Brevet FR2598573A1 — publié le 19871113

PROCEDE ET STRUCTURE POUR ASSURER LA TRANSMISSION DE SIGNAUX PAR FIBRES OPTIQUES, ET RESEAU COMPORTANT UNE TELLE STRUCTURE La présente invention se rapporte à la transmission de signaux par fibres optiques. Elle concerne principalement les dispositifs assurant la transmission des signaux même en cas de panne partielle des moyens de transmission. Lorsque n signaux doivent être acheminés respectivement par n voies il est connu, pour assurer la sécurité de la transmission, d'utiliser n + p voies et d'appliquer les signaux aux n entrées d'une matrice de commutation munie de n + p sorties ; les n + p sorties de la matrice constituent les accès des n + p voies et la commutation de la matrice s'effectue sous la commande des signaux d'erreur, indicateurs de pannes sur les voies à emprunter. Une telle façon d'assurer la sécurité de transmissions n'est pas pleinement satisfaisante car, dans la matrice de commutation, la cohabitation des signaux entraîne des problèmes d'intermodulation. Ces problèmes sont particulièrement cruciaux lors de transmissions par fibres optiques. La présente invention a pour but d'éviter ou pour le moins de réduire fortement les inconvénients ci-avant mentionnés. Ceci est obtenu, en particulier, en affectant à chacun des n signaux à transmettre, une voie propre, en utilisant, en plus,p voies de sécurité et en envoyant un des signaux vers une des entrées d'une voie de sécurité seulement lorsque la voie normalement affectée à ce signal est en panne. Il est à remarquer à ce sujet que, en transmission par fibres optiques, les contrôles de sécurité destinés à détecter les pannes ne visent généralement qu'à vérifier le bon fonctionnement des émetteurs et récepteurs optiques étant donné que ce sont, et de loin, les éléments les moins fiables des voies empruntés par les signaux ; ce sera le cas des contrôles de sécurité relatifs aux exemples décrits plus loin. Selon l'invention un procédé pour assurer la transmission de n signaux (n: entier positif) par fibres optiques, grâce à n + p voies (p: entier positif) comportant chacune un premier puis un second trajet électrique séparés par un trajet optique, est caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser n des voies comme voies normales de transmission pour, respectivement, les n signaux, et les p autres voies comme voies de secours, à insérer, dans les premiers trajets des p voies, p premiers commutateurs, à coupler chaque commutateur à au moins un premier trajet de voie normale de telle manière que chaque voie normale soit couplée à un des commutateurs, à appliquer un des signaux sur un des p commutateurs afin de l'aiguiller vers une voie de secours lorsque le trajet optique de la voie normale du signal considéré est défaillant et à insérer, dans les seconds trajets des p voies, p seconds commutateurs pour pouvoir injecter, dans le second trajet d'une des n voies, le signal relatif à la voie normale considérée lorsque ce signal a dû être acheminé par l'une des p voies. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure l,un schéma partiel d'un dispositif d'émission pour une transmission selon rinvention, - la figure 2, un schéma partiel d'un dispositif de réception pour une transmission selon l'invention. Sur les différentes figures seuls les détails nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés ; c'est ainsi que les circuits nécessaires à l'obtention des signaux électriques fournis aux émetteurs, pour transmission sur fibres, non pas été représentés, pas plus que les circuits de traitement placés en aval des récepteurs optiques. De même, dans un souci de clarté du dessin, les conducteurs suivis par les signaux de contrôle de l'état des émetteurs et des récepteurs optiques, qui sont utilisés pour commander des circuits de commutation, n'ont pas toujours été représentés mais sont mentionnés dans la description; il est à noter que ces mêmes signaux sont déjà employés, dans les liaisons selon l'art connu, pour commander d'autres circuits de commuta tion. Les exemples décrits ci-après sont extraits d'un réseau de transport sur fibres optiques, destiné à l'acheminement simultané de seize signaux "vidéo+2 sons". La figure 1 représente une structure destinée à l'émission de n = 16 signaux "vidéos + 2 sons", El à E16 ; ces seize signaux sont appliqués respectivement sur les entrées relatives à seize émetteurs optiques, Eml à Eml6, pour être transmis au moyen de fibres optiques, fl à f16. De plus les signaux El à E16 sont appliqués respectivement sur les entrées de seize portes, D1 à D16, dont les ouvertures sont commandées respectivement par les signaux de contrôle, C1 à C16 des émetteurs optiques Eml à Eml6 et des seize récepteurs optiques qui leur sont associés à l'autre extrémité des fibres fl à f16. Ces signaux de contrôle de liaisons émission-réception, sont obtenus par échange bilatéral entre l'émetteur et le récepteur qui lui est associé, au moyen d'une liaison électrique auxiliaire à double sens de propagation, figurée par un trait muni de deux têtes de flèche et qui suit le même trajet que la fibre optique associée à cet émetteur.L'ouverture d'une porte D1 à D16 est conditionnée par la panne de l'émetteur ou du récepteur relatif à cette porte, panne qui est indiquée par le signal de contrôle de l'émetteur considéré et, à l'autre extrémité de la liaison, par le signal du récepteur considéré. Les sorties des portes D1 à D8 et D9 à 16 sont respectivement reliées aux huit premières entrées de signaux d'une première et d'une seconde matrice de commutation, M1 et M2. La matrice M1, dont la commande de commutation, Ca, est effectuée par les signaux de contrôle des liaisons émission-réception C1 à C8 partant des émetteurs Emi à Em8, est une matrice à 9 entrées et deux sorties. De même la matrice M2, qui comporte 9 entrées et deux sorties, effectue des commutations sous la commande, C des signaux de contrôle des liaisons émissionréception C9 à C16 partant des émetteurs optiques Em9 à Eml6. La première sortie de la matrice M1 de la figure 1, destinée à fournir un signal de recours S1, est reliée à l'entrée de l'émetteur optique Esl dont la sortie est couplée à l'entrée d'une fibre optique fsl ; cette fibre constitue une première voie de secours de la structure représentée sur la figure 1. La deuxième sortie de la matrice M1 est reliée à la neuvième entrée de la matrice M2. De façon semblable la première sortie de la matrice M2, destinée à fournir un signal de secours 52, est reliée à l'entrée de l'émetteur optique Es2 dont la sortie est couplée à l'entrée dune fibre fs2 qui constitue une seconde voie de secours. La deuxième sortie de la matrice M2 est reliée à la neuvième entrée de la matrice Ml. Dans la structure selon la figure I, si l'une des liaisons émissionréception partant des émetteurs Eml à Em8 est défaillante, le signal qu'elle aurait dû acheminer est transmis à la matrice M1 qui l'applique à émetteur optique Esl, pour son transfert par la première voie de secours constituée par la fibre optique fsl ; si l'émetteur Esi, ou le récepteur optique qui lui est couplé par la fibre fsl, venait à être défaillant, le signal concerné par la panne, ne pouvant plus être transmis par la première voie de secours, serait acheminé par la seconde voie de secours car, après Sa sortie de la matrice M1 il serait appliqué sur la neuvième entrée de la matrice M2 pour être aiguillé vers l'entrée de l'émetteur Es2 et être transmis sur la seconde voie de secours constituée par la fibre optique fs2. De la même façon si rune des liaisons émission-réception partant des émetteurs optiques Em9 à Eml6 tombe en panne elle peut être remplacée par la liaison émission-réception partant de l'émetteur Es2 et, si cette dernière liaison est également en panne, par la liaison émission-réception partant de l'émetteur Esl. Si, toujours dans la structure selon la figure 1, deux liaisons émissionréception partant des émetteurs Eml à Em8 sont défaillantes les signaux qu'elles auraient dû acheminer sont transmis, l'un à la matrice Mi qui rapplique à l'émetteur optique Esl pour son transfert par la première voie de secours, et l'autre à la matrice M1 qui l'applique à la matrice M2 qui rapplique à l'émetteur optique Es2 pour son transfert par la seconde voie de secours.De même si deux liaisons émission-réception partant des émetteurs Em9 à Eml6 sont défaillantes, les signaux qu'elles auraient dû acheminer sont transmis, l'un à la matrice M2 qui l'applique à l'émetteur optique Es2 pour son transfert par la seconde voie de secours, et l'autre à la matrice M2 qui l'applique à la matrice M1 qui l'applique à l'émetteur optique Esl pour son transfert par la première voie de secours. Il est à noter, dans la structure selon la figure 1, que grâce aux portes Dl à D16 les signaux ne sont envoyés en permanence sur les entrées des matrices M 1 ou M2 que lorsque leur transfert par une des voies de secours s'avère nécessaire pour remplacer un émetteur ou un récepteur défaillant dans l'une des seize voies normales ; cette façon de procéder est destinée à minimiser les rayonnements parasites en réduisant les longueurs de conducteurs électriques sièges de signaux devant emprunter, en aval, une voie optique. La figure 2 représente une structure destinée à la réception de n = 16 signaux "vidéos + 2 sons", G1 à G16, susceptibles de venir par seize fibres optiques, f1 à f16, et à la réception de signaux, Gsl, Gs2, susceptibles de venir par deux fibres de secours fsl, fs2. Les fibres optiques par lesquelles sont susceptibles d'arriver les signaux G1 à G16 et Gsi, Gs2 sont respectivement couplées aux entrées de dix-huit récepteurs optiques Rcl à Rc16 et Rsl, Rs2. Dans la mesure où la transmission optique s'est effectuée normalement, c'est à dire sans qu'il y ait eu à faire appel aux voies de secours, et donc, en particulier, que les récepteurs Rcl à Rc16 fonctionnent normalement, les fibres fl à f16 transmettent respectivement les signaux Gl à G16. Les signaux disponibles sur les sorties des récepteurs Rcl à Rc16, qui correspondent aux signaux El à E16 de la figure 1, sont respectivement appliqués sur les premières entrées de seize multiplexeurs à deux entrées et une sortie, Mxl à Mi 16. Ces multiplexeurs sont destinés à délivrer les signaux "vidéo + 2 sons", H1 à H16, qui correspondent eux aussi aux signaux El à E16 de la figure 1. Dans ce qui précède il a été supposé, dans la description de la figure 2, que la transmission optique était normale et donc qu'aucun signal n'était transmis par les fibres de secours fsl et fs2. Si tel n'est pas le cas et si, par exemple, la transmission par la fibre optique f1 n'est pas possible du fait d'une panne du récepteur Rcl ou de l'émetteur situé à l'autre extrémité de la fibre fl, alors le signal est acheminé via la fibre fsl, sous réserve que le récepteur Rsl et l'émetteur situé à l'autre extrémité de la fibre fsl, soient en état de fonctionner ; ceci résulte de ce qui a été dit, lors de la description de la figure 1, au sujet de l'utilisation des voies de secours.Les liaisons électriques auxiliaires à double sens de propagation, permettant de vérifier le bon fonctionnement des liaisons émission-réception du côté des récepteurs Rcl à Rc16 et Rsl, Rs2, comme du côté des émetteurs (voir figure 1), ont été, là aussi, figurées par un trait muni de deux têtes de flèche et qui suit le même trajet que la fibre optique associée au récepteur considéré. A la sortie du récepteur Rsl apparaît alors le signal qui aurait dû être fourni par le récepteur Rcl si la liaison émission-réception relative à ce dernier n'avait pas été défaillante.Le signal fourni par le récepteur Rsl est appliqué sur la première entrée d'une matrice de commutation, Mal, à deux entrées et neuf sorties, dont les commutations sont commandées par un signal, Ka, formé par les signaux de contrôle, K1 à K8 et Ksl, des liaisons émissionréception relatives aux récepteurs Rcl à Rc8 et Rsl ; les huit premières sorties de la matrice Mal sont respectivement reliées aux secondes entrées des multiplexeurs Mxl à Mx8 et la neuvième sortie est reliée à la seconde entrée d'une matrice Ma2 identique à la matrice Mal et branchée de façon semblable, avec une première entrée reliée à la sortie du récepteur Rs2 et neuf sorties dont huit reliées respectivement aux huit secondes entrées des multiplexeurs Mx9 à Mx16 et une reliée à la seconde entrée de la matrice Mal. Dans le cas pris en exemple, où le récepteur Rsl fournit le signal qu'aurait dû fournir le récepteur Rcl, la matrice Mal oriente le signal fourni par le récepteur Rsl vers la seconde entrée du multiplexeur Mxl. Dans le cas, par contre, où le signal fourni par le récepteur Rsl serait celui qu'aurait dû fournir, par exemple, le récepteur Rcl6, la matrice Mal est commandée pour aiguiller le signal de sortie du récepteur de secours Rsl vers la seconde entrée de la matrice Ma2 ; la matrice Ma2, qui est commandée par un signal, Kb, formé par les signaux de contrôle, K9 à K16 et Ks2, des liaisons émission-réception relatives aux récepteurs Rc9 à Rc16 et Rs2, aiguille alors le signal qu'elle reçoit de la matrice Mal, vers le multiplexeur Mx16, à moins que l'un des signaux de contrôle des liaisons émission-réception relatives aux récepteurs Rc9 à Rc16, indique une panne et donc que le récepteur Rs2, sauf s'il est lui aussi hors-service, remplace Pun des récepteurs Rc9 à Rc16. De la même façon si une transmission optique n'a pu être effectuée via les fibres f9 à f16, par exemple via la fibre f9, et si, en remplacement, elle a été effectuée via la fibre fs2, elle poursuit son chemin via le récepteur de secours Rs2, la matrice Ma2 et le multiplexeur Mx9 ; si, par contre la transmission qui aurait dû s'effectuer via la fibre f9 s'est effectuée via la fibre de secours fsl, elle poursuit son chemin via le récepteur de secours Rsl, la matrice Mal, la matrice Ma2 et le multiplexeur Mx9. Dans la réalisation selon la figure 2 il est à remarquer que les signaux provenant des fibres optiques ne sont envoyés en permanence des matrices Mal, Ma2 vers les multiplexeurs Mxl à Mx16 que si les voies de secours correspondant à ces matrices sont utilisées. Il est à noter que, pour simplifier les explications, les signaux de contrôle ont été décrits comme commandant directement les portes Dl à D16 et les matrices de commutation M1, M2, Mal, Ma2 ; en réalité ces signaux sont gérés par des ordinateurs portant les repères 1 et 2 respectivement sur les figures 1 et 2 ; le rôle de ces ordinateurs est de définir un ordre de priorité quand plusieurs liaisons émission-réception normales (fibres fl à f16) sont en panne, c'est à dire de déterminer, entre plusieurs transmissions optiques à passer par une ou deux voies de secours, celle ou celles qui ne pourront pas être effectuées. Comme une telle gestion relève de la pratique courante, il a été jugé que la simplification sus-mentionnée ne risquait pas de porter préjudice à la compréhension de l'invention. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits, c'est ainsi que l'exemple qui a servi à la présente description comportait des structures dans lesquelles les seize signaux, après avoir été reçus, étaient redistribués selon douze directions différentes ; pour cela chacun des seize signaux était reproduit douze fois pour former douze groupes identiques de seize signaux avec, pour chacun des groupes, une structure d'émission selon la figure 1. II est également possible, au lieu d'acheminer, par exemple, un seul signal "vidéo + 2 sons" par les fibres optiques, d'acheminer plusieurs signaux, en affectant une bande de fréquences à chaque signal et en appliquant les mêmes principes de réalisation que ceux qui ont été appliqués pour les exemples décrits, à savoir: - à l'émission : utilisation d'une ou plusieurs matrices de commu tation sur lesquelles ne sont appliqués les signaux à transmettre par voie optique que si la voie optique qui leur est normalement affectée est défaillante, et association à chacune des matrices d'une seule liaison émission-réception de secours, avec, éventuel lement, mais ce n'est pas obligatoire, envoi du signal reçu par une matrice dont la liaison de secours serait défaillante, vers une autre des matrices, - à la réception : utilisation, derrière les récepteurs optiques des liaisons de secours, d'une matrice de commutation destinée à aiguiller à nouveau vers sa voie normale un signal reçu par une liaison de secours, avec éventuellement, si c'est le cas dans l'émission qui a précédé, envoi du signal d'une matrice vers une autre matrice. L'invention s'applique, en particulier, au cas où le nombre de liaisons de secours est réduit à un ou est supérieur à deux. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assurer la transmission de signaux n (n: entier positif) par fibres optiques, grâce à n + p voies (p : entier positif) compor- tant chacune un premier puis un second trajet électrique séparés par un trajet optique, caractérisé en ce qu'il consiste a utiliser n des voies (par fl-fl6) comme voies normales de transmission pour, respectivement, les n signaux, et les p autres voies (par fsl, fs2) comme voies de secours, à insérer, dans les premiers trajets des p voies, p premiers commutateurs (Ml, M2), à coupler chaque commutateur à au moins un premier trajet de voie normale de telle manière que chaque voie normale soit couplée à un des commutateurs, à appliquer un des signaux (El-E16) sur un des p commutateurs afin de l'aiguiller vers une voie de secours lorsque le trajet optique de la voie normale du signal considéré est défaillante et à insérer, dans les seconds trajets des p voies, p seconds commutateurs (Mal, Ma2) pour pouvoir injecter, dans le second trajet d'une des n voies normales, le signal relatif à la voie normale considérée lorsque ce signal a dû être acheminé par l'une des p voies. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, p étant supérieur à 1, à coupler les premiers commutateurs entre eux et les seconds commutateurs entre eux, afin que, lorsqu'une des p voies est défaillante, elle puisse être remplacée par une autre des p voies. 3. Structure pour assurer la transmission de n signaux (n: entier positif) par fibres optiques, comportant n + p voies (p : entier positif) ayant chacune un premier puis un second trajet électrique séparés par un trajet optique, caractérisée en ce que n des n + p voies constituent n voies normales (par fl-fl6) destinées à assurer respectivement la transmission des n signaux (El-E16, H1-H16), en ce que les p autres voies (par fsl, fs2) constituent des voies de secours, en ce que les premiers trajets électriques des p voies comportent respectivement p premiers commutateurs (Ml, M2) ayant des entrées couplées aux premiers trajets électriques des n voies, et en ce que les seconds trajets électriques des p voies comportent respectivement p seconds commutateurs (Mxl, Mx2) ayant des sorties couplées aux seconds trajets électriques des n voies. 4. Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que, p étant supérieur à 1, les premiers commutateurs (Ml, M2) sont couplés entre eux de manière à pouvoir se transférer un des signaux sous la commande des moyens de gestion (1), en ce que les seconds commutateurs (Mal, Ma2) sont couplés entre eux de manière à pouvoir se transférer un des signaux et en ce qu'elle comporte d'autres moyens de gestion (2) pour commander le transfert de signaux entre les seconds commutateurs. 5. Réseau de transmission par fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure selon l'une quelconque des revendications 3 et 4.