Brevet FR2475826A1 — publié le 19810814

La présente invention se rapporte d'une manière géné- rale aux systèmes de transmission sur fibre optique et concerne plus particulièrement un dispositif de déclenche- ment d'alarme pour une insuffisance du niveau de transmis- sion sur la ligne, pour module récepteur d'un système sim- plifié de transmission pour liaison monofibre. Un système de transmission sur fibre optique est constitué d'un module émetteur, d'un module récepteur et d'une fibre agencée entre ces modules. Le module émet- teur comporte une embase émettrice constituée d'une diode laser, d'une photodiode de contrôle et d'une optique de couplage laser - fibre insérée dans une fiche de connec- teur pour le raccordement de ladite embase au câble à fibre optique, et une électronique de commande assurant entre autres une régulation de la puissance optique émise. Le module récepteur comporte une embase détectrice cons- tituée d'un photodétecteur, tel qu'une photodiode à ava- lanche, et d'une optique de couplage photodiode - fibre insérée dans une fiche de connecteur pour le raccordement de ladite embase au câble à fibre optique, et une élec- tronique de commande assurant entre autres une régulation automatique de gain de la photodiode à avalanche. Pour une description détaillée du module récepteur, on se reportera par exemple à l'article publié dans la revue: "The Bell System Technical Journal", volume 57, n0 6, Juillet - Aoû^t 1978, page 1837, intitulé: "Practical 45 - Mb/s Regenera- tor for Lightwave Transmission". Dans un système de transmission utilisant plusieurs fibres optiques, il est connu d'employer un microproces- seur assurant la gestion du module récepteur et en parti- culier le déclenchement d'une alarme lors d'une insuffi- sance du niveau de transmission. Cependant, on ne peut justifier l'utilisation d'un microprocesseur dans le cas d'un système de transmission utilisant une seule fibre optique. L'invention a donc pour objet un dispositif de dé- clenchement d'alarme pour une insuffisance du niveau de transmission, pour récepteur d'un système de transmis- sion utilisant une fibre optique, comprenant un photodé- tecteur avec une régulation automatique de gain, carac- térisé en ce qu'il consiste en: - un filtre de bande passante extérieure à la bande de fréquences utilisée à la transmission sur fibre optique dont l'entrée est connectée audit photodétecteur, - des moyens d'amplification connectés à la sortie dudit filtre, - des moyens de redressement connectés à la sortie desdits moyens d'amplification, - un circuit comparateur de tension connecté à la sortie desdits moyens de redressement, et - des moyens de déclenchement d'alarme connectés à la sortie dudit circuit comparateur de tension. On notera que le circuit électrique du dispositif de déclenchement d'alarme décrit ci-dessus est d'une conception particulièrement simple. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la bande passante du filtre est extérieure à la bande de fréquencesutilisée à la transmission sur fibre optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés unique- ment à titre d'exemple et dans lesquels: - la figure 1 est un diagramme partiellement sous forme de blocs du module récepteur comportant une pre- mière variante de dispositif de déclenchement d'alarme selon l'invention; - la figure 2 est un diagramme partiellement sous forme de blocs du module récepteur comportant une secon- de variante de dispositif de déclenchement d'alarme selon l'invention; et -3 - la figure 3 est un diagramme partiellement sous forme de blocs du module récepteur comportant une troi- sième variante de dispositif de déclenchement d'alarme selon l'invention. Selon une première variante de l'invention représen- tée à la figure 1, le dispositif de déclenchement d'a- larme 1 conforme à l'invention est connecté en A à un photodétecteur, tel que par exemple une photodiode à avalanche 2, prévu dans le module récepteur d'un systè- me de transmission utilisant une seule fibre optique. L'entrée E d'un amplificateur A1 est connectée en A à la photodiode à avalanche 2, et ledit amplificateur A1 dé- livre en sortie S des impulsions ayant une amplitude, par exemple, d'1 volt crête à crête. Sur la sortie S- de l'amplificateur A est connecté un détecteur crête à crête 3 assurant la régulation automatique de gain de la photodiode à avalanche 2, et dont la sortie S2 est re- liée à un circuit de polarisation 4 de la photodiode à avalanche 2, la sortie S3 de ce circuit de polarisation étant connectée à ladite photodiode à avalanche. La photodiode à avalanche 2 est reliée en A à la terre par l'intermédiaire d'une résistance R. On décrira maintenant la structure du dispositif de déclenchement d'alarme 1 selon cette première variante de la figure 1. Ce dispositif de déclenchement d'alarme 1 comprend un filtre 5 dont l'entrée E4 est connectée à la photo- diode à avalanche 2 parl'intermédiaire dune résistance R' dont la valeur est nettement plus grande que celle de la résistance R. On notera ici que le filtre 5 a une bande passante extérieure à la bande de fréquencesutilisée à la transmission par le code des impulsions. Plus préci- sément, la fréquence moyenne du filtre 5 peut être soit inférieure (dans ce cas, le filtre 5 est un filtre passe-bas), soit supérieure(dans ce cas, le filtre 5 est un filtre passe-haut) aux bornes inférieure ou supé- rieure de ladite bande de fréquence utilisée à la trans- mission par le code des impulsions, respectivement. Avantageusement, le code utilisé est par exemple le code 3B - 4B/4E 6S6 OM qui est décrit dans la demande de brevet français déposée le 18 Décembre 1979 au nom de la Société"LIGNES TELEGRAPHIQUES ET TELEPHONIQUES" concer- nant: "Procédé de transcodage d'informations binaires pour transmission sur ligne et système de transmission l'utilisant". La sortie S4 du filtre 5 est connectée à un ampli- ficateur à très faible bruit 6 dont la sortie S5 est connectée à un amplificateur 7. A la sortie S6 de l'am- plificateur 7 est relié un circuit de redressement com- portant une diode D et une résistance Ri, et en série un circuit intégrateur comportant une résistance R et un condensateur C. La sortie de ce circuit intégrateur est connectée à l'une des bornes d'entrée E8 d'un am- plificateur comparateur à seuil 8, tandis que l'autre borne d'entrée E9 dudit amplificateur 8 est reliée à une source de tension réglable de référence élaborée en 9. A la sortie S8 de l'amplificateur comparateur 8 sont connectées en série une résistance R3 et une diode électroluminescente D' commandant une alarme. Bien en- tendu, on peut remplacer la diode D' par tout autre mo- yen approprié sans sortir du cadre de l'invention. Selon une seconde variante de l'invention repré- sentée à la figure 2, et dans laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par le même repère, le dispositif de déclenchement d'alarme 1 est connecté à la sortie S1 de l'amplificateur A1. Plus précisément, l'entrée E4 du filtre 5 est connectée à la sortie S de l'amplificateur Ai, et la sortie S4 dudit filtre 5 est directement connectée à l'entrée de l'amplificateur 7. Selon une troisième variante de l'invention repré- sentée à la figure 3, et dans laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 2 sont désignés par le même repère, le dispositif de déclenchement d'alarme 1 décrit précédemment est connecté entre la sortie S1 de l'amplificateur A1 et le circuit de polarisation 4 de la photodiode à avalanche 2. Plus précisément, la sortie S8 de l'amplificateur comparateur 8 est connectée à la diode électroluminescente D' et à l'entrée du circuit de polarisation 4. Ainsi, la régulation automatique de gain de la photodiode à avalanche 2 est assurée à partir de l'amplificateur comparateur 8. Le fonctionnement et la manière d'utiliser le dis- positif de déclenchement d'alarme selon l'invention se déduisent de la description qui précède et seront expli- qués dans ce qui suit. Tout d'abord, en fonctionnement normal, c'est-à- dire en présence d'une puissance optique incidente normalisée, les impulsions électriques codées produites par la photodiode à avalanche 2 sont amplifiées par l'amplificateur A et elles ont une amplitude constante à la sortie grâce à une boucle d'asservissement. En effet, l'amplitude crête à crête des impulsions est me- surée par le détecteur crête à crête 3 qui en délivre donc une tension continue proportionnelle. Cette ten- sion est appliquée au circuit de polarisation 4 de la photodiode à avalanche 2 et en commande donc le gain, ladite photodiode possédant en outre une dérive en température. Ainsi, cet asservissement permet le main- tien de l'amplitude constante normalisée (par exemple 1 volt crête à crête) des signaux de sortie malgré les variations éventuelles de la température ambiante et les variations de la puissance optique incidente. -En supposant maintenant qu'il existe une insuffi- sance du niveau de transmission en ligne, c'est-à- dire une insuffisance de la puissance optique incidente, étant donné que l'amplitude des signaux de sortie reste. constante, le système d'asservissement décrit ci-dessus provoque une surpolarisation (par rapport à la polarisa- tion normale) de la photodiode à avalanche 2 qui délivre donc en sortie du bruit, de l'ordre par exemple d'l volt. Le principe du déclenchement d'alarme réside dans le fait qu'on utilise l'énergie dans une bande de fré- quences non utilisée à la transmission du code des im- pulsions; ceci est obtenu par le filtre 5 dont la bande passante est extérieure à la bande de fréquences utili- sée par le code des impulsions. Ainsi, selon la variante de la figure 1,- le bruit est amplifié par le premier amplificateur à faible bruit 6 et par le second amplificateur 7, puis redressé par le circuit de redressement (D et R1), et intégré par le circuit intégrateur (R2 et C), de façon à produire une tension continue proportionnelle à la valeur efficace du bruit. Cette tension est ensuite comparée à une tension de référence élaborée en 9,par l'amplificateur 8. Si cette tension de seuil est at- teinte, l'amplificateur comparateur 8 fournit un signal de commande à la diode électroluminescente D' déclen- chant une alarme de nature quelconque. On notera que le réglage de ladite tension de ré- férence permet de déterminer la puissance optique mi- nimum d'alarme; par exemple, la puissance normalisée étant de - 53 dBm, la puissance d'alarme est de - 60 dBm. Ce qui vient d'être décrit précédemment reste va- lable pour les variantes représentées aux figures 2 et 3. On ajoutera qu'en ce qui concerne la variante re- présentée à la figure 2, le bruit est uniquement am- plifié par l'amplificateur 7 compte tenu du niveau suf- fisant en sortie de l'amplificateur A1. En outre, selon la variante représentée à la figure 3, le dispo- sitif de déclenchement d'alarme selon l'invention a également pour fonction d'assurer la régulation auto- matique de gain de la photodiode à avalanche. *6t i -. REVENDICATIONS 1- Dispositif de déclenchement d'alarme pour une insuffisance du niveau de transmission, pour récepteur d'un système de transmission utilisant une fibre optique, comprenant un photodétecteur avec une régulation automa- tique de gain, caractérisé en ce qu'il consiste en: - un filtre de bande passante extérieure.à la bande de fréquencesutilisée à la transmission sur fibre opti- que dont l'entrée est connectée audit photodétecteur, - des moyens d'amplification connectés à la sortie dudit filtre, - des moyens de redressement connectés à la sortie desdits moyens d'amplification, - un circuit comparateur de tension connecté à la sortie desdits moyens de redressement, et - des moyens de déclenchement d'alarme connectés à la sortie dudit circuit comparateur de tension. 2- Dispositif de déclenchement d'alarme pour une insuffisance du niveau de transmission, pour récepteur d'un système de transmission utilisant une fibre optique, comprenant un photodétecteur avec une régulation automa- tique de gain, caractérisé en ce qu'il consiste en: - un filtre de bande passante extérieure à la bande de fréquencesutilisée à la transmission sur fibre opti- que dont l'entrée est connectée à la sortie d'un ampli- ficateur alimenté par ledit photodétecteur, - des moyens d'amplification connectés à la sortie dudit fibre, - des moyens de redressement connectés à la sortie desdits moyens d'amplification, - un circuit comparateur de tension connecté à la sortie desdits moyens de redressement, et - des moyens de déclenchement d'alarme connectés à la sortie dudit circuit comparateur de tension. 3- Dispositif de déclenchement d'alarme selon la revendication 2, caractérisé en ce que la régulation au- tomatique de gain précitée est assurée à partir du cir- cuit comparateur de tension précité. 4- Dispositif de déclenchement d'alarme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence moyenne du filtre précité est inférieure à la borne in- férieure de la bande de fréquences utilisée à la trans- mission sur fibre optique. 5- Dispositif de déclenchement d'alarme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence moyenne du filtre précité est supérieure à la borne su- périeure de la bande de fréquences utilisée à la trans- mission sur fibre optique. 6- Dispositif de déclenchement d'alarme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'am- plification précités sont constitués par un premier am- plificateur à faible bruit et un second amplificateur connecté en série. 7- Dispositif de déclenchement d'alarme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le photo- détecteur précité est une photodiode à avalanche. 9 Feuillets.