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.