Brevet FR2528586A1 — publié le 19831216

Dispositif de commutation optique La présente invention, concerne les transmissions optiques et, plus particulièrement, les dispositifs de commutation optique utilisables notamment pour la mise en service d'une diode laser parmi quatre à l'extrémité d'une fibre optique. Dans les systèmes de transmission optique à très longue portée et répéteurs inaccessibles tels que les systèmes sous-marins, les exigences de fiabilité et de durée de vie sont particulièrement sévères Les diodes laser envisagées pour équiper les répéteurs, notamment celles émettant à une longueur d'onde de 1,3 e m, n'ont pas une présomption de fiabilité suffisante à l'heure actuelle En outre leur sensibilité à la température ne permet pas d'en connaltre la durée de vie dans un avenir proche C'est pourquoi il est prévu, dans les premières générations de systèmes sousmarins à fibres optiques, de placer dans les répéteurs des diodes laser de réserve mises en service, selon le besoin, au moyen d'un dispositif de commutation La redondance la plus souvent admise est de l'ordre de quatre. Pour réaliser un sélecteur optique à quatre voies convenant à cette application il est envisageable d'utiliser des coupleurs passifs partageant équitablement la puissance entre les quatre voies par exem- ple par une combinaison à deux étages de coupleurs passifs en Y Cette solution aurait l'avantage de permettre une commutation préventive des diodes laser sans interruption du trafic Mais elle conduit à un affai- blissement d'insertion qui -est au minimum de 6 d B sans compter les pertes dues aux imperfections de réalisation surtout importantes dans le cas des fibres unimodales et qui entraine une réduction très impor- tante de la distance entre répéteurs ou pas de régénération. Il existe bien-des coupleurs passifs à polariseurs et dioptre plan ayant un affaiblissement théorique nul dans le cas du couplage de deux diodes laser émettant des faisceaux lumineux à polarisations planes orthogonales mais ils sont limités, par leur principe de fonc- tionnement, à un couplage d'ordre deux. On peut également réaliser un sélecteur optique à partir d'un comautateur optique à quatre positions éventuellement au moyen -d'une structure à deux étages de commutateurs inverseurs à deux positions. -2 - Les affaiblissements d'insertion limités aux imperfections de réalisa- tion sont nettement plus faibles qu'avec la solution précédente à coupleurs passifs Par contre, la commutation entre deux diodes laser ne peut se faire sans une interruption du trafic dont la durée, plus grande avec un commutateur à un seul étage qu'avec un commutateur à deux étages, est allongée par l'utilisation d'un liquide d'indice nécessaire pour réduire les pertes. La présente invention a pour but de concilier les avantages des deux types de solution précités en réduisant ou en annulant leurs inconvénients. Elle a pour objet un dispositif de commutation optique permettant la mise en service d'une diode laser parmi quatre à l'extré- mité d'une fibre optique et comportant un étage de commutation formé de deux commutateurs inverseurs optiques reliant chacun deux accès de sélection de diode laser à une voie optique intermédiaire et un étage de couplage formé d'un coupleur passif en Y reliant les deux voies optiques intermédiaires à un accès commun de fibre optique. Les commutateurs inverseurs optiques sont de tous types connus par exemple à déplacement mécanique de fibres ou d'optiques. -Le coupleur passif en Y est avantageusement du type à polari- seurs, les diodes laser raccordées à un même commutateur inverseur optique étant disposées de manière à avoir le même plan de polarisation pour leurs faisceaux, ce plan étant orthogonal à celui des faisceaux des diodes laser connectées à l'autre commutateur inverseur optique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description ci-après Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel les figures 1 et 2 illustrent deux variantes de commutateurs optiques selon l'invention. Le commutateur optique représenté à la figure 1 comporte un pre- mier étage de commutation avec deux commutateurs inverseurs optiques 10 respectivement 11 ayant chacun deux accès de sélection reliés par des amorces de fibres optiques à deux diodes laser 1, 3 respectivement 2, 4 et un accès commun raccordé à une voie intermé- diaire 12 respectivement 13 Les voies optiques intermédiaires 12, 13 issues du premier étage de commutation sont réunies à l'extrémité 21 -3d'une fibre optique par un coupleur en Y 20 formant un deuxième étage de couplage. Les commutateurs inverseurs optiques 10 et 11 sont des commuta- teurs bistables de l'art antérieur par exemple du type mécanique à déplacement de fibres décrits par Mrs HALE et KOMPFNER dans un article intitulé "Mechanical Optical-Fibre Switch" et paru dans la revue Electronios Letters 22 juillet 1976 vol 12 N O 15, ou encore à déplacement d'une optique à lentilles ou à prismes. Le coupleur passif en Y 20 est un coupleur classique réalisé par superposition ou aboutement de fibres qui répartit la puissance lumi- neuse appliquée à l'un de ses accès, également entre ses deux autres accès Il apporte un affaiblissement minimal de 3 d B. Les commutateurs inverseurs 10 et 11 sont prépositionnés pour permettre une commutation sans coupure des diodes laser dans l'ordre 1,_ 2, 3, 4 Pour ce faire le commutateur inverseur 10 est positionné pour sélectionner la diode laser 3 dans le cas de l'utili- sation de la diode laser 2 tandis que le commutateur inverseur 11 est positionné pour sélectionner la diode laser 2 dans le cas d'utili- sation de la diode la 3 er 1 et la diode laser 4 dans le cas d'utili- sation de la diode laser 3 Ainsi, par exemple, le passage de la diode laser 1 à la diode laser 2 s'effectue par une mise sous tension et sous modulation de la diode laser 2 suivie d'une extinction de la diode laser 1 et est complété par le basculement du commutateur inverseur 10 qui prépare le passage ultérieur de la diode laser 2 à la diode laser 3 Le basculement'des commutateurs inverseurs optiques 10, 11 se faisant sur des chemins hors service il n'y a pas d'interruption de trafic. La figure 2 montre une variante du commutateur optique de la figure 1 dans laquelle le coupleur passif en Y 20 a été remplacé par un coupleur à polariseurs plans 30, 31 et dioptre plan 32 à affaiblis- sement théorique nul. Les polariseurs plans 30, 31 sont disposés sur les voies optiques intermédiaires 12, 13 provenant des commutateurs inverseurs 10, 11 de manière à délivrer deux faisceaux à polarisation planes orthogonales l'un par rapport à l'autre tombant sur chacune des -4- faces du dioptre plan 32 sous un angle de 450 Ils sont orientés de manière que le dioptre plan 32 transmette totalement l'un des faisceaux et réfléchisse totalement l'autre dans une direction commune L'affaiblissement théorique est nul car les diodes làser 1, 2, 3, 4 émettent naturellement des faisceaux lumineux à -polarisation plane et sont orientées de manière que leurs faisceaux aient à la traversée des polariseurs plans 30, 31 les mêmes plans de polarisation que ces derniers. On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. -5-. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commutation optique permettant la mise en service d'une diode laser parmi quatre ( 1, 2, 3, 4) à l'extrémité d'une fibre optique ( 21) caractérisé en ce qu'il comporte un étage de commutation formé de deux commutateurs inverseurs optiques ( 10, 11) reliant chacun deux accès de sélection de diode laser à une voie optique intermé- diaire ( 12, 13) et un étage de couplage formé d'un coupleur passif en Y ( 20) reliant les deux voies optiques intermédiaires ( 12, 13) à un accès commun de fibre optique. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coupleur passif en Y est du type à polariseurs ( 30, 31), les diodes laser ( 1, 3 ou 2, 4) raccordées à un même commutateur inverseur optique ( 10 ou 11) étant disposées de manière à avoir un même plan de polarisation pour leurs faisceaux, ce plan étant orthogonal à celui des faisceaux des diodes laser ( 2, 4 ou 1, 3) raccordées à l'autre commutateur inverseur optique ( 11 ou 10).