Post on 03-Apr-2015
OPTIMISATION DE L'AMPLIFICATION RAMAN DANS DES PAS TERRESTRES DE
FIBRE ULTRAWAVETM POUR LA TRANSMISSION TRES LONGUE DISTANCE
A N×40 Gbit/s Tatiana VARGAS, François FAVRE, Didier GROT, et Erwan PINCEMIN
France Télécom, Division R&D, Technopôle Anticipa,
2, Avenue Pierre Marzin, 22307 Lannion CEDEX
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
Contexte Mesures expérimentales Simulations Numériques Conclusions
Pourquoi la transmission ULH Nx40 Gbit/s?
La croissance de la bande passante rend le deploiement des systèmes de transmission à 40 Gbit/s probable à moyen terme (horizon de 2 ou 3 ans). Cela amène un certain nombre d'avantages:
Fiabilité renforcée ( moins d'interfaces, moins de sous-systèmes dans le réseau)
Amélioration de l'occupation des locaux (moins d'espace, puissance électrique, climatisation requise
…)
L'extension de la portée des systèmes induit la diminution du nombre d'interfaces OEO (en particulier les transpondeurs Ex/Rx)
Réduction des coûts
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
MAIS des problèmes technologiques liés à la transmission ULH à 40 Gbit/s subsistent
La PMD est plus pénalisante @ 40 Gbit/s que @ 10 Gbit/s.
(PMD limite ~ 12 ps @ 10 Gbit/s et ~ 3 ps @ 40 Gbit/s)
La sensibilité OSNR est degradée @ 40 Gbit/s comparée @ 10 Gbit/s.
(environ 6 dB de plus).
Les effets non-linéaires sont plus critiques @ 40 Gbit/s que @ 10 Gbit/s. En particulier les effets non-lineaires intra-canal (IXPM & IFWM) apparaissent et limitent la performance.
HEUREUSEMENT des solutions existent !
L'amplification Raman distribuée utilisée sur la fibre ULTRAWAVETM résout bien des problèmes (amélioration de l'OSNR, diminution des effets non-linéaires).
D'autres techniques existent (Super-FEC, formats de modulation robustes, …)
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
Topologie d'un pas terrestre de fibre ULTRAWAVE
33.3 km de SLASuper Large effective Area fiber
0.18 dB/km, 20 ps/nm/km, 107 µm² @1550 nm
33.3 km d'IDFInverse Dispersion Fiber
0.235 dB/km, - 40 ps/nm/km, 31 µm² @ 1550 nm
Pompes Raman Co-propagatives Pompes Raman Contra-propagatives
Signal Signal
33.3 km de SLASuper Large effective Area fiber
0.18 dB/km, 20 ps/nm/km, 107 µm² @1550 nm
Connecteur: 0.5 dB Connecteur: 0.5 dB
Efficacité Raman
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
a) b)
Facteur de bruit équivalent
Mesures effectuées avec une seule longueur d'onde
signal @ 1550 nm
pumpeffRoff
on PLCG
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 5 10 15 20 25
Forward Raman ON/OFF Gain (dB)
NF
eq (
dB
)
Pin = 12 dBm
Pin =15 dBm
Pin = 9 dBm
Pin = 6 dBm
Pin = 3 dBm
16 longueur d’onde (1544.53 to 1556.56 nm) avec différent PIN
NF en fonction du gain Co
GON/OFF TOTAL = 21.89 dB
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
16 canaux (1544.53 à 1556.56 nm) avec PIN = - 6 dBm par canal 4 pas de 100 km
GON/OFF TOTAL = 21.89 dB
Le pas est amené à la transparence pour le
canal central
À l'émission – P = 0 dB Après un pas de fibre - P = 2.4 dB
Après trois pas de fibre - P = 6.6 dB
Après deux pas de fibre - P = 4.8 dB
Après quatre pas de fibre - P = 9.2 dB
1 pump Raman @ 1455 nm
Gain Raman en Co = 6 dB
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14
Forward Raman ON/OFF Gain @ 1550.12 nm (dB)
P
( dB
)
Pin = 9 dBm
Pin = 6 dBm
Pin = 3 dBm
22
24
26
28
30
32
34
36
38
0 2 4 6 8 10 12 14
Forward Raman ON/OFF Gain @ 1550.12 nm (dB)
OS
NR
0.1
nm
@ 1
544.
53 n
m (
dB
)
Pin = 9 dBm Pin = 6 dBm
Pin = 3 dBm
22
24
26
28
30
32
34
36
0 2 4 6 8 10 12 14
Forward Raman ON/OFF Gain @ 1550.12 nm (dB)
OS
NR
0.1
nm
@ 1
550.
12 n
m (
dB
)
Pin = 9 dBmPin = 6 dBm
Pin = 3 dBm
22
24
26
28
30
32
34
36
38
0 2 4 6 8 10 12 14
Forward Raman ON/OFF Gain @ 1550.12 nm (dB)
OS
NR
0.
1nm
@
155
6.56
nm
(dB
)
Pin = 9 dBm
Pin = 6 dBm
Pin = 3 dBm
4 pas de fibre Ultrawave branchés
16 canaux (1544.53 à 1556.56 nm) avec différents PIN
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
OSNR0.1nm @ 1544.53 nm OSNR0.1nm @ 1550.12 nm
OSNR0.1nm @ 1556.56 nm
– 6 dBm de puissance par canal Gain Raman co de 6 dB Platitude théorique 2.1 dB en puissance. ( 2.4 dB
expérimentalement) L'irrégularité de platitude sur le facteur de bruit est de 0.8 dB
environ, autour d'une moyenne de - 8 dB. ( -9 dB expérimentalement)
Mesures de Platitude en puissance, resultats numeriques
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
Amplification Raman dans des pas terrestres de fibre ULTRAWAVETM
En supprimant la pompe co à 1435 nm.
La platitude se dégrade très légèrement (~ 0.3 dB).
Longueur d'onde de pompe supplémentaire en co et contra à 1435 nm
Platitude ~ 0.2 dB.
CONCLUSIONS
Nous avons trouvé le scénario optimal pour l'amplification Raman des pas terrestres de fibre UltrawaveTM.
Nous avons montré l'intérêt de rajouter une seconde pompe Raman (@ 1435 nm), en contra-propagation pour améliorer la platitude en puissance du spectre.
Ces résultats vont nous être utiles lors du montage de la manip de transmission ULH 16x40 Gbit/s sur fibre UltrawaveTM.