Brevet FR2519216A1 — publié le 19830701

La présente invention concerne les systèmes de com- munications optiques. Les systèmes de télécommunications par ondes lumi- neuses utilisant des guides à fibres de verre sont maintenant fabriqués et installés industriellement de manière courante. Pour arriver à ce point, il a fallu développer et combiner harmonieusement des sources de lumière, des guides de lumière et des détecteurs de lumière Pour avoir un aperçu général de ce processus, on pourra consulter par exemple l'article de S E Miller intitulé "Overview of Telecommunications Via Optical Fibers, " publié dans le numéro d'octobre 1980 de Proc. of the IEEE, Vol 68, NO 10, pages 1173-1174. Avec la fin de cette époque initiale d'installations expérimentales et d'essai, on voit apparaître la nécessité d'émettre davantage d'information sur chaque fibre Ceci né- cessitera un effort portant sur le développement de nouveaux composants et, conformément à l'invention, sur une meilleure utilisation des composants disponibles à l'heure actuelle. Un système de communication optique conforme à l'in- vention utilise une combinaison de multiplexage dans le temps et de multiplexage en longueur d'onde dans l'émetteur,et un démultiplexage en longueur d'onde dans le récepteur L'émet- teur comprend plusieurs lasers ou diodes électroluminescentes, chacun d'eux générant une série d'impulsions lumineuses cour- tes sur une longueur d'onde de fonctionnement différente Le procédé de modulation qui est employé peut être la modulation d'impulsions en amplitude, la modulation d'impulsions en lar- geur, la modulation d'impulsions en position ou n'importe quel autre type de modulation d'impulsions Ces impulsions sont multiplexées dans le temps pour la transmission sur un m 9 me guide d'ondes à fibre Dans le récepteur, un démultiplexeur de longueur d'onde récupère les signaux d'origine. Un avantage de l'invention consiste en ce que l'éta- lement des impulsions qui est du par exemple à la dispersion de modes ne constitue pas une limitation dans un tel système, dans la mesure o des impulsions adjacentes en chevauchement ont des longueurs d'onde différentes et peuvent aisément 9 tre séparées dans le récepteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente, sous forme de schéma synop- tique, un système de communication optique conforme à l'inven- tion; La figure 2 représente un exemple de configuration d'émetteur pour la mise en oeuvre de l'invention; la figure 3 représente un démultiplexeur de longueur d'onde qui comprend des filfres à sélectivité de longueur d'onde branchés en cascade; et Les figures 4, 5, 6 et 7, incorporées dans un but d'explication, montrent des signaux à divers emplacements dans le système. Dans les dessins, la figure 1 représente sous forme de schéma synoptique un système de communication optique con- forme à l'invention, comprenant un émetteur 10 qui comporte un certain nombre de sources de signal optique 13, multiple- xées par répartition dans le temps, et un récepteur 11 qui comporte un démultiplexeur de longueur d'onde 14 L'émetteur et le récepteur sont connectés ensemble au moyen d'un guide d'ondes optique 15. Pendant le fonctionnement, chacune des sources de signal optique située dans l'émetteur est modulée au moyen d'un signal de modulation séparé m 1, m 2 m pour produire un train d'impulsions optiques à une longueur d'onde particu- lière parmi un ensemble de longueurs d'onde différentes > 1 ' % 21 A n Les divers signaux sont multiplexés par réparti- tion dans le temps par des moyens qui sont commandés par un signal de synchronisation obtenu à partir d'une source d'hor- loge 12, pour la transmission sur un guide d'onde commun 15. Dans le récepteur, les différents signaux sont récupérés par le démultiplexeur de longueur d'onde 14 et apparaissent sur les sorties 1, 2, N du démultiplexeur. La figure 2 montre un exemple de configuration d'émetteur pour la mise en oeuvre de l'invention L'émetteur comprend de façon caractéristique une source d'horloge 12 dont le signal de sortie est un train d'impulsions ayant une caden- ce de répétition d'impulsions égale à la fraction 1/n du dé- bit binaire du signal à transmettre sur le guide d'ondes op- tique 15, en désignant par N le nombre de voies à multiplexer Les impulsions sont appliquées à un ensemble de modulateurs de signal en bande de base 20-1, 20-2, 20-n qui reçoivent également des signaux de modulation m 1, m 2 mn Pls pré- cisément, le train d'impulsions d'horloge est appliqué direc- tement au premier modulateur 20-1, et il est appliqué aux mo- dulateurs suivants par l'intermédiaire de lignes à retard 21-1, 21-2, 21(n 1), chacune d'elles appliquant aux impulsions d'horloge un retard Z défini par: T n en désignant par T la période des impulsions d'horloge Les impulsions d'horloge qui sont appliquées à n'importe quel modulateur 20-i sont donc retardées d'une durée et(i-1) par rapport aux impulsions d'horloge qui sont appliquées au premier modulateur 20-1, en désignant par i un nombre entier quelconque remplissant la condition 1 i 4 no Les signaux de sortie des différents modulateurs sont appliqués à leur tour à des sources de signal optique respectives 22-1, 22-2, 22-n, et chacune d'elles est ac- cordée sur une longueur d'onde différente 1 ' A 2 ' **' An Les sources optiques peuvent être des lasers à semiconducteur déclenchables du type décrit par exemple dans l'article inti- tulé "Triggerable Semiconductor Lasers" par Jo Ao Copeland et colo, publié dans le numéro d'avril 1980 de la revue IEEE Journal of Quantum Electronics, Volo QE-16, N 4, pages 388- 390 Selon une variante, on peut employer des diodes électro- luminescentes à deux longueurs d'onde, avec une excitation séquentielle des deux diodes électroluminescentes (Voir l'article intitulé "Dual Wavelength Surface Emitting in Ga As P L.E Do S " par T P Lee et col, publié dans Electronios Letters, 25 octobre 1980, Vol 16, NO 22, pages 845-546 ) Quelle que soit la nature des sources, chacune d'elles génère un train d'impulsions optiques à une longueur d'onde optique qui est différente de la longueur d'onde de tous les autres signaux optiques, et qui est décalé dans le temps par rapport à tous les autres trains d'impulsions opti- ques Ces trains sont ensuite combinés dans le guide d'onde optique commun 15 au moyen d'un élément de commutation 23. Le signal résultant est un signal multiplexé par répartition dans le temps dans lequel les impulsions adjacentes ont des longueurs d'onde différentes. Le récepteur comporte un démultiplexeur de longueur d'onde qui est constitué par un ensemble de n-1 filtres à sélectivité de longueur d'onde 30-1, 30-2, 30-(n-1), qui sont connectés en cascade de la manière représentée sur la figure 3 Ces filtres séparent les signaux optiques ayant des longueurs d'onde différentes, pour les transmettre sur des voies de signal séparées 1, 2, n. Dans une autre configuration de récepteur, on peut réduire de moitié le nombre de filtres à sélectivité de lon- gueur d'onde, par l'utilisation de détecteurs de longueur d'onde doubles du type décrit par J C Campbell et col dans l'article intitulé "Improved Two-Wavelength Demultiplexing In Ga Asp Photodetector," publié dans la revue IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol QE-16, NO 6, juin 1980, pages 601- 603. Les figures 4, 5, 6 et 7, incorporées dans un but d'explication, montrent respectivement les trains d'impulsions d'horloge qui sont appliqués aux différents modulateurs, les trains d'impulsions optiques en multiplex par répartition dans le temps qui sont émis et reçus, et les signaux reçus démultiplexés Les figures 6 et 7, en particulier, montrent clairement l'un des principaux avantages de l'invention Comme on le sait, diverses sortes de dispersion tendent à élargir les impulsions de signal Plus la ligne de transmission est longue, plus l'élargissement des impulsions est élevé et, en fait, c'est ce dernier qui limite effectivement le débit bi- naire des impulsions et/ou la distance entre régénérateurs dans un système de communication optique Cependant, en ef- fectuant un multiplexage de longueur d'onde ainsi qu'un mul- tiplexage par répartition dans le temps, le chevauchement entre impulsions adjacentes ne limite pas l'aptitude du ré- cepteur à résoudre l'ambiguïté résultante qui peut se produi- re dans un système simple en multiplex par répartition dans le temps Avec la configuration de l'invention, les filtres à sélectivité de longueur d'onde séparent aisément les im- pulsions dans le récepteur, et on peut aisément récupérer les signaux d'origine Il en résulte qu'on peut augmenter notablement le débit binaire et la séparation entre régéné- rateurs. Bien qu'il soit possible d'obtenir les m 9 mes résul- tats par un multiplexage de longueur d'onde seul, ceci néces- siterait l'utilisation de filtres à sélectivité de longueur d'onde dans l'émetteur, pour combiner les signaux de sortie des sources modulées séparément, ainsi que de filtresà sélec- tivité de longueur d'onde dans le récepteur pour séparer en- suite les divers signaux Dans le domaine optique, il est beaucoup plus simple et plus pratique d'effectuer un multi- plexage par répartition dans le temps dans l'émetteur, sans sélectivité de longueur d'onde Ceci est particulièrement avan- tageux du fait de la disponibilité des sources à deux longueurs d'onde décrites ci-dessus, ayant deux longueurs d'onde d'émis- sion et une seule sortie, ce qui réduit le coût de l'émetteur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 4 tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Emetteur optique caractérisé en ce qu'il compor- te un ensemble de N sources de signal conçues pour fonction- ner à différentes longueurs d'onde j,) 2 ** An; et des moyens pour multiplexer par répartition dans le temps les signaux provenant de ces sources, dans le but de les trans- mettre par un support de transmission commun. 2 Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sources de signal sont des sources de signal optique et en ce que le support de transmission est une fibre optique. 3 Emetteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de sortie des moyens de multiplexage par répartition dans le temps consiste en une suite d'impulsions optiques, chacune d'elles ayant une longueur d'onde qui est différente de la longueur d'onde des impulsions immédiatement adjacentes. 4 Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à moduler les sour- ces de signal.