Mise en place expérimentale

Suite à l’étude numérique, et ce afin de démontrer expérimentalement l’efficacité de la map symétrique, nous avons construit, sur le même principe que celui décrit dans la section V.2.5, deux boucles à recirculation pour comparer les performances des deux types de ligne de transmission.

V.3.4.1. Dispositifs expérimentaux

Les deux dispositifs expérimentaux sont schématisés sur la Figure V-37. Le principe des deux boucles est essentiellement le même que celui décrit dans le paragraphe V.2.5. Le train d’impulsions de 1.3ps (FWHM) à 160-GHz généré par mélange à quatre ondes multiple [9] est injecté dans les différentes boucles à recirculation grâce à l’acousto-optique (AO1) et au coupleur 50:50. La boucle de type asymétrique (Figure V-37(a)), est constituée de 102km (100km de fibre + 2km de rallonges et ajustement de la dispersion) de fibre SMF (D=17ps/km.nm, S=0.056ps/km.nm²) suivie d’un module de compensation de la dispersion dont les caractéristiques sont données au paragraphe V.3.4.2. Deux amplificateurs à fibre dopée Erbium (Figure de bruit=5dB) compensent les pertes totales du système (44.2dB) tandis qu’un filtre optique accordable en longueur d’onde de type gaussien et de largeur (FWHM) égale à 1.8-THz (voir Figure V-38(a)) est en charge d’éliminer une partie du bruit généré par les amplificateurs. Un contrôleur de polarisation permet également de diminuer, bien que peu néfastes, les effets de PMD mesurée ici environ à 0.05ps/km1/2 pour l’ensemble de la boucle à recirculation [44]. Après propagation, le signal est amplifié et filtré grâce à un filtre optique Teraxion, à technologie réseau de Bragg, de type flat-top et de largeur égale à 1-THz dont la réponse est donnée sur la Figure V-38(b).

Finalement, le signal est analysé à l’aide de notre dispositif d’autocorrélation à génération de second harmonique. Quant à la boucle symétrique, représentée sur la Figure V-37(b), elle est construite de manière identique mais en incorporant simplement le module de compensation de la dispersion au milieu du tronçon de SMF. Le temps de parcours des deux boucles à recirculation a été ensuite mesuré à 578µs et le dispositif expérimental est commandé grâce à un programme Labview identique à celui présenté dans la section V.2.5.2.

Figure V-37 (a) Dispositif expérimental de la boucle à recirculation de type asymétrique (b) Symétrique.

Figure V-38 (a) Réponse du filtre gaussien de 1.8-THz (FWHM) en fonction de la longueur d’onde (b)

Réponse du filtre Teraxion de 1-THz à réseau de Bragg en fonction de la longueur d’onde.

V.3.4.2. Compensation de la dispersion d’ordre 3

Nous avons déjà évoqué précédemment que la dispersion d’ordre 3 est un effet dévastateur pour les transmissions à ultra-haut débit [21, 87, 91, 93, 94, 96, 197]. Nous pouvons encore illustrer ce phénomène grâce à ce nouveau dispositif expérimental. La Figure V-39(a) montre en traits pointillés la fonction d’autocorrélation après propagation dans le tronçon de 102km de fibre SMF suivi par une

(b)

(a)

(b)

(a)

compensation de la dispersion chromatique d’ordre 2 par une fibre DCF avec D=-95.4ps/km.nm et de pente nulle (144m de fibre SMF ont été ajoutés pour compenser finement la dispersion chromatique). Nous observons alors une nette dégradation de la fonction d’autocorrélation après seulement une période d’amplification. D’autre part, le centre de recherche et développement de France Télécom à Lannion nous a prêté un module de compensation composé de 16.076km de DCF dont les caractéristiques en fonction de la longueur d’onde sont visibles sur la Figure V-39(b) pour la dispersion chromatique et sur la Figure V-39(c) pour la pente de la dispersion. A 1550.5nm, le module possède une dispersion de -107.8ps/km.nm et une pente de -0.35ps/km.nm2 et par conséquent, est capable de compenser 99% de la dispersion totale d’ordre 3 de la boucle. Après incorporation au sein de la boucle, nous observons l’efficacité de ce module par un quasi retour à la trace d’autocorrélation initiale à la fin de la période d’amplification (courbe en trait-points sur la Figure V-39(a)). Ce résultat prouve une nouvelle fois la nécessité, à très haut débit, de compenser la pente de la dispersion.

(b)

(a)

(c)

Figure V-39 (a) Fonction d’autocorrélation du train d’impulsions à 160-GHz après une période d’amplification, train initial (trait plein), compensation de la dispersion d’ordre 2 par une fibre DCF (traits pointillés) et compensation de la dispersion et de la pente par lemodule DCF France Télécom (trait-points) (b)

Dispersion chromatique du module de DCF en fonction de la longueur d’onde (c) Pente de la dispersion.

V.3.4.3. Optimisation de la dispersion d’ordre 2

D’une manière similaire à celle de la boucle ADM, la dispersion d’ordre 2 de la boucle à recirculation doit être finement ajustée pour compenser la dispersion résiduelle des éléments ajoutés tels que les amplificateurs, filtre et acousto-optique…De plus, et pour plus de précision, l’ajustement de la dispersion chromatique a été effectué après 300km de propagation. La Figure V-40 montre un exemple

de quelques fonctions d’autocorrélation relevées en insérant respectivement 19, 24 et 30m de fibre SMF au niveau de l’AO2. Le point optimum est alors atteint en rajoutant 24m de SMF supplémentaire au sein de la boucle à recirculation.

Figure V-40 Fonction d’autocorrélation du train d’impulsions à 160-GHz après 300km de propagation, train initial (trait plein), ajustement de la dispersion d’ordre 2 par de la fibre SMF : 19m (traits pointillés), 24m (trait-points) et 30m (points).

V.3.4.4. Etude en puissance

La Figure V-41 montre une étude en puissance après 400km de propagation dans la map asymétrique. Contrairement à la ligne ADM et à la Figure V-22, nous n’observons pas de régime solitonique dans la ligne de dispersion classique. En effet, plus la puissance injectée dans la boucle augmente et plus le signal se voit dégradé par la présence des effets non linéaires. Nous pouvons donc en conclure que la puissance optimale de la ligne est en fait un compromis entre le rapport signal à bruit et la minimisation des effets non linéaires.

Figure V-41 Fonction d’autocorrélation du train d’impulsions à 160-GHz après 400km de propagation dans la boucle asymétrique en fonction de la puissance moyenne injectée dans la ligne, de bas en haut : train initial, P=6.6, 17.8, 30, 52, 60 et 66mW.