Brevet FR2526554A1 — publié le 19831110

- La présente invention concerne la transmission de signaux àlarge bande par voie optique, en particulier la trans- mission de signaux visiophoniquesde signaux haute fidélité, de signaux de télévision. -5 Des répartitions du plan de fréquence de ces différents signaux dans leur transmission depuis un centre de raccorde- ment commun à plusieurs abonnés dit centre secondaire ont déjà été sélectionnées pour répondre aux objectifs de qualité requis De tels objectifs ont déjà été mentionnés dans la publication de la demanderesse faite aux journées de l'Idate en Septembre 81 Il s'agit essentiellement de trans- mettre, dans le sens centre secondaire, vers abonné des signaux s'étendant de environ 2 M Hz à 90 M Hz De plus, ce centre secon- daire doit échanger avec l'abonné une signalisation ainsi que la voie son du visiophone La liaison optique entre-le centre secondaire et l'abonné est réalisée au moyen d'au moins une fibre optique véhiculant l'ensemble de ces signaux Un émet- teur laser, par exemple à semi-conducteur, couplé à la fibre effectue, dans le centre secondaire, la conversion électrique optique, du signal résultant, à l'entrée de la fibre Pour que la modulation de la lumière soit convenable, il faut que son amplitude reste constante dans le temps et avec la température alors *que la pente différentielle d'un laser varie dans le temps et avec la température. Des systèmes d'asservissement ont déjà été proposés Ils consistent essentiellement à disposer sur la face arrière de la cavité laser une photodiode détectant la lumière émise et représentant l'image de la lumière émise par la face avant. De tels systèmes sont acceptables dans les systèmes déjà connus du fait de la simplicité du signal à émettre. Dans la présente invention, le signal à émettre est composite (visiophone) haute fidèlité, télévision) et varie caries signaux composants ne sont pas toujours présents puisqu'ils n'apparaissent qu'à la demande de l'abonné. L'invention se propose de pallier de tels inconvénients en régulant le gain -appliqué à l'émission audit signal élec- trique composite. L'invention consiste essentiellement à asservir la puis- sance lumineuse émise à un signal calibré en amplitude à savoir à la fréquence porteuse du signal de signalisation En effet, quel que soit le type des autres signaux (image de visiophone, télévision, Hi-Fi peuvent être modulés en fréquence), le signal de signalisation est un signal modulé en amplitude donc ce signal est calibré en amplitude avec la plus grande précision. De plus ce signal de signalisation est toujours-présent Son utilisation pour réaliser un asservissement n'est toutefois pas simple car la présence de fréquences sous porteuses ad- jacentes gênent sa détection. La présente invention consiste donc également à prévoir des moyens pour détecter l'amplitude crête de ce signal de signalisation et des moyens pour régler le gain de l'amplifi- cateur de commande de la diode laser Ceci permet de régler l'excursion lumineuse des signaux incidents composants qui sont reliés à l'amplitude de la fréquence porteuse du signal de signalisation par un rapport propre prédéterminé. Le procédé de l'invention consiste donc à utiliser l'un- des N signaux comme référence pour asservir la puissance lumineuse émise par lesdits moyens émetteurs, ledit nième signal étant un signal numérique modulant un pilote et étant toujours présent. Le procédé de l'invention prévoit de plus d'asservir la- dite puissance lumineuse d'émission à une information extraite du courant fourni par des moyens récepteurs auxiliaires, ladite information étant préalablement démodulée et filtrée, ladite 3 Q information étant représentative de l'amplitude crête dudit nième signal, ladite démodulation-étant effectuée par ledit pilote. Le dispositif de l'invention comporte des moyens émet- teurs, formés par exemple d'une diode laser, recevant après couplage et amplification un signal composite résultant des n signaux Les moyens d'asservissement consistent essentielle- ment enune photodiode recueillant la puissance lumineuse d'émis- sion et restituant, après démodulation par le pilote, l'onde numérique dudit signal numérique, des moyens de filtrage et de détection permettant d'extraire l'amplitude crête dudit signal numérique ladite amplitude crête régulant le gain dudit signal composite. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivant illustrée par un dessin. La figure unique représente un schéma de la tête émission d'une jonction d'abonné selon l'invention. En se référant à la figure, une diode laser 1 fournit un faisceau lumineux à l'entrée d'une "queue de cochon 2 " à partir du signal électrique appliqué au point A, provenant d'organes électriques situés en amont Une photodiode PIN 3 située dans l'axe de l'émission de lumière et du côté de la diode laser 1 opposé à celui de la queue de cochon 2, reçoit le même flux lumineux que cette dernière et délivre un courant proportion- nel à la puissance lumineuse émise De façon connue en soi, un circuit 4 formé d'une résistance 41 placée en série avec un amplificateur dont l'entrée et la sortie sont reliées aux bornes d'un condensateur 43, permet de connaître la puissance moyenne émise par la diode laser et donc de réguler la puissance opti- que moyenne Un quadripole 6 transforme le signal fourni par ce circuit 4 en un courant continu qui est appliqué à la diode lser 1 par l'intermédiaire d'une résistance 7 Une tension V d'alimentation est appliquée à ce quadripole 6. Les N signaux à appliquer en A sur la diode laser 1 peuvent pr 4 senter des niveaux très différents Ainsi, on peut avoir (nô 1) signaux modulés en fréquence, présents ou non et un nième signal de référence Ce signal de référence est formé à partir l'i'fornations numériques codées en tout ou rien modulant un pii Qte Ce signal de référence est toujours présent. Pans l'exemple de la présente invention les N signaux sont appliqués A l'entrée d'un coupleur 12 qui les couple par sommation: un premier signal composite COMP situé dans la bande de fréquences 2 à 90 M Hz est formé à partir de signaux de télévision TV 1, TV 2 et haute fidélité Hi-Fi 1, HiFi 2 par exemple Un second signal VX d'image visiophonique est également appliqué à l'entrée du coupleur 12 Les signaux COMP et Ve sont modulés en fréquence Un dernier signal b O est appliqué selon l'invention à l'entrée de ce coupleur 12 après modulation par la fréquence porteuse f O fournie par le générateur 13 et filtrage au moyen du filtre 15 Ce signal b O est un signal numérique par exemple de débit 124 kbit/s représentant des informations de signalisation multiplexées éventuellement avec des informations de son visiophonique Il est avantageusement codé selon un code à puissance moyenne nul- le, sans composante continue (CMI, biphase) Cette fréquence porteuse fo ou pilote est avantageusement choisie égale à 4096 k Hz. Le signal composite issu du coupleur 12 est donc appliqué à l'entrée d'une commande automatique de gain (CAG) 9 puis amplifié par l'amplificateur 10 et enfin appliqué au point A à la borne de la diode laser 1 par l'intermédiaire d'un conden- sateur 11, ce qui module le signal électrique en A Le signal optique émis par la diode 1 est alors un signal modulé de longueur d'onde A spécifique de la diode laser. Le signal alternatif issu de la photodiode 3 est également appliqué selon l'invention à l'entrée d'un circuit 8 Ce circuit 8 est essentiellement formé d'une résistance 81 reliée à l'entrée d'un amplificateur 82 dont la sortie est raccordée à l'entrée d'un démodulateur 84. La fréquence porteuse fo de démodulation provient du générateur 13 En sortie du démodulateur 84 le signal est filtré grâce au filtre 85 afin de restituer l'onde numérique du signal. On choisit à cet effet un filtre passe-bas Ce signal numérique est amplifié grâce à un amplificateur 86 puis détecté. Le circuit de détection de l'information d'amplitude crête est par exemple formé d'une diode 87 et d'un condensateur 88. Cette information d'amplitude crête est comparée à une tension de référence au moyen d'un comparateur 89 et la tension d'er- reur amplifiée est appliquée à l'entrée de la commande automa- tique de gain CAG 9. Le fonctionnement du dispositif de l'invention explique la fonction de chaque circuit Le courant de la photodiode 3 appliqué à l'entrée du circuit 4 est proportionnel à la puis- sance lumineuse émise par la diode laser 1 dans la queue de cochon 2 Le circuit 4 régle les conditions de conduction du quadripole 6 Le dispositf 8 fournit une information de courant (ou de tension) continu qui est proportionnelle à l'amplitude crête représentative de l'amplitude du signal bi- phase et qui corrige le gain des quadripoles Cette information issue du dispositif 8 asservit le gain des quadripoles situés en aval du coupleur 12 par un réglage du CAG 9 de sorte que la puissance lumineuse émise par la diode laser 2 soit constante. Supposons que le courant détecté par cette photodiode 3 soit trop important, alors le signal issu du dispositif 8 fait diminuer le gain de la commande automatique de gain 9 (CAG) De la sorte le niveau du signal lumineux alternatif de modulation est constant, quelques soient les conditions de fonctionnement. Le procédé de détection de l'information portée par le pilote par une démodulation par cette même fréquence porteuse que celle du pilote, démodulation avantageusement suivie d'un filtrage permet de s'affranchir des fréquences porteuses ad- jacentes à la fréquence du pilote, présentes ou non Une telle détection serait très difficile à réaliser avec les sous porteuses adjacentes présentant des niveaux bien supérieurs à celui de la fréquence pilote; les coupures doivent être raides et se maintenir sans retombées notables jusqu'à 100 M Hz. Le procédé et le dispositif 8 de l'invention permettent d'ob- tenir cette détection plus aisément. La présente invention a été décrite dans Son application aux diodes laser mais elle s'appliquerait également aux diodes électrolumin escentes ou à tout moyen émetteur de lumière dont on peut extraire une partie de la lumière, la proportionde lumière extraite étant connue et choisie faible Ainsi par exemple le signal lumineux émis pourrait être appliqué à un coupleur, la puissance lumineuse extraite par l'autre branche du coupleur se trouvant dans le rapport 10 % 90 % avec la lumière émise dans la queue de cochon. Le procédé et le dispositif de mise en oeuvre de l'in- vention s'appliquent aussi bien aux transmissions numériques que analogiques d'informations lumineuses. REVENDICATIONS 1 Procédé de régulation de moyens émetteurs d'infor- mations lumineuses, dans lequel les informations sont reçues sous la forme de N signaux électriques présents ou non, des moyens émetteurs permettant la conversion électrique optique, procédé caractérisé en ce que l'on utilise l'un des N signaux comme référence pour asservir la puissance lumineuse émise par lesditsmoyens émetteurs, ledit nième signal de référence étant un signal numérique modulant un pilote et étant toujours pré- sent. TO 2 Procédé selon la revendication 1 dans lequel on recueille la puissance lumineuse émise grâce à des moyens récepteurs auxiliaires, on extrait du courant fourni par les- dits moyens auxiliaires une information, procédé caractérisé par le fait qu'on asservit ladite puissance lumineuse d'émis- sion à ladite information, ladite information étant préalable- ment démodulée et filtrée, ladite information étant représen- tative de l'amplitude crête dudit nième signal de référence, ladite démodulation étant effectuée par ledit pilote. 3 Dispositif de régulation de moyens émetteurs d'in- formations lumineuses selon l'un des revendication 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens émetteurs consistent essentiellement en une diode laser recevant après couplage et amplification un signal composite résultant desdits N signaux et en ce que lesdits moyens d'asservissement consistent essen- tiellement en une photodiode recueillant la puissance lumineuse d'émission, et restituant après démodulation par le pilote l'onde numérique dudit signal numérique, des-moyens de filtrage. et de détection permettant d'extraire l'amplitude crête dudit signal numérique, ladite amplitude crête régulant le gain dudit signal composite.