Revista de Telecomunicaciones de Alcatel - 4º trimestre de 2000Fibras TeralightBombasRamanAmplificadoresde Banda C y LTx y Rx del ETDMde 40 Gbit/s64 Láseresde la Banda L64 Láseresde la Banda CFigura 9 – Organización del experimento de transmisión de 5,12 Tbit/s en el laboratorio CRC en MarcoussisOrganización del experimentode 5,12 Tbit/sSe realizaron varias preparaciones ypre-pruebas del sistema en losCentros de Investigación de Alcatelen Stuttgart y Marcoussis. El experimentode la transmisión fue finalmenteinstalado y probado enMarcoussis. La Figura 9 muestra laorganización del equipo experimentalen el laboratorio. De izquierda aderecha se encuentran las bobinasde fibra Teralight, los láseres de lasbombas Raman que bombean losláseres, EDFAs, el equipo ETDM de40 Gbit/s junto con dos generadoresde muestras y un detector de BER,dos bastidores con los láseres DFBde la banda-L (detrás del equipo deETDM) y dos bastidores con losláseres DFB de la banda-C.Desafíos de la amplificaciónóptica y de la compensaciónde la dispersiónAmplificación RamanLa amplificación Raman se usó encombinación con los EDFAs paramejorar el SNR total. Esta tecnologíade amplificación se ha usado muchotiempo en los sistemas submarinossin repetidor y se ve ahora como unpaso necesario en muchas otras aplicacionesde la transmisión. Enfrentede cada amplificador, una onda continuafuerte se lanza hacia atrás dentrode la fibra de transmisión con unalongitud de onda específica. Estaonda actúa como una bomba paraproporcionar ganancia a los correspondientescanales WDM encauzadaa través de un proceso paramétricoconocido como Stimulated RamanScattering (SRS). Este procesopuede mejorar el SNR porque sePotencia relativa (dBm)0-5-10-15-20Distancia (km)0 20 40 60 80 100δ Ptrata de un proceso distribuido, encontraste con el esquema de pilasinvolucrado en los EDFAs. Una visiónmejor de este fenómeno puede obtenersesimulando el cambio relativoen la potencia de la señal a lo largode un tramo de 100 Km., como sedescribe en la Figura 10. En presenciade una Amplificación Raman de10 dB, la caída de potencia comoresultado de la pérdida en la fibra sedetiene a aproximadamente 20 Km.antes del siguiente repetidor. En estepunto, el nivel de potencia esRaman + EDFAFigura 10 – Variación típica de la potencia en función de la distancia en presencia deamplificación Raman-5-10-15-20EDFA293
Transmisión multiterabit sobre fibra TeraLight de Alcatel-5-10(a)(a) (b) (c) (d)Potencia óptica (dBm)-155(b)0-5-15(c)-20-25-8(d)-13-181525 1545 1565 1585 1605Longitud de onda (nm)SI-SRSEDFAs(Bandas C y L)Pérdida/Ganancia (dB)BomdasRamanEDFAs(Bandas C y L)25(x) Pérdida de la fibra20155-(b)+(x)+(c)0-51525 1545 1565 1585 1605Longitud de onda(nm)Figura 11 – Gestión de la ganancia plana; el objetivo es que los espectros (a) y (d) sean idénticos: (a) Entrada EDFA (b) Salida EDFA(c) Bombas Raman (d) Bombas Raman. La ganancia-pérdida inducida SI-SRS viene dada por (c) – (b) + (x)dP=6 dB superior que a la entrada deun EDFA estándar. Este nivel depotencia mínimo en el tramo estableceprincipalmente la cantidad deruido generada por el proceso deamplificación total. Por consiguiente,desplegando los amplificadoresRaman se reduce eficazmente la pérdidadel tramo en varios dB (típicamente5 dB), o incrementa eficazmenteel SNR en la misma cantidad.Los amplificadores Raman proporcionanla ganancia máxima a aproximadamente100 nm fuera de la longitudde onda de la bomba. Ennuestro experimento, para obteneruna ganancia plana simultáneamentesobre las bandas C y L, lanzamos laluz de cuatro láseres semiconductoresmultiplexados, utilizados comobombas, a longitudes de onda de1427, 1439, 1450 y 1485 nm.Variando la potencia de cada láser,fue posible sintonizar la gananciatotal del amplificador Raman paramantener una constante a lo largodel tramo.Gestión de la ganancia constanteEs difícil de mantener una distribuciónde ganancia plana global debidoa la presencia de Self-Induced RamanScattering (SI-SRS), un fenómenono-lineal específico en los sistemasWDM de gran escala. Este efecto seorigina por el mismo fenómeno físicoque el utilizado para la amplificaciónRaman, pero está causado por la solapropagación del canal múltiple. El SI-SRS transfiere energía desde loscanales de longitud de onda máscorta a aquellos de longitud de ondamás larga, produciendo una distorsiónespectral fuerte. Caracterizamoseste efecto en nuestro enlace paracada tramo de fibra.El resultado de este cálculo de SI-SRS ganancia/pérdida, se muestraen la Figura 11. Teniendo en cuentaque el SI-SRS es como atravesar unfiltro que está libre de pérdidas, enpromedio, es decir el número defotones perdidos por los canales delongitudes de onda más cortas, esigual al número de fotones ganadospor los canales de longitudes deonda más largas. La característicaprincipal de este filtro es que esnotablemente lineal en dB en funciónde la longitud de onda a lo largode ambas bandas C y L, en una granaproximación con las prediccionesanalíticas [11]. Aquí la proporción depotencia entre el canal 1 y elcanal 128 es simplemente de 6 dB, o3 dB por banda.La estrategia para controlar la distribuciónde potencia de los canalesDWDM fue la de mantenerla planaen las entradas de todos los EDFAs.Para compensar el fenómeno SI-SRS, se ajustó cuidadosamente lalongitud de fibra dopada de erbio encada banda EDFA C y L para proporcionaruna ganancia más alta (aproximadamente3 dB) en la zona delongitud de onda más corta que en lade la longitud de onda más larga,como se ilustra en la Figura 11b.Bajo estas condiciones, el espectroen cada banda es plano en la entradadel siguiente amplificador cuandolas bombas Raman están inactivas(Figura 11c), pero la banda C disminuyeen 4 dB en beneficio de labanda L. Con las bombas Ramanactivas (Figura 11d), esta disminuciónse corrige en parte, cuando laamplificación Raman proporcionauna ganancia media de 12 dB en labanda C y de 10 dB en la banda L.Así, la distribución de potencia relativamenteplana de la Figura 11a se294