ES2354376T3 - Transmisión óptica entre un terminal central y una pluralidad de terminales clientes mediante una red óptica. - Google Patents

Abstract

- Método de transmisión óptica entre un terminal central (1) y una pluralidad de terminales clientes (11- 13) a través de una red óptica (3) tienen una fase de transmisión ascendente destinada a transmitir datos descendentes (D1-D3) estando caracterizado dicho procedimiento porque comprende las etapas siguientes: - emisión por dicho terminal central (1) de una señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo y que transmite los datos descendentes (D1-D3) destinados a ser recibidos por dicha pluralidad de terminales clientes (11- 13), estando constituida dicha señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) por impulsos de tipo solitono que presenta una pluralidad de amplitudes (A1- A3); - transformación por un efecto no lineal de captura solitónica de dicha longitud de onda única (λ0) de dicha señal luminosa (S) descendente en una pluralidad de longitudes de onda (λ1, λ3) en función de dicha pluralidad de amplitudes (A1-A3) de modo que se forme una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda; - encaminamiento de la señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda con dicha pluralidad de terminales clientes (11-13) y - demultiplexación, en longitudes de onda, de dicha señal luminosa descendente (S1) multiplexada en longitudes de onda, de modo que cada terminal cliente (11-13) reciba los datos que le están destinados (D1-D3) según una longitud de onda específica (λ1-λ3).

Description

Campo técnico de la invención

La invención se refiere al campo de las redes de 5 acceso ópticas pasivas de tipo PON (“Passive Optical Network”). La invención se refiere, más en particular, a los sistemas de transmisión óptica con muy altas tasas de transmisión entre un terminal central y una pluralidad de terminales clientes, a través de una red de acceso óptica 10 pasiva.

Antecedentes de la invención

Actualmente, las redes de acceso de los operadores de telecomunicaciones utilizan mayoritariamente el acceso cableado con la aplicación de las tecnologías tales como 15 ADSL (“Línea de Abonado Asimétrica Digital”). La óptica es muy poco utilizada en las redes de acceso actuales, porque el coste generado de las infraestructuras, en particular, por la instalación de fibras ópticas entre las centrales y los abonados, es todavía prohibitivo. 20

Sin embargo, la utilización de la óptica en redes de acceso basadas en arquitecturas de tipo PON permite la realización de un enlace significativo en términos de capacidad, imposibles de alcanzar por las tecnologías de acceso cableado y no obstante, ineludible debido a la 25 elevación en consumo de los servicios con destino de abonados.

De una manera general, las redes de acceso de tipo PON pueden ser de dos clases, las redes PON denominadas clásicas y las redes PON por multiplexación en longitudes 30 de onda denominadas PONs WDM (“Multiplexación por División de Longitudes de Onda”).

Las redes PON clásicas utilizan un acceso múltiple temporal de tipo TDMA (“Acceso Múltiple por División de Tiempo”) y solamente necesitan un emisor único al nivel de la central de transmisión. Se basan en la realización de acopladores ópticos 1xN (siendo N un número de clientes o 5 abonados) con el fin de distribuir la integridad del flujo de datos multiplexados temporalmente hacia los N clientes. En este caso, la información transmitida por una señal emitida por la señal de transmisión se envía a todos los abonados y terminales específicos, dispuestos en cada uno 10 de ellos, permiten entonces extraer la información destinada realmente a este último. De este modo, los datos transportados a partir de la central de transmisión por una longitud de onda única, son demultiplexados temporalmente a nivel de cada terminal cliente situado en 15 la instalación del abonado.

Sin embargo, el terminal cliente es complejo y la atenuación de la señal por un acoplador 1xN no es despreciable. Además, el hecho de que la información se extraiga a nivel de cada terminal cliente presenta una 20 preocupación respecto a la seguridad.

Las redes PON WDM, por sí mismas, utilizan una distribución de los recursos en longitudes de onda. Dicho de otro modo, a cada cliente se le asigna una longitud de onda específica. En efecto, una longitud de onda se asigna 25 a cada abonado a nivel de la central de transmisión. Cada longitud de onda es, a continuación, filtrada a nivel de un demultiplexor óptico y se envía hacia el abonado correspondiente. Por lo tanto, este tipo de red necesita la utilización de un multiplexor de longitudes de onda, en 30 una cantidad igual al número de abonados y de un demultiplexor.

De este modo, la red de tipo PON WDM presenta la ventaja, con respecto a la red PON clásica, de la simplicidad, al ser cada longitud de onda asignada a un abonado específico y del rendimiento, al ser un demultiplexor óptico netamente menos atenuante que un 5 acoplador 1xN.

Por el contrario, es más costosa porque utiliza un mayor número de longitudes de onda y un elemento de encaminamiento (demultiplexor óptico) más oneroso que el simple acoplador 1xN. 10

Es también conocida una central que comprende un láser sintonizable que emite, por conmutación, una pluralidad de longitudes de onda diferentes. De este modo, se dirige a los clientes, uno después de otro, en función de su longitud de onda. Sin embargo, el láser sintonizable 15 debe funcionar a un caudal de transmisión N veces superior al asignado a los clientes y es preciso añadir un tiempo de conmutación que, en el caso más favorable, es de 50 ns que está lejos de ser despreciable en comunicaciones con muy alta tasa de transmisión. 20

Las publicaciones US 2003/231885, WO 03/090392 y “Sprectrum Sliced Bidirectional Pasive Optical Network for Simultaneous Transmission of WDN and Digital Broadcast Wider Signals” por Jung D.K. et al, 2001, dan a conocer los estados de la técnica pertinentes. 25

Objetivo y resumen de la invención

La invención tiene por objeto subsanar estos inconvenientes y simplificar la transmisión óptica entre un terminal central y una pluralidad de terminales clientes. 30

Estos objetos se alcanzan gracias a un método de transmisión óptica entre un terminal central y una

pluralidad de terminales clientes a través de una red óptica, en donde datos descendentes D1, D2 son transmitidos desde el terminal central hacia la pluralidad de terminales clientes, en el momento de una fase de transmisión descendente. 5

Según la presente invención, la fase de transmisión descendente comprende las etapas siguientes:

- emisión, por el terminal central, de una señal luminosa descendente de longitud de onda única doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo y que transporta 10 los datos de descendentes D1, D2 destinados a recibirse por la pluralidad de terminales clientes, estando la señal luminosa descendente, de longitud de onda única, constituida por impulsos de tipo solitono que presenta una pluralidad de amplitudes A1, A2; 15

- transformación por un efecto no lineal de una captura solitónica de la longitud de onda única λ0 de la señal luminosa descendente en una pluralidad de longitudes de onda λ1 , λ2 en función de la pluralidad de amplitudes A1, A2 , de modo que forme una señal luminosa descendente 20 Sf multiplexada en longitudes de onda;

- encaminamiento de la señal luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes de ondas hacia la pluralidad de terminales clientes;

- demultiplexación en longitudes de onda de la señal 25 luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes de onda, de modo que cada terminal cliente reciba los datos que le están destinados D1, D2 , según una longitud de onda específica λ1 , λ2 .

Según un aspecto de la invención, datos ascendentes 30 D‟1, D‟2 se transmiten desde la pluralidad de terminales clientes hacia un terminal central, en el momento de una

fase de transmisión ascendente. En este caso, las etapas de transformación y de encaminamiento, anteriormente mencionadas, se realizan por el terminal central.

De este modo, el efecto de captura solitónica, en el momento de la etapa de transformación, permite convertir 5 una señal luminosa, de longitud de onda única, doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo emitida por el terminal central, en una señal luminosa multiplexada en longitudes de onda que presentan una pluralidad de longitudes de onda, de tal modo que cada una de estas 10 longitudes de onda transporte los datos propios para cada terminal cliente. Esta transformación está especialmente adaptada a la conversión de señales ópticas de muy altas tasas de transmisión. El término “muy altas tasas de transmisión” se designará, a continuación, por tasas de 15 transmisión del orden de magnitud de 40 a 160 Gbits/s.

El método según la invención permite, de este modo, disminuir los costes de una red de transmisión óptica de tipo PON (con respecto a las redes de tipo PON WDM actuales), aumentando el rendimiento, en particular en 20 términos de tasas de transmisión, la seguridad y la simplicidad de la red de transmisión.

Según un aspecto de realización, la fase de transmisión ascendente del método de transmisión óptica según la invención, comprende las etapas siguientes: 25

- emisión de una pluralidad de señales luminosas ascendentes S‟1, S‟2, hacia el terminal central, transportando cada señal luminosa ascendente, respectivamente, los datos ascendentes D‟1, D‟2 con una longitud de onda distinta λ‟1, λ‟2 y siendo 30 respectivamente emitidas por un terminal cliente de la pluralidad de terminales clientes, según una amplitud A‟1,

A‟2 específica y con un desplazamiento temporal t‟1, t‟2 predeterminado;

- multiplexación en longitudes de onda de la pluralidad de señales luminosas ascendentes S‟1, S‟2, de manera que formen una señal luminosa ascendentes S‟f 5 multiplexada en longitudes de onda y

- encaminamiento de la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de ondas hacia al menos un receptor destinado a obtener los datos D‟1, D‟2 emitidos por cada terminal cliente de la pluralidad de terminales 10 clientes.

Según un primer modo de realización de la invención, la fase de transmisión ascendente comprende, además:

- una etapa de demultiplexación en longitudes de ondas, en donde en la señal luminosa ascendente S‟f 15 multiplexada en longitudes de onda está espectralmente demultiplexada en una pluralidad de componentes espectrales y

- una etapa de recepción de los datos ascendentes mediante una pluralidad de receptores, en donde cada una 20 de las componentes espectrales transporta los datos ascendentes emitidos por un terminal cliente, en una longitud de onda respectiva, se recibe por un receptor de la pluralidad de receptores.

Según un segundo modo de realización, la fase de 25 transmisión ascendente del método de transmisión óptica, según la invención, comprende, además:

- una etapa de transformación, en donde la señal luminosa ascendente S‟f, multiplexada en longitud de onda, se convierte por un efecto no lineal de captura operativa 30 en una señal ascendente de longitud de onda única λ‟0 multiplexada en el tiempo, que transporta los datos

ascendentes y

- una etapa de recepción de la señal ascendente de longitud de onda única λ‟0 por un receptor único.

El método según la invención permite realizar simultáneamente la conversión, por efecto de captura 5 solitónica, de una señal OTDM (emitida por el terminal central) en una señal WDM (destinada a la pluralidad de terminales clientes) y recíprocamente, la conversión de una señal WDM (emitida por la pluralidad de terminales de clientes) en una señal OTDM (destina al terminal central). 10 El método según la invención permite, de este modo, añadir las ventajas de un modo de transmisión TDM a las ventajas de un modo de transmisión WDM.

En una forma de realización preferida, los datos ascendentes D‟1, D‟2 son recuperados con la ayuda de un 15 receptor único, al nivel del terminal central, permitiendo, de este modo, minimizar el espacio ocupado por el terminal central.

Según una característica de la invención, el método según la invención comprende, previamente a la etapa de 20 transformación, una etapa de compresión temporal de los impulsos tipo solitono.

Dicha etapa de compresión de los impulsos de tipo solitono, en el campo temporal, tiene por efecto aumentar la potencia máxima de estos impulsos, mejorando, de este 25 modo, la excitación por el efecto no lineal de captura solitónica.

Según otra característica de la invención, en el momento de la fase de transmisión descendente del método de transmisión óptica, según la invención, la etapa de 30 transformación, por efecto no lineal de captura solitónica, se realiza inyectando la señal luminosa

descendente S, de longitud de onda única λ0, en un ángulo de 45º de los ejes propios de una fibra birrefringente de mantenimiento de la polarización.

Esto permite capturar los impulsos de tipo solitono en el campo temporal de forma óptica. 5

Según otra característica de la invención, en el momento de la fase de transmisión ascendente, del método de transmisión óptica según la invención, la etapa de transformación, por efecto no lineal de captura solitónica, se realiza inyectando dicha señal luminosa 10 ascendente S‟f multiplexada en longitudes de onda en 45º de los ejes propios de una fibra birrefringente, con mantenimiento de la polarización.

Según otra característica de la invención, se realiza una extracción de la señal multiplexada en 15 longitudes de onda según uno de los ejes propios de la fibra birrefringente con mantenimiento de la polarización.

Debido a la birrefringencia de la fibra, cualquier impulso incidente se desdobla según dos modos propios de propagación, propagándose cada modo según uno de los ejes 20 propios de la fibra con mantenimiento de la polarización. Colocando, por ejemplo, un polarizador orientado según uno de los ejes propios de la fibra, es posible recuperar uno de los dos modos propios del espectro y por consiguiente, una de las componentes frecuenciales, generada por el 25 efecto de captura solitónica, con el soporte por uno de los ejes propios de la fibra.

La invención se refiere, además, a un sistema de transmisión óptica entre un terminal central y una pluralidad de terminales clientes a través de una red 30 óptica, en donde el terminal central está destinado a emitir, en un enlace descendente, datos descendentes D1,

D2, con destino a la pluralidad de terminales clientes. Según un aspecto de la invención, el sistema de transmisión óptica es bidireccional. En este caso, el terminal central está destinado, además, a recibir, en un enlace ascendente, datos ascendentes D‟1, D‟2 procedentes 5 de la pluralidad de terminales clientes.

En el enlace descendente, el sistema según la invención comprende:

- medios de emisión de una señal luminosa descendente S de longitud de onda única λ0 y que soporta los datos 10 descendentes D1, D2, estando la señal luminosa descendente S doblemente multiplexada en el tiempo y en amplitud y constituida por impulsos de tipo solitono, que presentan una pluralidad de amplitudes A1, A2;

- medios de emisión de una pluralidad de señales 15 luminosas ascendentes S‟1, S‟2 hacia el terminal central, transmitiendo cada señal luminosa ascendente, respectivamente, los datos ascendentes D‟1, D‟2, con una longitud de onda distinta λ‟1, λ‟2 y siendo, respectivamente, emitidos por un terminal cliente de la 20 pluralidad de terminales clientes, según una amplitud A‟1, A‟2 específica y con un desplazamiento temporal t‟1, t‟2 predeterminado;

- medios de multiplexación para multiplexar, en longitudes de onda, la pluralidad de señales luminosas 25 ascendentes S‟1, S‟2 de modo que formen una señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de onda;

- medios de encaminamiento de la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de ondas y

- al menos un receptor destinado a obtener los datos 30 ascendentes D‟1, D‟2 emitidos por cada terminal cliente de la pluralidad de terminales clientes.

De este modo, la arquitectura del sistema bidireccional, según la invención, es muy sencilla de realizar y está adaptada para funcionar a tasas de transmisión muy elevadas (de 40 a 160 Gbit/s). En el enlace descendente, el terminal central emite los datos 5 descendentes con una longitud de onda única.

Además, el sistema presenta una seguridad óptima y un buen rendimiento porque permite asociar una longitud de onda específica con cada terminal cliente. De este modo, a diferencia de las redes PON clásicas, cada terminal 10 cliente recibe, en una longitud de onda específica, solamente los datos que le están destinados.

Según un primer modo de realización, el sistema según la invención comprende, además, en el enlace ascendente:

- segundos medios de demultiplexación adecuados para 15 demultiplexar espectralmente la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de onda en una pluralidad de componentes espectrales y

- una pluralidad de receptores, a la salida de los segundos de demultiplexación, estando cada receptor 20 adaptado para recibir datos ascendentes transmitidos por cada componente espectral y emitidos por un terminal cliente en una longitud de onda respectiva.

Según un segundo modo de realización, el sistema según la invención comprende, además, en el enlace 25 ascendente:

- un medio no lineal destinado a convertir, mediante un efecto de captura solitónica, la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitud de onda, en una señal ascendente de longitud de onda única λ‟0 30 multiplexada en el tiempo, que trasmite los datos ascendentes y

- medios de recepción de la señal ascendente de longitud de onda única λ‟0.

Según otra característica de la invención, el sistema según la invención comprende, además, un medio de compresión temporal destinado a comprimir los impulsos de 5 tipo solitono y situado flujo arriba del medio no lineal.

Según otra característica de la presente invención, este medio de compresión temporal es una fibra de compresión no lineal de tipo de vidrio de calcogenuro.

En una forma de realización preferida, la utilización 10 de una componente completamente óptica, tal como una fibra óptica en vidrio de calcogenuro, permite comprimir impulsos tipo solitono en el campo temporal, con lo que se libera de una componente activa.

Además, con respecto a la compresión temporal, una 15 fibra de tipo de vidrio de calcogenuro presenta la ventaja de presentar un índice no lineal mucho más elevado que el de una fibra de vidrio estándar. De este modo, tasas de compresión no lineal de los impulsos, en el campo temporal, se pueden alcanzar más fácilmente con este tipo 20 de fibra que con una fibra estándar, limitando así el espacio ocupado por el medio de compresión temporal así como la potencia requerida para favorecer el efecto de compresión.

Según otra característica de la invención, el medio 25 no lineal es una fibra birrefringente, con mantenimiento de la polarización, que presenta dos ejes propios distintos.

En una forma de realización preferida, la longitud de fibra necesaria para realizar el desplazamiento en 30 longitud de onda mediante el efecto de captura solitónica, en el caso de una fibra birrefringente con mantenimiento

de la polarización, es despreciable en magnitud.

Según otra característica de la invención, el sistema comprende, además, medios para extraer la señal luminosa descendente multiplexada en longitudes de onda, según uno de los ejes propios de la fibra birrefringente, siendo los 5 medios elegidos entre los elementos siguientes:

- un polarizador;

- un filtro pasabanda óptico.

Según otra característica de la invención, la red óptica es una red de acceso óptica pasiva de tipo PON. 10

Habida cuenta que el sistema descrito según la invención no necesita ninguna componente de tipo activo, en particular para la conversión de una doble multiplexación en el tiempo y en amplitud, en una multiplexación en longitudes de onda, este tipo de red de 15 transmisión óptica está particularmente adaptado para una red óptica pasiva de tipo PON que, por definición, no utiliza componentes activas para permitir el encaminamiento de las señales.

La invención se refiere, además, a un terminal 20 central de transmisión óptica que comprende:

- un emisor destinado a emitir datos descendentes D1, D2 con destino a una pluralidad de terminales clientes, siendo los datos descendentes transmitidos por una señal luminosa descendente S, de longitud de onda única λ0, que 25 comprende una pluralidad de impulsos de tipo solitono, estando la señal luminosa descendente S doblemente multiplexada en el tiempo y en amplitud y presentando una pluralidad de amplitudes A1, A2 y

- al menos un receptor adaptado para recibir datos 30 ascendentes D‟1, D‟2 emitidos por la pluralidad de terminales clientes.

El terminal según la invención está caracterizado porque comprende, además:

- un medio de encaminamiento que permite encaminar los datos descendentes y ascendentes y

- un primer convertidor óptico situado entre el 5 emisor y el medio de encaminamiento y que comprende un medio no lineal para transformar, mediante un efecto de captura solitónica, la longitud de onda única λ0 de la señal luminosa descendente S en una pluralidad de longitudes de onda λ1, λ2, en función de la pluralidad de 10 amplitudes A1, A2, de modo que se forme una señal luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes de onda.

En una forma de realización preferida, la arquitectura del equipo es muy simple, porque basta un solo emisor para emitir una señal luminosa con longitud de 15 onda única, doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo y un convertidor óptico, que permite obtener una señal multiplexada en longitud de ondas.

Gracias al medio de encaminamiento, un flujo de datos descendente, emitido por el terminal central, es 20 encaminado hacia la pluralidad de terminales clientes, mientras que un flujo de datos ascendente, emitido por los terminales clientes, es encaminado hacia al menos un receptor de datos del terminal central. Este medio de encaminamiento (por ejemplo, un circulador óptico) 25 presenta, por lo tanto, la ventaja de hacer el terminal central “full duplex” (dúplex completo) en la medida en que el Terminal central pueda emitir y recibir datos simultáneamente.

En una forma de realización preferida, esta solución 30 permite compartir la misma infraestructura de la red para el enlace ascendente que para el enlace descendente,

reduciendo así al mínimo la complejidad y el coste global del sistema de transmisión.

Según un primer modo de realización, el terminal central, según la invención, comprende un demultiplexor de recepción, una pluralidad de receptores destinados a 5 recibir los datos ascendentes D‟1, D‟2, estando cada uno de estos receptores conectados al demultiplexor del recepción y estando el medio de encaminamiento dispuesto entre el primer medio no lineal y el demultiplexor de recepción. 10

Según un segundo modo de realización, el terminal central, según la invención, comprende, además, un receptor de datos y un segundo convertidor óptico que comprende un medio no lineal, estando el segundo convertidor óptico dispuesto entre el medio de 15 encaminamiento y el receptor de datos.

Este segundo modo de realización presenta la ventaja de solamente utilizar un receptor único al nivel del terminal central.

La invención se refiere, además, a un terminal 20 cliente de transmisión óptica, que comprende un receptor/emisor destinado a recibir, o emitir, datos transmitidos por una señal luminosa que presenta una longitud de onda específica, desde o hacia un terminal central que presenta las características anteriormente 25 descritas.

De este modo, el terminal cliente presenta una gran seguridad y una gran simplicidad porque no es necesario tener un medio específico para extraer los datos que le están destinados. 30

Breve descripción de los dibujos

Otras particularidades y ventajas de la invención

serán más evidentes a partir de la lectura de la descripción hecha a continuación, a título indicativo, pero no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:

- la Figura 1 ilustra un ejemplo muy esquemático de 5 un sistema de transmisión óptica entre un terminal central y una pluralidad de terminales clientes a través de una red óptica y que presenta un medio no lineal según la invención;

- las Figuras 2A y 2B ilustran el principio de 10 funcionamiento del medio no lineal de la Figura 1;

- la Figura 3 ilustra un modo de realización de un convertidor óptico según la invención y

- las Figuras 4 y 5 ilustran dos modos de realización de un sistema de transmisión óptica según la invención. 15

Descripción detallada de modos de realización

La Figura 1 representa, a título de ejemplo y de manera muy esquemática, un sistema de transmisión óptica entre un terminal central 1 y una pluralidad de terminales clientes (tres terminales clientes 11, 12, 13, en la 20 Figura 1) a través de una red óptica 3, comprendiendo el sistema un medio no lineal 5 según la invención.

En este ejemplo, el terminal central 1 emite datos descendentes (D1, D2, D3) transmitidos por una señal luminosa descendente S de longitud de onda única λ0, 25 doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo, que presenta una pluralidad de amplitudes (A1, A2, A3 ).

El sistema de transmisión comprende un medio no lineal 5 y un demultiplexor 7 (primeros medios de demultiplexación) en longitudes de onda, estando este 30 demultiplexor 7 comprendiendo en la red óptica 3.

El medio no lineal 5 permite convertir la señal

luminosa descendente S de longitud de onda única λ0, doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo, en una señal luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes de onda, que presenta una pluralidad de componentes espectrales indicadas como S1, S2, S3, según una pluralidad 5 de longitud de ondas (λ0 + λ1, λ0 + λ2, λ0 + λ3). Por ejemplo, la componente espectral S1 de longitud λ1 = λ0 + λ1 transmite los datos D1 destinados al terminal cliente 11.

El demultiplexor 7 en longitudes de onda, situado 10 entre el medio no lineal 5 y los terminales clientes 11, 12, 13, permite demultiplexar, en longitudes de onda, la señal Sf, distribuyendo espacialmente la pluralidad de componentes espectrales (S1, S2, S3) según la pluralidad de longitudes de onda, de modo que cada terminal cliente 15 reciba solamente los datos que le están destinados. Por ejemplo, el terminal cliente 12 recibe los datos D2 transmitidos por la señal S2 en la longitud λ2 = λ0 + λ2.

Las Figuras 2A y 2B ilustran el principio de funcionamiento del medio no lineal 5 de la Figura 1. 20

El medio no lineal 5 asegura la conversión de la señal luminosa S de longitud de onda única λ0, doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo en una señal luminosa Sf multiplexada en longitudes de onda.

Tal como se representa en el diagrama A de la Figura 25 2A, la señal luminosa S se compone de una secuencia de impulsos de tipo solitono de amplitud diferente (indicadas A1, A2, A3 en ordenada Y10) distribuidas en el tiempo (en la abscisa X10). Por ejemplo, los datos descendentes D3 destinados a recibirse por el terminal cliente 13 con la 30 longitud de onda λ3 = λ0 + λ3, se representa por los impulsos de la misma amplitud A3.

Por efecto de captura solitónica, todos los impulsos que tienen una misma amplitud (o potencia) sufren un mismo desplazamiento frecuencial (o desplazamiento en longitud de onda) en función del valor de su amplitud, de modo que la longitud de onda inicial λ0 de estos impulsos sea 5 convertida en longitudes de onda específicas (λ1 = λ0 + λ1, λ2 = λ0 + λ2, o λ3 = λ0 + λ3, en este ejemplo). Por ejemplo, el conjunto de los impulsos que entran en el medio no lineal 5, con la longitud de onda λ0 y con una amplitud A2 se convierten en un conjunto de impulsos de longitudes de 10 onda λ2 = λ0 + λ2 representadas esquemáticamente por la señal luminosa S2.

De este modo, el medio no lineal 5 proporciona, a la salida, la señal luminosa Sf, multiplexada en longitudes de ondas, de las que solamente la mitad del espectro está 15 representada esquemáticamente en el diagrama B de la Figura 2A. En este ejemplo, se ha representado el espectro de la señal Sf solamente por tres componentes espectrales S1, S2, S3, cuya amplitud está representada en la ordenada Y20 en función de la longitud de onda en la abscisa X20. 20

En la etapa de transformación por efecto de captura solitónica, los impulsos de amplitud A3 de longitud de onda λ0, que contienen los datos D3 destinados al terminal cliente 13 son convertidos a una señal luminosa S3, de longitud de onda λ3 = λ0 + λ3, estando esta señal destinada 25 únicamente al terminal cliente 13.

Se constatará que el efecto de desplazamiento, en longitud de onda, producido por el medio no lineal 5 es tanto más importante cuanto más elevada es la potencia máxima de los impulsos de tipo solitono. Dicho de otro 30 modo, λ3 es tanto mayor cuanto más elevada es la amplitud A3.

La Figura 2B ilustra, de forma muy esquemática, el fenómeno de captura solitónica en una fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5, cuando un impulso tipo solitono, de amplitud A1, se inyecta en la fibra formando un ángulo de 45º con los ejes propios de la fibra 5 5.

Debido a la birrefringencia de la fibra 5, este impulso incidente se duplica en dos modos de propagación, según los dos ejes propios de la fibra birrefringente 5. Uno de los modos se propaga según el eje rápido, mientras 10 que el otro modo se propaga según el eje lento. Habida cuenta que la polarización del impulso incidente está orientado en un ángulo de 45º de los ejes propios de la fibra, este impulso se divide según dos réplicas de la misma amplitud. 15

Los diagramas C y D de la Figura 2B presentan, respectivamente, el perfil temporal y el espectro del impulso tipo solitono de amplitud A1, que ha sufrido el efecto de captura solitónica después de haber sido inyectado en la fibra 5, realizándose esta inyección de 20 modo que la polarización del impulso inicial esté orientada en un ángulo de 45º respecto a los ejes propios de la fibra 5.

En estos diagramas C y D, los perfiles trazados en líneas de puntos corresponden al modo que se propaga según 25 el eje rápido en la fibra 5, mientras que los perfiles trazados en línea continua corresponden al modo de los impulsos que se propagan según el eje lento de la fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5.

Bajo el efecto de captura solitónica, los dos modos 30 propios del impulso, indicados por I11 e I12, son capturados, en el campo temporal, en torno al tiempo

indicado como t=0 en el eje de abscisas X21. Esta captura está representada en el diagrama C de la Figura 2B por la cuasi-superposición de los modos solitónicos I11 e I12.

Sin embargo, en el campo frecuencial, el efecto no lineal de captura solitónica descompone el espectro del 5 impulso tipo solitono, de amplitud A1 y longitud de onda central λ0, según dos componentes espectrales indicadas por W11 y W12, simétricas con respecto a longitud central λ0 del impulso incidente, tal como se representa en el diagrama D de la Figura 2B. 10

En este diagrama, el desplazamiento en longitud de onda realizado por el efecto no lineal de captura solitónica se indica por λ1 en valor absoluto. De este modo, la componente espectral W11 está en la longitud de onda λ0-λ1, mientras que la componente espectral W12 está 15 en la longitud de onda λ0+λ1. Las dos componentes W11 y W12 están tanto más espectralmente desplazadas con respecto a la longitud λ0 del impulso inicial, como cuanto elevada sea la amplitud A1 del impulso inicial y por consiguiente, cuanto más importante el efecto de captura solitónica. 20

De este modo, y de manera general, la fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5 convierte la longitud de onda λ0 inicial de un impulso tipo solitono de amplitud An (en donde n = 1, 2 o 3, en este ejemplo) en dos longitudes de onda distintas λ0+λn y 25 λ0-λn, siendo estas dos longitudes de ondas simétricas con respecto a la longitud de onda λ0, en donde λn es el desplazamiento espectral asociado a la amplitud An.

La Figura 3 ilustra un ejemplo de modos de realización del convertidor 20 según la invención. 30

En este modo de realización, el convertidor 20 comprende una fibra birrefringente con mantenimiento de

polarización 5 (medio no lineal 5), una fibra de compresión temporal de los impulsos tipo solitono 22 (medio de compresión 22), un polarizador 23 (medio de extracción por polarización 23) y un controlador de la polarización 24. 5

Las dos componentes espectrales W11 y W12 de la Figura 2B, generadas por la fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5 transmiten la misma información. Por consiguiente, a la salida de este medio no lineal 5, basta recuperar una sola de estas componentes 10 espectrales (W11 o W12). Con este fin se puede, por ejemplo, colocar un polarizador 23 según uno de los ejes propios de la fibra con mantenimiento de polarización 5. El mismo efecto se puede alcanzar colocando un filtro óptico pasabanda 23‟, cuya longitud de onda central 15 corresponde a la longitud de onda de una de las componentes W11 y W12.

El controlador de la polarización 24 permite controlar el estado de polarización de los impulsos, de modo que se garantice que los impulsos sean bien 20 inyectados en la fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5, manteniendo una polarización orientada en 45º de los ejes propios de la fibra 5.

En una variante de realización, el convertidor óptico 20 puede comprender, además, un amplificador óptico 25. 25

A continuación, se proporciona un ejemplo numérico para demostrar la capacidad de este convertidor 20 para demultiplexar, en longitudes de onda, la señal luminosa S multiplexada con una tasa de transmisión total de 40 Gbit/s. 30

A título de ejemplo, consideremos, por lo tanto, un flujo de datos con una tasa de transmisión de 40 Gbit/s,

emitido al nivel del terminal central 1, con impulsos de anchura temporal  igual a 1 ps y de longitud de onda única λ0 igual a 1550 nm.

Por otro lado, consideremos un medio de compresión 22 constituido por un elemento de fibra de vidrio de 5 calcogenuro de índice no lineal n2 igual a 2.10-18 m2/W y de superficie efectiva Aeff igual a 50 µm2. Se constatará que el índice no lineal n2 de la fibra de vidrio de calcogenuro 22 es mucho más elevado que el de una fibra de vidrio estándar. Por otro lado, se puede elegir, para esta 10 fibra de vidrio de calcogenuro 22 un nivel de dispersión cromática D igual a 5 ps/nm/km.

Recordemos que, en una fibra óptica, una compresión no lineal de impulsos tipo solitono, en el campo temporal, es posible cuando la potencia de los impulsos tipo 15 solitono introducidos en esta fibra es superior a la potencia P0 del solitono fundamental.

Por lo tanto, se calculará ahora la potencia máxima requerida de un impulso tipo solitono de orden N=6 para obtener una tasa de compresión de aproximadamente 25 en la 20 fibra de compresión 22.

Teniendo en cuenta la velocidad c de la luz en el vacío, la longitud de dispersión ZD del solitono viene dada por la relación siguiente:

25

Entonces, según los datos anteriores, la longitud de dispersión ZD es igual a 50,5 m. Por otro lado, el periodo solitónico Z0 viene dado por:

o sea, según este ejemplo, el periodo solitónico Z0 30

es igual a 79,3 m. La potencia máxima P0 del solitono fundamental vale entonces:

o sea, según este ejemplo, la potencia máxima P0 vale 123 mW. La potencia media del tren de impulsos 5 correspondiente es también igual a 4,4 dBm.

Además, la longitud de dispersión LD y la longitud no lineal LNL correspondiente a la propagación de un impulso de anchura 1 ps y de potencia máxima PC en la fibra no lineal de vidrio de calcogenuro 22 (medio de compresión 10 22), vienen dadas por las relaciones siguientes:

Se constatará que los impulsos se pueden considerar como muy próximos a los solitonos, de orden N, si su potencia máxima PC obedece a la relación siguiente: 15

A título de ejemplo, para un orden de solitono N=6, la potencia máxima PC correspondiente vale entonces 1,41 W.

20

Inyectando ahora estos impulsos con las potencias máximas calculadas anteriormente en la fibra de compresión 22, la tasa de compresión FC de estos impulsos es entonces obtenida por la relación:

25

La longitud de fibra Lopt necesaria para obtener esta compresión vale entonces:

o sea, para N=6:

N=6  Fc = 24,6 y Lopt = 6,65 m (9)

El factor de compresión es, por lo tanto, de aproximadamente 25 (la anchura de los impulsos después de 5 la compresión es igual a 40 fs) y la longitud de fibra de vidrio de calcogenuro 22, necesaria para obtener esta compresión, es igual a 6,65 m.

Después de esta fase de compresión de los impulsos en el dominio temporal interviene, entonces, el 10 desplazamiento espectral de los impulsos por el efecto de captura solitónica.

Este efecto no lineal se manifiesta, por ejemplo, en una fibra con mantenimiento de polarización 5, con impulsos tipo solitono, cuya polarización está orientada 15 en un ángulo de 45º de los ejes propios de esta fibra 5.

Se constatará que el efecto de captura solitónica se puede realizar cuando se cumplen las dos condiciones siguientes.

Según una primera condición, la fibra con 20 mantenimiento de polarización 5 (medio no lineal 5) se debe utilizar en régimen no lineal, es decir, que los impulsos incidentes deben tener las características físicas (amplitud y anchura a mitad de altura) de los solitonos preferentemente de orden 1 adaptados a dicha 25 fibra con mantenimiento de polarización 5. Hacemos constar que el efecto de captura solitónica actúa mejor sobre los solitonos de orden 1.

Según una segunda condición, el “walk-off” de los impulsos tipo solitono (dicho de otro modo, la duración de 30

colisión de los dos impulsos tipo solitonos de la polarización ortogonal sometidos a la dispersión modal de polarización de la fibra con mantenimiento de polarización 5) que se propagan en esta fibra con mantenimiento de polarización 5 debe ser inferior o igual, después de un 5 periodo solitónico, a la anchura de los impulsos antes de la inyección en la fibra con mantenimiento de polarización 5 (esta anchura es aquí 0 = 40 fs).

La definición de “walk-off” viene dada por M.N. Islam et al, según la fórmula siguiente: 10

siendo β‟ la dispersión modal de la polarización de la fibra con mantenimiento de polarización 5.

Consideremos, ahora, un medio no lineal 5 constituido por una fibra con mantenimiento de la polarización, con 15 vidrio de calcogenuro, de índice no lineal n2 igual a 2.10-18 m2/W y de superficie efectiva Aeff igual a 50 µm2, de dispersión cromática siempre igual a 5 ps/nm/km y el periodo solitónico Z0 vale ahora:

20

La potencia máxima P0 de solitono fundamental vale entonces:

o sea, una potencia media del tren de impulsos correspondiente igual a 18.4 dBm. La relación (10) nos 25 indica que la dispersión modal de la polarización deberá ser inferior o igual a 315 ps/km.

El parámetro de “solitono trapping” δ (captura de solitonos), tal como se define por M.N. Islam C.D. Poole, J.P. Gordon en un documento titulado “Solitono trapping en 30

fibras ópticas birrefringentes” Optics Letters, Vol. 14, nº 18, páginas 1011-1013, septiembre 1989, viene dado por la fórmula siguiente:

siendo n la variación de índice entre los ejes 5 propios de birrefringencia de la fibra con mantenimiento de la polarización. Habida cuenta que la dispersión modal de la polarización β‟ está relacionada con n por:

(14) cn

La ecuación (13) se convierte entonces 10

(15) 763.120Dc

Según C.R. Menyuck, en el artículo titulado “Estabilidad solitónica en fibras ópticas birrefringentes |: Amplitudes de propagación iguales”, Optics Letters, Vol.12, nº 8, páginas 614-616, agosto 1987, la 15 birrefringencia de la fibra con mantenimiento de la polarización será compensada por el efecto Kerr para un solitono de orden 1, si el parámetro δ es igual a 0,5, o sea:

20

Con este valor de β‟, el “walk- off” es igual a 35,7 fs. Al ser este valor inferior a la anchura de los impulsos iniciales (40 fs), se verifican las condiciones de existencia del efecto de captura solitónica. La birrefringencia de la fibra es, entonces, igual a: 25

o sea, una longitud de batido LB de 18 mm aproximadamente (en comparación con los 3 mm de longitud

de batido de las fibras muy fuertemente birrefringentes).

En resumen, inyectando en un ángulo de 45º de los ejes propios de una fibra con mantenimiento de la polarización de vidrio de calcogenuro birrefringente de n=8.4.10-5, de dispersión cromática D=5 ps/nm/km, de 5 índice no lineal n2 = 2.10-18 m2/W, de superficie efectiva Aeff = 50 µm2, un solitono de orden 1 de potencia medial igual a 18.4 dBm, se cumplen todas las condiciones de excitación del “solitono trapping” (captura de solitonos).

Según se expone por G.P. Agrawal en “Fibras ópticas 10 no lineales”, páginas 164-165 Academic Press, 1989, los impulsos se propagarán en una distancia de 1,3 m, lo que corresponde aproximadamente a 10.Z0. El desplazamiento en longitud de onda λ, generado entre las dos réplicas W12 y W11 del espectro de impulso de la Figura 2B viene entonces 15 dado por:

De este modo, para impulsos objeto de compresión, que tengan una anchura de 40 fs (pero emitidos al nivel del terminal central 1 con una anchura de 1 ps), se realiza un 20 desplazamiento en longitud de onda de 56 nm entre las dos réplicas W12 y W11 del espectro del impulso.

Al cabo de 8 m, aproximadamente, de fibra en total (en donde están incluidos los 6,65 m necesarios para la compresión de los impulsos), se obtiene un desplazamiento 25 de 28 nm con respecto a la longitud única λ0 de los impulsos incidentes.

A título de ejemplo, en el caso de que el sistema de transmisión óptica comprenda 40 terminales clientes (o abonados) con una tasa de transmisión por terminal cliente 30 igual a 1 Gbit/s, entonces considerando 40 valores de

potencia máxima de trama convenientemente distribuidos hasta 76 W (18,4 dBm), es posible distribuir 40 longitudes de onda descendentes (con destino a 40 terminales clientes) en aproximadamente 30 nm de banda, o sea, aproximadamente una longitud de onda todas las frecuencias 5 de 100 GHz. El límite en potencia viene, por lo tanto, dado por la potencia del solitono fundamental o de orden 1.

La potencia de emisión de cada terminal cliente se elige de modo que la longitud de onda de los impulsos 10 emitidos por cada terminal cliente se convierta, por efecto de captura solitónica en el enlace ascendente, en una longitud objetivo única. Se constatará que la amplitud de los impulsos emitidos, por cada terminal cliente, es previamente ajustada en una etapa inicial de configuración 15 de la red óptica.

Por otro lado, la diafonía (o “crosstalk” en inglés) entre diferentes canales WDM (o diferentes longitudes de onda) generada no será considerable debido a la compresión del espectro, que se generará en la fibra estándar que 20 conecta el terminal central 1 a los terminales clientes. En efecto, una propagación en régimen no solitónico de impulsos ultracortos (aquí 40 fs) en una fibra estándar (dispersión D = 17 ps/nm/km, longitud de dispersión del solitono fundamental ZD = 2,4 cm, potencia media del 25 solitono fundamental P0 = 42,4 dBm) en algunos metros, tendrá por efecto ensanchar los impulsos en el campo temporal (desestabilizando la propagación de “solitonos”), lo que se traduce, en el campo de las frecuencias, por una compresión de espectro de modo que, al nivel del 30 demultiplexor, no será observable ninguna diafonía considerable.

Por el contrario, un módulo de compensación de la dispersión cromática debe establecerse flujo arriba del demultiplexor 7 de modo que se compense la dispersión cromática acumulada, en el trayecto efectuado entre el terminal central 1 y los terminales clientes. 5

No obstante, no es necesario recuperar la anchura de los impulsos iniciales (es decir, 40 fs) precisamente puesto que la tasa de transmisión recibida por el terminal cliente es solamente de 1 Gbit/s (lo que corresponde a un tiempo bit igual a 1 ns). Es ampliamente suficiente llevar 10 los impulsos, en su tiempo bit, con una anchura de mitad de altura inferior a la mitad del tiempo bit (es decir, 500 ps). La tolerancia en la longitud de fibra que compensa la fibra estándar SSMF (Fibra Monomodo Estándar) es de aproximadamente 1 km. De este modo, si la distancia 15 central–abonado es de 20 km, para compensar 19 km solamente de SSMF basta llevar el impulso, en el tiempo bit, a tener una anchura suficientemente pequeña para que el fotodetector obtenga su resolución.

El ejemplo numérico demuestra, por lo tanto, la 20 eficacia del efecto de captura solitónica para demultiplexar espectralmente un flujo de datos a 40 Gbit/s.

De este modo, la invención concilia las ventajas de los dos tipos de arquitectura de la red PON. Dicho de otro 25 modo, al nivel del terminal central 1, se envía una longitud de onda única λ0, mientras que un demultiplexor óptico 7, con pequeñas pérdidas, se implementa en la red 3, de modo que a cada terminal cliente (o abonado) 11, 12 o 13 está asociado una longitud de onda 1, 2 o 3 que le 30 es bien específica y en la que se transmiten los datos D1, D2 o D3 que le están destinados.

En una forma de realización preferida, la transformación basada en el efecto de captura solitónica, según la invención, permite limitarse a una longitud de fibra de algunos metros, en el caso de una arquitectura de tipo PON clásica, que comprende 40 abonados. En efecto, 5 según el ejemplo numérico anteriormente presentado, aproximadamente 8 m de fibra en total bastan (en donde están incluidos los 6,65 m necesarios para la compresión de impulso). Esto presenta la ventaja de producir convertidores completamente pasivos con un espacio de 10 ocupación reducido, fáciles de fabricar y con coste reducido.

Las Figuras 4 y 5 representan dos modos de realización del terminal central 101, 100 según la invención, en un sistema de transmisión óptica 15 bidireccional que comprende, a título de ejemplo, dos terminales clientes 11 y 12. En estos dos modos de realización, el terminal central 100, 101 es por sí mismo bidireccional (o “full-duplex”, en inglés) en el sentido de que puede generar simultáneamente flujos de datos 20 descendente y ascendente.

Según estos dos modos de realización, el terminal central 100, 101 de transmisión óptica comprende un emisor 30 destinado a enviar, en el enlace ascendente, datos descendentes D1, D2 a una pluralidad de terminales 25 clientes 11, 12, en el momento de una fase de transmisión descendente. El terminal central 100, 101 comprende, además, al menos un receptor para recibir datos ascendentes D‟1, D‟2 emitidos por la pluralidad de los terminales clientes 11, 12 en el enlace ascendente. 30

A continuación, se designará por “enlace descendente”, el enlace de comunicación del sistema según

el cual los datos descendentes D1, D2 se transmiten desde el terminal 100,101 hacia la pluralidad de terminales clientes 11, 12 en el momento de una fase de transmisión descendente.

Por el contrario, se designará por “enlace 5 ascendente”, el enlace de comunicación del sistema según el cual los datos ascendentes D‟1, D‟2 se transmiten desde la pluralidad de terminales clientes 11, 12 hacia el terminal central 100, 101 en el momento de una fase de transmisión ascendente. 10

Fase de transmisión descendente

En el momento de una etapa de emisión, el terminal central 100, 101 emite, con destino a una pluralidad de terminales clientes 11, 12, los datos descendentes D1, D2 transmitidos por una señal luminosa S, de longitud de onda 15 única λ0, multiplexada en amplitud y en el tiempo. La señal luminosa S está constituida de una pluralidad de impulsos tipo solitono, que presentan una pluralidad de amplitudes. En el caso de los ejemplos de las Figuras 4 y 5, la señal S está constituida por una primera serie de 20 impulsos de amplitud A1 (datos D1) y una segunda serie de impulsos de amplitud A2 (datos D2).

En el momento de una etapa de transformación, el convertidor óptico 20 convierte la longitudinal de onda única λ0 de la señal luminosa S descendente en dos 25 longitudes de onda distintas λ1 y λ2, en función de las amplitudes A1 y A2, de modo que formen una señal luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes de onda que transmiten los datos descendentes D1 y D2, según las longitudes de ondas respectivas λ1 y λ2. 30

En el momento de una etapa de encaminamiento, la señal luminosa descendente Sf multiplexada en longitudes

de ondas, se encamina hacia la pluralidad de terminales clientes 11, 12. Para ello, medios de encaminamiento constituidos por un circulador óptico WDM 31 están situados en corte de flujo entre el convertidor óptico 20 y la red óptica 3. 5

En el enlace descendente, se designa por:

- S1 la componente espectral de la señal Sf multiplexada en longitudes de onda que transmiten los datos descendentes D1, con la longitud de onda λ1, destinados al terminal cliente 11 y 10

- S2 la componente espectral de la señal Sf multiplexada en longitudes de onda que transmiten los datos descendentes D2 a la longitud de onda λ2 destinados al terminal cliente 12.

En el momento de una etapa de multiplexación en 15 longitudes de onda, la señal luminosa descendente Sf, multiplexada en longitudes de onda, es espectralmente demultiplexada, de modo que cada terminal cliente 11, 12 pueda recibir los datos que le están destinados (D1, D2, respectivamente), según una longitud de onda específica 20 (λ1, λ2, respectivamente). Para ello, medios de demultiplexación óptica, constituidos por un demultiplexor óptico WDM 7, están dispuestos en la red óptica 3, entre el circulador WDM 31 y la pluralidad de terminales clientes 11, 12. 25

Los terminales clientes 11 y 12 de transmisión óptica comprenden, cada uno, un módulo de recepción o receptor, indicados respectivamente 16 y 18 destinados a recibir los datos transmitidos por las componentes espectrales S1, S2 de la señal luminosa descendente Sf. De este modo, los 30 datos descendentes D1 (respectivamente, D2) transmitidos por la componente espectral S1 (respectivamente, S2), a la

longitud de onda λ1 (respectivamente, λ2) son encaminados al terminal cliente 11 (respectivamente, 12) mediante un enlace óptico y remodulados por el receptor 16 (respectivamente 18) del terminal cliente 11 (respectivamente 12). 5

Fase de transmisión ascendente

En el enlace ascendente (es decir, terminales clientes 11 y 12 al terminal central 100 o 101), se designa por S‟1 (respectivamente, S‟2) la señal luminosa emitida por el emisor 16 (respectivamente 18) del terminal 10 cliente 11 (respectivamente 12) que transmite los datos ascendentes D‟1 (respectivamente D‟2) con la longitud de onda λ‟1 (respectivamente, λ‟1) destinados al terminal central 100 o 101.

En el momento de una etapa de emisión en el enlace 15 ascendente, cada terminal cliente 11, 12 emite los datos ascendentes D‟1, D‟2 hacia el terminal central 100, 101. La señal luminosa ascendente S‟1 (respectivamente S‟2) es emitida con una amplitud A‟1 (respectivamente A‟2) específica y con un desplazamiento temporal t‟1 20 (respectivamente t‟2) predeterminado.

En el momento de una etapa de multiplexación en longitudes de onda, las señales luminosas ascendentes S‟1, S‟2 son multiplexadas en longitudes de onda por un multiplexor WDM 7 (medios de multiplexación), de modo que 25 forme una señal luminosa ascendente S‟f, multiplexada en longitudes de ondas. Se constará que este multiplexor WDM 7 y el demultiplexor WDM 7, utilizado para el enlace descendente, están constituidos por una componente única que desempeña, a la vez, la función de multiplexor y de 30 demultiplexor.

En el momento de una etapa de encaminamiento, la

señal luminosa ascendente S‟f, multiplexada en longitudes de ondas, es encaminada por el circulador óptico 31, hacia al menos un receptor destinado a obtener los datos descendentes D‟1 y D‟2 emitidos, respectivamente, por los terminales clientes 11 y 12. 5

Primer modo de realización

La Figura 4 ilustra un primer modo de realización de un sistema de transmisión óptica bidireccional, que comprende un enlace ascendente y un enlace descendente, que pone en práctica las fases de transmisión ascendente y 10 descendente anteriormente descritas y en donde el terminal central 100 comprende un demultiplexor de recepción 33 (segundo medio de demultiplexación), dos receptores de datos 37 y 35 conectados al demultiplexor de recepción 33 y el circulador 31, que está dispuesto entre el 15 convertidor 20 y el demultiplexor de recepción 33.

En el momento de una etapa de demultiplexación de la fase de transmisión ascendente, la señal luminosa ascendente S‟f , multiplexada en longitudes de ondas, es espectralmente multiplexada por el demultiplexor de 20 recepción 33, de modo que se distribuya las componentes espectrales S‟1, S‟2 , respectivamente, hacia un primer receptor 35 y un segundo receptor 37 de datos.

En el momento de una etapa de recepción, los datos ascendentes D‟1, D‟2 transmitidos, respectivamente, por 25 las señales luminosas ascendentes S‟1, S‟2 son, respectivamente, recibidos por el primer receptor 35 y el segundo receptor 37 de datos según las longitudes de ondas respectivas.

De este modo, los datos D‟2, D‟1 son recuperados. Al 30 nivel del terminal central 100, después de una demultiplexación en longitudes de ondas de las señales

S‟1, S‟2, realizado por el demultiplexor de recepción 33.

Se constatará que la conversión de la señal luminosa S doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo en una señal luminosa Sf multiplexada en longitudes de onda, del ejemplo representado en la Figura 4, que se refiere a 5 las señales luminosas S1, S2 en el enlace descendente.

Sin embargo, con el fin de minimizar el número de receptores de datos al nivel del terminal central 100 en el enlace ascendente, la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de ondas, puede transformarse 10 en una señal OTDM (“Optical Time Division Multiplexing” –„Multiplexación Óptica por División en el Tiempo”), con la ayuda de un convertidor óptico suplementario 21 basado en el efecto de captura solitónica, según se ilustra en la Figura 5 en un segundo modo de realización. 15

Segundo modo de realización

El terminal central 101, según el segundo modo de realización de la Figura 5, comprende los elementos siguientes

- el emisor 30, el circulador óptico 31, 20

- un primer convertidor óptico 20, según la invención, situado entre el emisor 30 y el circulador óptico 31,

- un receptor de datos 39 conectado al segundo convertidor 21 y 25

- un segundo convertidor óptico 21, según la invención, situado entre el receptor de datos 39 y el circulador óptico 31.

Después de haber sido encaminada por el circulador óptico 31, la señal luminosa ascendente S‟f multiplexada 30 en longitudes de onda es inyectada en el segundo convertidor óptico 21, que la convierte, en una etapa de

transformación por un efecto no lineal de captura solitónica, en una señal ascendente de longitud de onda única λ‟0 multiplexada en el tiempo y que transmite los datos ascendentes D‟1, D‟2.

Lo mismo que sucede para la fase de transmisión 5 descendente, el medio no lineal óptico del segundo convertidor 21 está constituido por una fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5. En este caso, la etapa de transformación de la fase de transmisión ascendente se realiza inyectando la señal 10 luminosa ascendente S‟f multiplexada en longitudes de onda con un ángulo de 45º de los ejes propios de una fibra birrefringente con mantenimiento de polarización 5.

Este segundo convertidor 21 tiene por efecto reajustar por reposición los dos canales soportados por 15 las longitudes de ondas λ‟1 y λ‟2 en una longitud de onda única ascendente λ‟0 cuyo valor se toma, por ejemplo, ligeramente superior al de la longitud de onda λ0 utilizada en el sentido descendente, con el fin de evitar interferencias entre el enlace ascendente y el enlace 20 descendente.

Naturalmente, al nivel de cada terminal cliente 11, 12, es necesario emitir tramas de potencias, tales que las longitudes de onda λ‟1 y λ‟2 puedan efectuar una reposición correcta en la longitud de onda única ascendente λ‟0. 25

En el momento de una etapa de recepción, la señal ascendente de longitud de onda única λ‟0, suministrada a la salida del segundo convertidor óptico 21, es remodulada por un receptor único 39 de modo que se recuperen los datos ascendentes D‟1, D‟2 en dos canales distintos. 30

La ventaja de este segundo modo de realización es no tener más que un solo receptor 39 a nivel del terminal

central 101, a condición de efectuar una sincronización fina en la emisión de las señales ascendentes S‟1, S‟2 para que estas señales se intercalen correctamente en el campo temporal. Dicho de otro modo, en la emisión, cada señal S‟1, S‟2 debe emitirse con un desplazamiento 5 temporal t‟1 y t‟2 tal que, después de la transformación por efecto de captura solitónica, la señal obtenida, a la salida del segundo convertidor óptico 21, sea una señal multiplexada en el tiempo (señal OTDM).

10

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   1.- Método de transmisión óptica entre un terminal central (1) y una pluralidad de terminales clientes (11–13) a través de una red óptica (3) tienen una fase de transmisión ascendente destinada a transmitir datos 5 descendentes (D1-D3) estando caracterizado dicho procedimiento porque comprende las etapas siguientes:

   - emisión por dicho terminal central (1) de una señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo y que 10 transmite los datos descendentes (D1-D3) destinados a ser recibidos por dicha pluralidad de terminales clientes (11–13), estando constituida dicha señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) por impulsos de tipo solitono que presenta una pluralidad de amplitudes (A1-15 A3);

   - transformación por un efecto no lineal de captura solitónica de dicha longitud de onda única (λ0) de dicha señal luminosa (S) descendente en una pluralidad de longitudes de onda (λ1, λ3) en función de dicha pluralidad 20 de amplitudes (A1-A3) de modo que se forme una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda;

   - encaminamiento de la señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda con dicha 25 pluralidad de terminales clientes (11–13) y

   - demultiplexación, en longitudes de onda, de dicha señal luminosa descendente (S1) multiplexada en longitudes de onda, de modo que cada terminal cliente (11–13) reciba los datos que le están destinados (D1-D3) según una 30 longitud de onda específica (λ1–λ3).

2. 2.- Método de transmisión óptica entre un terminal

   central (100;101) y una pluralidad de terminales clientes (11, 12) a través de una red óptica (3) comprendiendo dicho método una fase de transmisión descendente destinada a transmitir datos descendentes (D1, D2) y una fase de transmisión ascendente destinada a transmitir datos 5 ascendentes (D‟1, D‟2) en donde dicha fase de transmisión descendente, está caracterizada porque comprende las etapas siguientes:

   - emisión por dicho terminal central (100; 101) de una señal luminosa descendente (S) de longitud de onda 10 única (λ0) doblemente multiplexada en amplitud y en el tiempo y que transporta los datos descendentes (D1, D2) destinados a recibirse por dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12), estando dicha señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0), 15 constituida por impulsos de tipo solitono que presentan una pluralidad de amplitudes (A1, A2);

   - transformación por dicho terminal central (100; 101) por un efecto no lineal de captura solitónica de dicha longitud de onda única (λ0) de dicha señal luminosa 20 (S) descendente, en una pluralidad de longitudes de onda (λ1, λ2) en función de dicha pluralidad de amplitudes (A1, A2) de modo que se forme una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda;

   - encaminamiento de la señal luminosa descendente 25 (Sf) multiplexada en longitudes de ondas, hacia dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12) y

   - multiplexación en longitudes de ondas de dicha señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de ondas, de modo que cada terminal cliente (11, 12) 30 reciba los datos que le están destinados (D1, D2) según una longitud de onda específica (λ1, λ2).

3. 3.- Método de transmisión óptica según la reivindicación 2, en donde dicha fase de transmisión ascendente comprende las etapas siguientes:

   - emisión de una pluralidad de señales luminosas ascendentes (S‟1, S‟2) hacia dicho terminal central (100; 5 101), transmitiendo cada señal luminosa ascendente, respectivamente, los datos ascendentes (D‟1, D‟2) con una longitud de onda distinta (λ‟1 , λ‟2) y siendo emitidos, respectivamente, por un terminal cliente de dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12) según una 10 amplitud (A‟1, A‟2) específica y con un desplazamiento temporal (t‟1, t‟2) predeterminado;

   - multiplexación, en longitudes de onda, de dicha pluralidad de señales luminosas ascendentes (S‟1, S‟2) de modo que se forme una señal luminosa ascendente (S‟1) 15 multiplexada en longitudes de ondas y

   - encaminamiento de dicha señal luminosa ascendente (S‟f) multiplexada en longitudes de ondas hacia al menos un receptor destinado a obtener los datos (D‟1, D‟2) emitidos por cada terminal cliente de dicha pluralidad de 20 terminales clientes (11, 12).

4. 4.- Método de transmisión óptica según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha fase de transmisión ascendente comprende, además:

   - una etapa de demultiplexación en longitudes de 25 ondas, en el curso de la cual la señal luminosa ascendente (S‟t) multiplexada en longitudes de onda, es espectralmente multiplexada en una pluralidad de componentes espectrales y

   - una etapa de recepción de los datos ascendentes por 30 una pluralidad de receptores, en donde cada una de dichas componentes espectrales, que transmite los datos

   ascendentes emitidos por un terminal cliente en una longitud de onda respectiva, se recibe por un receptor de dicha pluralidad de receptores.

5. 5.- Método de transmisión óptica según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha fase de 5 transmisión ascendente comprende, además:

   - una etapa de transformación, en donde dicha señal luminosa ascendente (S‟f) multiplexada en longitud de onda, se convierte, por un efecto no lineal, de captura solitónica, en una señal ascendente de longitud de onda 10 única (λ‟0), multiplexada en el tiempo que transporta los datos ascendentes y

   - una etapa de recepción de la señal ascendente de longitud de onda única (λ‟0) por un receptor único (39).

6. 6.- Método de transmisión óptica según una de las 15 reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende, además, anteriormente a dicha etapa de transformación, una etapa de compresión temporal de dichos impulsos de tipo solitono.

7. 7.- Sistema de transmisión óptica que comprende un 20 terminal central (1) y una pluralidad de terminales clientes (11–13) a través de una red óptica (3), estando dicho terminal central (1) destinado a emitir, en un enlace descendente, datos descendentes (D1-D3) con destino a dicha pluralidad de terminales clientes (11–13), estando 25 dicho sistema caracterizado porque comprende en el enlace descendente:

   - medios (1) de emisión de una señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) y que transmite dichos datos descendentes (D1-D3), estando dicha 30 señal luminosa descendente (S) doblemente multiplexada en el tiempo y en amplitud y constituida por impulsos de tipo

   solitono, que presentan una pluralidad de amplitudes (A1-A3);

   - un medio no lineal (5) para transformar, mediante un efecto de captura solitónica, dicha longitud de onda única (λ0) de dicha señal luminosa descendente (S) en una 5 pluralidad de longitudes de onda (λ1-λ3) en función de dicha pluralidad de amplitudes (A1-A3) de modo que formen una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda;

   - un medio de encaminamiento para encaminar la señal 10 luminosa descendente (Sf), multiplexada en longitudes de ondas, hacia dicha pluralidad de terminales clientes (11–13) y

   - medios de demultiplexación (7) para demultiplexar espectralmente dicha señal luminosa descendente (Sf), de 15 modo que cada terminal cliente (11–13) reciba los datos descendentes (D1-D3) que le están destinados según una longitud de onda específica (λ1-λ3).

8. 8.- Sistema de transmisión óptica que comprende un terminal central (100; 101) y una pluralidad de terminales 20 clientes (11, 12) a través de una red óptica (3), estando dicho terminal central (100; 101) destinado a emitir, en un enlace descendente, datos descendentes (D1, D2) con destino en dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12) y a recibir en un enlace ascendente, datos ascendentes 25 (D‟1, D‟2) procedentes de dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12), estando dicho sistema caracterizado porque el terminal central (100, 101) comprende:

   - medios de emisión (30) de una señal luminosa descendente (S) de longitud de onda única (λ0) y que 30 transmite dichos datos descendentes (D1, D2) estando dicha señal luminosa descendente (S) doblemente multiplexada en

   el tiempo y en amplitud y constituida por impulsos de tipo solitono, que presentan una pluralidad de amplitudes (A1, A2);

   - un medio no lineal (20) para transformar, mediante un efecto de captura solitónica, dicha longitud de onda 5 única (λ0) de dicha señal luminosa descendente (S) en una pluralidad de longitudes de onda (λ1, λ2) en función de dicha pluralidad de amplitudes (A1, A2) de modo que se forme una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda, comprendiendo dicho sistema, por otro 10 lado:

   - un medio de encaminamiento para encaminar la señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de ondas, hacia dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12) y 15

   - primeros medios de demultiplexación (7) para demultiplexar espectralmente dicha señal luminosa descendente (Sf), de modo que cada terminal cliente (11, 12) reciba los datos descendentes (D1, D2) que le están destinados según una longitud de onda específica (λ1 , λ2). 20

9. 9.- Sistema de transmisión óptica, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho sistema comprende, además, en el enlace ascendente:

   - medios (11, 12) de emisión de una pluralidad de señales luminosas ascendentes (S‟1, S‟2) hacia dicho 25 terminal central (100; 101), transmitiendo cada señal luminosa ascendente, respectivamente, los datos ascendentes (D‟1, D‟2) con una longitud de onda distinta (λ‟1 , λ‟2) y siendo respectivamente emitidas por un terminal cliente de dicha pluralidad de terminales 30 clientes (11, 12) según una amplitud (A‟1, A‟2) específica y con un desplazamiento temporal (t‟1, t‟2)

   predeterminado;

   - medios de multiplexación (7) para multiplexar, en longitudes de onda, dicha pluralidad de las señales luminosas ascendentes (S‟1, S‟2) de modo que se forme una señal luminosa ascendente (S‟f) multiplexada en longitudes 5 de onda;

   - medios de encaminamiento de dicha señal luminosa ascendente (S‟f) multiplexada en longitudes de ondas y

   - al menos un receptor (35, 37, 39) destinado a obtener los datos (D‟1, D‟2) emitidos por cada terminal 10 cliente de dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12).

10. 10.- Sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, en el enlace ascendente:

    - segundos medios (33) de demultiplexación para 15 demultiplexar espectralmente la señal luminosa ascendente (S‟t) da en longitudes de ondas, en una pluralidad de componentes espectrales y

    - una pluralidad de receptores (35, 37), a la salida de dichos segundos medios de multiplexación, estando cada 20 receptor adaptado para recibir datos ascendentes transmitidos por cada componente espectral y emitidos por un terminal cliente en una longitud de onda respectiva.

11. 11.- Sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, en el enlace ascendente: 25

    - un medio no lineal (5) destinado a convertir, por un efecto de captura solitónica, la señal luminosa ascendente (S‟f) multiplexada en longitudes de onda, en una señal ascendente de longitud de onda única (λ‟0) multiplexada en el tiempo que transmite los datos 30 ascendentes y

    - medios de recepción (39) de dicha señal ascendente

    de longitud de onda única (λ‟0).

12. 12.- Sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, un medio de compresión temporal (22) destinado a comprimir dichos impulsos de tipo solitono y situado flujo arriba de dicho medio no lineal 5 (5).

13. 13.- Sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha red óptica (3) es una red de acceso óptica pasiva de tipo PON.

14. 14.- Terminal central (100; 101) de transmisión 10 óptica, caracterizado por:

    - un emisor (30) destinado a emitir datos descendentes (D1, D2) con destino en una pluralidad de terminales clientes (11, 12), siendo transmitidos dichos datos por una señal luminosa descendente (S) de longitud 15 de onda única (λ0) que comprende una pluralidad de impulsos de tipo solitono, estando dicha señal luminosa descendente (S) doblemente multiplexada en el tiempo y en amplitud y que presenta una pluralidad de amplitudes (A1, A2) y 20

    - al menos un receptor (35, 37, 39) adaptado para recibir datos ascendentes (D‟1, D‟2) emitidos por dicha pluralidad de terminales clientes (11, 12);

    comprendiendo dicho terminal central (100; 101), además: 25

    - un medio de encaminamiento (31) que permite encaminar los datos descendentes y ascendentes y

    - un primer convertidor óptico (20) dispuesto entre el emisor (30) y el medio de encaminamiento (31), comprendiendo dicho primer convertidor óptico (20) un 30 medio no lineal (5) para transformar, por un efecto de captura solitónica, dicha longitud de onda única (λ0) de

    dicha señal luminosa descendente (S) en una pluralidad de longitudes de onda (λ1 , λ2) en función de dicha pluralidad de amplitudes (A1, A2) de modo que se forme una señal luminosa descendente (Sf) multiplexada en longitudes de onda. 5

15. 15.- Terminal (101) según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende, además, un recetor (39) de datos y un segundo convertidor óptico (21) que comprende un medio no lineal (5), estando el segundo (21) convertidor óptico dispuesto entre medio de encaminamiento 10 (31) y dicho receptor (39) de datos.