Brevet FR2510267A1 — publié le 19830128

DISPOSITIF DE MESURE D'ATTENUATION D'UNE LIAISON PAR FIBRE OPTIQUE La présente invention se rapporte au domaine du contrôle des liaisons par fibres optiques et elle a plus particulièrement pour objet la mesure de l'atténuation apportée à la transmission de signaux sur une telle liaison. Pour effectuer;cette mesure, il est connu d'utiliser un émetteur, composé d'une diode photoémettrice et son circuit de commande et d'alimentation, la diode étant couplée. optiquement à une extrémité de la liaison optique; l'autre extrémité de celle-ci est couplée à une diode photodétectrice, elle-même reliée à des circuits de réception comportant un amplificateur du signal détecté, un circuit de mesure et un dispositif de lecture de l'atténuation. Ce genre d'appareil, utilisé en laboratoire, présente de nombreux inconvénients lorsqu'on désire l'utiliser sur chantier, après installation d'une liaison optique. Tout d'abord, les extrémités de la liaison installée à contrôler sont en général assez éloignées et, ce, pour une durée indéterminée, ce qui nécessite de la part des instruments de mesure une grande stabilité en fonction du temps, de la température et de la tension d'alimentation. D'autre part, l'utilisation extérieure nécessite que ces appareils puissent fonctionner en lumière ambiante et milieu parasité. Enfin, I'appareil résultant doit être aisément transportable, léger, d'une utilisation simple limitant au maximum la possibilité d'erreurs d'interprétation. La présente invention a pour objet un dispositif de mesure répondant à ces diverses contraintes, notamment par affichage numérique, de préférence directement en dB, de l'atténuation mesurée, et par l'automatisation et/ou l'affichage de la prise en compte des conditions de mesure (sensibilité) choisies. A cet effet, le dispositif comporte notamment: - un émetteur d'un rayonnement lumineux dans la fibre optique à tester; - un récepteur de ce rayonnement après propagation dans la fibre, qui comporte: - des moyens de conversion du rayonnement reçu en un signal électrique; - des moyens de comparaison du niveau du signal électrique à un niveau de référence; - des moyens d'affichage numérique de l'atténuation subie par le rayonnement lumineux, cet affichage s'effectuant de préférence directement en dB; - des moyens d'adaptation du signal électrique aux moyens d'affichage, qui, dans le cas où ce dernier est réalisé en dB, comportent notamment un amplificateur logarithmique. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte en outre: - un certain nombre d'amplificateurs commutables, placés après les moyens de conversion, la commutation étant automatiquement prise en compte par les moyens de comparaison; - un dispsitif d'affichage des erreurs susceptibles d'intervenir par dépassement de l'échell de mesure. L'invention sera mieux comprise à la'aide de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés, qui représentent: - la figure 1, un schéma-global du dispositif selon l'invention; - la figure 2, le schéma d'un mode de réalisation de l'émetteur de rayonnement lumineux utilisé dans le dispositif selon l'invention; - la figure 3, le schéma d'un mode de réalisation du récepteur utilisé dans le dispositif selon l'invention. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. Sur le schéma de la figure 1, on a représenté une liaison 2 par fibre optique dont on désire mesurer l'atténuation, comportant à chacune de ses extrémités des connecteurs, respectivement 10 et 30, coopérant avec des moyens de raccordement classiques, non représentés, prévus sur des boîtiers respectivement émetteur l et récepteur 3 du dispositif de mesure selon l'invention. La figure. 2 représente schématiquement un mode de réalisation de l'émetteur du dispositif selon l'invention. Cet émetteur comporte principalement des moyens d'émission 14 d'un rayonnement lumineux dans la fibre 2 à mesurer, constitués dans un mode de réalisation préféré par une diode semiconductrice, alimentés par un circuit de commande et d!alimen- tation, comportant une source d'énergie 11, à savoir une source de courant pour une diode. Le signal émis par la diode peut être soit. continu soit, dans un mode de réalisation préféré, modulé en amplitude, afin d'éliminer l'effet de signaux parasites continus qui pourraient s'infiltrer dans la transmission. Cette modulation est par exemple réalisée comme représenté sur la figure à l'aide d'un oscillateur 12 qui module sinusoidalement à sa fréquence (F) le courant délivré par la source 11, dans un mélangeur 13. La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation du récepteur utilisé dans le dispositif selon l'invention. Ce récepteur comporte d'abord des moyens de conversion 31 en signal électrique du rayonnement lumineux reçu après propagation dans la fibre optique 2 à mesurer. Ces moyens 31 sont réalisés de préférence à l'aide d'une diode semi-conductrice du type PIN, suivie par un préamplificateur 32 à faible bruit. L'amplificateur 32 est suivi par un ensemble 33 de gain variable, constitué d'amplificateurs susceptibles d'être mis ou non en série dans le circuit à l'aide d'une commande extérieure 330. Cet ensemble 33 se compose par exemple, comme représenté sur la figure, de deux amplificateurs en série, respectivement 331 et 332, susceptibles d'être court-circuités par des interrupteurs commandés par la commande 330. Après l'ensemble d'amplificateurs commutables 33, on trouve des moyens de filtrage 34 du signal ainsi amplifié. Ce filtre 34 est suivi par un circuit 35 ayant pour fonction de démoduler le signal reçu lorsque, comme décrit figure 2, il a été modulé à l'émission. Ce démodulateur est constitué par exemple par un détecteur linéaire fournissant un signal continu à partir du signal alternatif reçu. A la sortie du détecteur 35 est connecté un amplificateur logarithmique 36, qui est nécessaire lorsque l'affichage du niveau d'atténuation est réalisé en dB, comme décrit plus loin. Le dispositif comporte encore, après l'amplificateur logarithmique 36, des moyens de comparaison du niveau du signal à une valeur de référence, repérés 37, décrits plus en détail ci-dessous, et des moyens d'affichage numérique 38 de l'atténuation subie par un signal, par exemple en dB. Cet affichageutilise par exemple des diodes électroluminescentes ou des cristaux liquides. Le dispositif comporte en outre, selon une variante de réalisation préférée, un dispositif de détection d'erreur d'échelle 39, relié à un affichage 40, décrit ci-après. Le fonctionnement de ce -dispositif est le suivant. Dans une première étape, l'émetteur 1 et le récepteur 3 sont reliés à l'aide d'une liaison optique de très faible longueur afin de presenter une atténuation très sensiblement voisine de zéro. Un signal est émis par l'émetteur 1 vers le récepteur 3, il est détecté par la diode 31, amplifié, filtré et le niveau de référence du comparateur 37 est ajuste afin que l'atténuation affichée soit égale à zéro. Dans une deuxième étape, l'émetteur 1 et le-récepteur 3 sont branchés aux extrémités de la liaison optique à mesurer. La diode émettrice 14 émet, comme précédemment, un courant modulé à la fréquence de l'oscillateur 12. Après propagation dans la fibre'2, le signal optique est reçu et transformé en signal électrique par la diode 31 et amplifié par le préamplificateur 32. Il est ensuite transmis aux moyens d'amplification - commutables 33; l'un par exemple de ces amplificateurs est mis en service, amplifie le signal qui est ultérieurement filtré par le filtre 34 puis transforme en signal continu par le détecteur linéaire 35.Le signal est ensuite amplifié par l'amplificateur logarithmique 36 puis comparé par le comparateur 37 au signal de référence, reçu en l'absence d'atté nuation et tel qu'identifié lors de la première étape. Le résultat de la comparaison est affiché en dB sur le dispositif 38. I1 est à noter que le gain du ou des amplificateurs mis en service de l'ensemble 33 est pris en compte directement et automatiquement au niveau du comparateur 37, par exemple au moyen de commutateurs commandés en synchronisme avec ceux de l'ensemble 33, afin d'éviter toute erreur lors de la mesure. En outre, lorsque le choix du ou des amplificateurs mis en service n'est pas correct et conduit à un dépassement de l'échelle (amplification trop faible et donc signal trop faible par exemple), le détecteur 39, opérant par exemple par comparaison du signal en sortie du détecteur linéaire 35 à des seuils de tension prédéterminés, envoie un signal d'erreur vers un afficheur 40. Ainsi l'utilisateur est averti du dépassement d'échelle et peut corriger l'amplification au niveau de la mise en service des amplificateurs de l'ensemble 33. I1 apparaît ainsi que le dispositif selon l'invention permet de réaliser très simplement, rapidement et clairement des mesures d'affaiblissement de liaisons optiques, affichées directement en dB, et ce, avec une grande dynamique, grâce à l'introduction d'amplificateurs par commutation; il permet également d'éviter les erreurs grâce dune part à la prise en compte automatique du gain des amplificateurs et d'autre part au système d'affichage des dépassements d'échelle. Un tel dispositif est donc particulièrement adapté à l'utilisation sur chantiers et peut, dans cette optique, être alimenté sur batteries internes, un convertisseur continu-continu assurant le cas échéant l'interface. A titre d'exemple, la fréquence de modulation du signal émis peut être de l'ordre dl KHz et les gains des amplificateurs commutables peuvent être par exemple de 20 dB optiques et 10 dB optiques pour les amplificateurs 331 et 332 respectivement. La description ci-dessus a été faite à titre d'exemple non limitatif et les variantes à la portée de l'homme du métier entrent dans le cadre de l'invention. C'est ainsi notamment que le mode de réalisation décrit comporte la prise en compte automatique du gain d'amplification choisi par l'opérateur, mais ce choix peut bien entendu faire l'objet d'un simple affichage. De même, le détecteur d'erreur d'échelle peut commander directement la mise en ou hors service des amplificateurs de l'ensemble 33. REVENDICATIONS l. Dispositif de mesure d'atténuation d'une liaison par fibre optique, comportant: - un émetteur (1) d'un rayonnement lumineux dans la fibre optique (2); - un récepteur (3) du rayonnement lumineux après propagation dans la fibre (2); le dispositif étant caractérisé par le fait que le - récepteur (3) comporte: - des moyens de conversion (31) du rayonnement reçu en un signal électrique; - des moyens de comparaison (37) du niveau du signal électrique à un niveau de référence; - des moyens d'affichage numérique (38) de l'atténuation subie par le rayonnement lumineux, fournie par les moyens de comparaison (37); - des moyens d'adaptation (36) du signal électrique aux moyens d'affichage (38). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'affichage (38) réalisent un affichage en dB et les moyens d'adaptation (36) comportent un amplificateur logarithmique. - 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de comparaison (37) comportent des moyens de réglage du niveau de référence tels que les moyens d'affichage (38) indiquent une atténuation sensiblement egale à zéro lorsque l'émetteur (1) et le récepteur (3) sont reliés par une fibre optique très courte par rapport à la fibre à mesurer (2). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le récepteur (3) comporte de plus des moyens d'amplification (33) du signal reçu, dont le gain variable commandé par une commande (330), assurant la prise en compte correspondante au niveau des moyens de comparaison (37). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait ole récepteur (3.) comporte de plus des moyens de détection (40, 39) de dépassement de l'échelle des moyens de comparaison (37) . 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens de détection comportent des moyens d'affichage (40). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'émetteur (1) comporte une diode (14) recevant un courant modulé en amplitude et émettant le rayonnement lumineux dans la fibre (2). 3 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le récepteur (3) comporte - de plus des moyens de démodulation (35) du signal fourni par les moyens de conversion (31). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de démodulation(35) comportent un détecteur linéaire fournissant un signal électrique continu.