Brevet FR2509935A1 — publié le 19830121

La présente invention concerne des réseaux d'in- terface destinésà interconnecter des circuits électriques et des liaisons optiques. On peut aisément disposer de guides de lumière aussi bien que de réseaux d'ordinateurs, et leurs utilisa- tions se développent continuellement On prévoit que les réseaux d'ordinateurs bénéficieront de l'utilisation de guides de lumière en tant que support de transmission, du fait qu'ils procurent une isolation vis-à-vis des boucles de masse, qu'ils minimisent les perturbations électromagné- tiques, qu'il économisent de l'espace et qu'ils procureront des économies par rapport aux systèmes à câbles coaxiaux lorsqu'une égalisation est nécessaire. Bien que les réseaux d'ordinateurs classiques n'utilisent actuellement pas de guides de lumière, leur uti- lisation dans les installations futures est actuellement en cours d'étude (Voir l'article de E G Rawson et col. intitulé "Fibernet: A Fiber Optic Computer Network Experi- ment", publié dans le document: Fourth European Conference on Optical Communications Conference Proceedings, Genes, Italie, septembre 1978 Cependant, l'utilisation de liaisons à fibres nécessite plus qu'un simple remplacement du câble coaxial par une longueur de fibre optique Le signal optique doit 9 tre détecté et converti en un signal électrique et, inversement, le signal électrique doit être converti en un signal optique Dans la mesure o ces processus sont dis- tincts, il est nécessaire d'utiliser deux liaisons optiques. En outre, dans un système employant un protocole de résolu- tion de conflit, ce protocole doit être établi d'une manière permettant à chaque station de contrôler toutes les autres stations pendant qu'elle émet, de façon à détecter la pré- sence d'autres signaux perturbateurs Simultanément, le ré- seau d'interface doit être capable d'éviter des réflexions des signaux incidents. Conformément à l'invention, un réseau d'interface destiné à assurer l'interface entre un circuit optique et un circuit électrique comprend des moyens de réception qui convertissent des signaux optiques en signaux électriques, et sont disposés entre un premier guide de lumi ère dans le circuit optique et le circuit électrique, des moyens d'émis- sion qui convertissent des signaux électriques en signaux optiques et qui sont disposés entre le circuit électrique et un second guide de lumière, et des moyens, comprenant un détecteur de coincidence, qui empochent la transmission de signaux entre les guides de lumière. Conformément à l'invention, le détecteur de cofn- cidence peut prendre la forme d'une porte OU-EXCLUSIF, ou d'une bascule de Schmidt. Un tel réseau assure une transmission sumultanée entre le premier guide de lumière et le circuit électrique, et entre ce dernier et le second guide de lumière Cependant, toute transmission est interdite entre les premier ét second guides de lumière. Un avantage de l'invention consiste en ce qu'elle permet d'utiliser de nouvelles configurations de réseau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une partie dt In réseau à accès multiples et à détection de porteuse, dgun type carac- téristique, auquel l'invention se rapporte; la figure 2 représente la partie du réseau de la figure 1 dans laquelle le bus coaxial a été remplacé par un bus optique; La figure 3 représente un premier mode de réalisa- tion d'un réseau conforme à l'invention, destiné à assurer l'interface entre les parties électrique et optique du ré- 3 O.seau de la figure 2; la figure 4 représente un autre mode de réalisation d'un réseau d'interface conforme à l'invention, comprenant une source d'impulsions de régénération pour la commande automatique de gain; la figure 5 représente une bascule de Schmidt;et la figure 6 représente une autre configuration de réseau. On va maintenant considérer les dessins, sur les- quels la figure 1 représente une partie d'un système de transmission à accès multipleset à détection de porteuse, de type caractéristique,avec détection de collision (ou sys- tème CSMA/CD), dans lequel chacune des stations (par exemple les stations 5 et 6) est connectée à un bus coaxial commun 11 au moyen d'une prise 9, 10 et d'un émetteur/récepteur 7, 8 Les bus coaxiaux situés entre les prises sont avantageum- sement remplacés par des guides de lumière, de la manière représentée sur la figure 2 Dans cette configuration, le bus coaxial 11 est remplacé par un bus optique 20, comprenant une paire de guides de lumière 21 et 22 et des réseaux dtin- terface 23 et 24 Plus précisément, les connexions avec les prises 9 et 10 sont réalisées au moyen de réseaux d'inter- face respectifs 23 et 24, qui interconnectent les parties optique et électrique du réseau De façon similaire, d'autres bus optiques, comprenant des réseaux d'interface 25 et 26 assurent l'interface entre les prises 9 et 10 et d'autres guides de lumière optiques qui relient des parties du reste du système. Comme indiqué ci-dessus, le réseau d'interface a pour fonction d'établir une transmission bidirectionnelle entre les circuits électrique et optique, tout en maintenant la capacité de détection de collision du système la figure 3 représente une configuration de circuit pour réaliser ceci et elle montre, sous forme de schéma synoptique, les détails d'un réseau d'interface, et montre en particulier le réseau d'interface 23 Comme il est représenté, chaque réseau d'in- terface est un réseau à trois accès qui comprend un récepteur optique 31 ayant un accès d'entrée optique 1 et un accès de sortie électrique 1 ' Ce dernier est couplé à un accès dl' en- trée/sortie électrique commun 2-par l'intermédiaire d'un premier isolateur de signal électrique 32, tel qu'un ampli- ficateur séparateur L'accès d'entrée/sortie 2 est couple à son tour à l'accès d'entrée électrique 3 ' d'un émetteur op- tique 35 par l'intermédiaire d'un second isolateur de signal électrique 33 et d'un détecteur de coïncidence 34 (tel qu'une porte OU-EXCLUSIF) Plus précisément, une borne d'entrée du détecteur 34 est connectée à la borne de sortie de l'iso- lateur 33, tandis qu'une seconde borne d'entrée du détecteur 34 est connectée à la borne de sortie du récepteur 31. Le réseau d'interface est introduit dans le systè- me CMA/CD de façon que l'un des guides de lumière 21 soit connecté à l'accès d'entrée optique 1; que l'accès électri- que 2 soit connecté à laprise 9 de la partie électrique du système; et que le second guide de lumière 22 soit connecté à l'accès de sortie optique 3 de l'émetteur 35. Pendant le fonctionnement, les signaux optiques qui sont appliqués à l'accès d'entrée 1 sont détectés par le récepteur 31, et le signal de sortie électrique résultant est transmis à l'accès électrique 2 par l'isolateur 32 le même signal est également transmis à une borne d'entrée du détecteur 34 par l'isolateur 33 Simultanément, le signal de sortie électrique du récepteur 31 est appliqué à l'autre borne d'entrée du détecteur 34 Du fait que les deux signaux appliqués à la porte sont les mêmes, le signal de sortie du détecteur est zéro Par conséquent, le réseau convertit et transmet le signal reçu entre les accès 1 et 2, mais aucun signal optique incident, présent dans le guide de lumière 21, n'est réémis dans le guide de lumière 22 Cependant, si mun signal perturbateur est présent simultanément sur l'accès 2, les signaux qui sont appliqués aux deux bornes d'entrée du détecteur de coincidence 34 ne sont plus équilibrés, et un signal de sortie est appliqué à l'émetteur 35 Ainsi, le ré- seau est capable d'émettre simultanément dans des directions opposées, ce quipréserve la capacité de détection de colli- sion du système. Comme l'indique la figure 2, un bus optique carac- téristique est terminé aux deux extrémités par un réseau d'interfaceo S'il n'y a pas de trafic sur le bus, le circuit de commande automatique de gain présent dans chacun des ré- cepteurs du réseau prend un état de gain maximal, ce qui en- traînerait une surcharge du récepteur au moment de la reprise du trafic Pour éviter ceci, un autre mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 4, comporte des moyens incorporés dans chaque réseau d'interface, pour régénérer la commande automatique de gain du récepteur optique qui se trou- ve dans le réseau d'interface éloigné. Comme le montre la figure 4, le dispositif de ré- génération de commande automatique de gain comprend une porte OU 41 et un générateur d'impulsions 42 La porte OU 41 est située entre le détecteur 34 et l'émetteur 35, en uti- lisant les mêmes numéros d'identification que sur la figure 3 pour désigner les composants correspondants Parmi les signaux d'entrée de la porte OU 41 figurent le signal de sortie du détecteur 34 et le signal de sortie -du générateur d'impulsions 42 Le signal de sortie de la porte OU est ap- pliqué à la fois à l'émetteur 35 et au générateur 42. Tant qu'un trafic est présent, le signal de sortie de la porte OU bloque le générateur d'impulsions 42 pendant une durée prédéterminée S'il n'y a pas de trafic, le géné- rateur d'impulsions produit des impulsions d'une durée d'en- viron 10 ns, à la place du trafic normal Un filtre 40 est incorporé dans le circuit de sortie du récepteur optique 31 pour faire disparaître les impulsions de régénération de com- mande automatique de gain qui sont générées par une source similaire dans un réseau d'interface éloigné (par exemple le réseau 24). Comme indiqué ci-dessus, on peut utiliser pour le détecteur de coïncidence 34 une porte OU-EXCLU 5 I?, ce qui est également représenté sur la figure 4 Ceci peut nécessi- ter l'incorporation d'un circuit de retard 43, représenté en pointillés, dans le chemin qui relie le récepteur 31 au détecteur 34, afin de compenser les retards dans les deux isolateurs 32 et 33 Selon une variante, on peut employer une bascule de Schmidt à la place de la porte OU La figure 5 représente un circuit intégré 75115 de la firme Texas Instruments, connecté dans ce but en bascule de Schmidt. Pendant le fonctionnement, la sortie ne passe à l'état haut que lorsque l'accès 2 passe à l'état haut et la sortie du récepteur passe à l'état bas. Il faut noter que le fonctionnement du réseau d'interface peut avoir pour effet de distordre le signal qui est transmis entre les accès 2 et 3 si un signal est transmis simultanément entre les accès l et 2 Ceci ne constitue cependant pas un problème, du fait qu'il s'agit d'une situation de collision dans laquelle les deux signaux devront 9 tre retransmise Il suffit simplement que le système soit capable de détecter une condition de collision. Comme indiqué précédemment, un avantage de l'in- vention consiste en ce qu'elle permet de nouvelles configu- rations de réseau Si par exemple un réseau entièrement élec- trique était connecté en une configuration en étoile, la désadaptation d'impédance à la jonction commune pourrait produire des réflexions de signal qui indiqueraient de façon erronée une situation de collision Cependant, du fait de l'aptitude du réseau d'interface à éviter la réémission-du signal incident vers sa source, les indications de collision erronées sont éliminées Ainsi, il est par exemple possible de réaliser une configuration de réseau en étoile du type représenté sur la figure 6 Dans ce réseau considéré à tit-re d'exemple, un premier ensemble de stations 58, 60 et 61 sont connectées à une jonction commune 69 au moyen d'un premier ensemble de bus optiques 59, 64 et 65 De façon similaire, un second ensemble de stations 62 et 63 sont connectées à une seconde jonction commune 70 au moyen d'un second enremble de bus optiques 67 et 68 Les jonctions communes 69 et 70 sont à leur tour connectées au moyen d'un bus optique supplé- mentaire 660 Chaque bus comprend, comme le montre la figure 2, une paire de guides de lumière terminés à chaque extrémi- té par un réseau d'interface optique-électrique du type re- présenté sur les figures 3 et 4. Il va de soi que de nombreuses modifications peu vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans 30.sortir du cadre de l'inventiono REVENDICATIONS 1 Réseau d'interface ( 23) destiné à assurer l'in- terface entre un circuit optique ( 20) et un circuit électri- que ( 5, 7, 9), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réception ( 31) qui sont destinés à convertir des signaux optiques en signaux électriques et qui sont disposés entre un premier guide de lumière ( 21) situé dans le circuit opti- que ( 20) et le circuit électrique ( 5, 7, 9); des moyens d'émission ( 35) qui sont destinés à convertir des signaux électriques en signaux optiques et qui sont disposés entre le circuit électrique ( 5, 7, 9) et un second guide de lu- mière ( 22); et des moyens ( 32, 33, 34), comprenant un dé- tecteur de coïncidence ( 34), qui empgchentlatransmission de signaux entre les guides de lumière ( 21, 22). 2 Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de coïncidence ( 34) consiste en une porte OU-EXCLUSIF ( 34). 3 Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de coïncidence ( 34) consiste en une bascule de Schmidt 4 Réseau selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le détecteur de co'ncidence ( 34) comporte une première borne d'entrée qui est connectée à un accès de sortie ( 1 ') des moyens de réception ( 31), une seconde borne d'entrée qui est connectée au circuit électri- que ( 5, 7, 9), et une borne de sortie qui est connectée à l'accès d'entrée ( 3 ') des moyens d'émission ( 35). Réseau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de régénc- ration de commande automatique de gain ( 41, 42) qui est des- tiné à injecter des impulsions dans le circuit optique ( 3) en l'absence de signal. 6 Réseau ( 23) selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un premier isolateur de signal électrique ( 32) destiné à coupler un accès de sortie ( 1 ') des moyens de réception ( 31) au circuit électrique ( 2), et un second isolateur de signal électrique ( 33) destiné à coupler le circuit électrique ( 2) à une borne d'entrée du détecteur de coïncidence ( 34). 7 Réseau comprenant: un ensemble de stations ( 59, , 61); et des moyens, comprenant un bus optique ( 59, 64, ) destinés à connecter chacune de ces stations ( 59, 60, 61) à une jonction commune ( 69), caractérisé en ce que camacm des bus comprend une paire de guides de lumière ( 20, 21) terminés à chaque extrémité par un réseau d'i Lterface ( 23) conforme à l'une quelconque des revendications t à 6. a