants à prendre en compte pour la compensation de dispersion chromatique. Le module de compensation de dispersion compense la dispersion cumulée dans une fibre monomode et un coefficient de dispersion est utilisé pour caractériser la valeur de dispersion. La valeur de la fibre monomode régulière est d’environ 16 ~ 17 ps / (nm * km) à 1550 nm. Pour gérer cela correctement, le DCM est construit en utilisant un type spécial de fibre à compensation de dispersion à l'intérieur du module, dont le coefficient de dispersion est négatif, compris entre -30 et -300 ps / (nm * km).

Étude de cas d'utilisation du module de compensation de dispersion

Par exemple, la dispersion cumulée pour une longueur de fibre de 10 km sera de + 160 à 170 ps / nm. Ainsi, afin de compenser cette quantité de dispersion, un module DCM sera ajouté à la liaison avec une longueur de fibre spécifique et calculée. visant à réduire la dispersion totale proche de 0 ps / (nm * km).

Comme on le voit ci-dessous, le signal commence à se disperser dès qu'il quitte la source, ce qui signifie qu'il ne peut pas être reconnu du côté du récepteur. Mais avec un module DCM, les signaux perdus peuvent être compensés avant que le récepteur ne puisse neutraliser efficacement la dispersion de la fibre, ce qui garantit le fonctionnement normal et garantit une transmission fiable sur de longues distances.

Cas d'utilisation du module de compensation de dispersion

Figure 1: Cas d'utilisation de DCM

En règle générale, un module DCM fournit une quantité fixe de dispersion (par exemple, une dispersion normale dans la région spectrale de 1,6 µm), bien que des modules de dispersion ajustables soient également disponibles. Un module peut facilement être inséré dans une liaison par fibre optique car il possède des connecteurs en fibre pour l'entrée et la sortie. Les pertes d'insertion peuvent être compensées avec un amplificateur à fibre (par exemple un EDFA dans un système de télécommunication de 1,5 µm). Un module de compensation de dispersion est souvent placé entre deux amplificateurs à fibre dans un système DWDM longue distance.

Solution DCM passive basée sur FOCC DCF

Les modules de compensation de dispersion sont des éléments constitutifs du système de transport optique FOCC CWDM & DWDM et servent, au niveau des nœuds de communication optique, à fournir une dispersion chromatique négative connue sous le nom de phénomène d’étalement d’impulsions qui limite le débit élevé et la distance de transmission maximale des fibres optiques.

Figure 2: DCM passif basé sur DCF

Les modules de compensation de dispersion passive à base de FOCC DCF présentés ci-dessus présentent des niveaux de compensation individuels, un mode de polarisation faible et une compensation de dispersion à large bande. Ils sont largement utilisés dans tous les types de systèmes DWDM à débit 10 Gbps. Nous fournissons également des modules de compensation de dispersion conçus pour une configuration de montage en rack 19 pouces 1U, utilisés pour compenser la dispersion chromatique de débits de données allant de 10 Mbps à 40 Gbps dans les réseaux cohérents à très longue distance, tels que les systèmes SDH / SONET, CATV et DWDM. Ces modules peuvent atteindre des valeurs de dispersion de -10 à -2100 ps / nm à une longueur d’onde de 1550 nm et offrent une compensation de haut niveau pour la fibre monomode standard (fibre SMF28 - G.652) sur l’ensemble de la bande C, tout en maintenant une très faible perte d’insertion et faible latence. Associé à EDFA et à OEO, DCM fournit une solution de transport longue distance simple, fiable et économique, permettant aux signaux d’aller plus loin sans régénération.