Brevet FR2663480A1 — publié le 19911220

La présente invention concerne la télémétrie et en particulier elle concerne des systèmes et procédés de télémétrie analogique destinés à des systèmes comprenant des amplificateurs optiques chaînés. Des amplificateurs optiques, par exemple ceux qui mettent en oeuvre des fibres spécialement dopées ou des matériaux semi-conducteurs, risquent d'être employés à l'avenir dans les chemins de transmission par câble à fibres optiques à longue distance puisqu'ils permettent une amélioration considérable dans ces systèmes Ils peuvent amplifier directement le signal optique et ils simplifient donc les étages répéteurs intermédiaires par élimination de la nécessité de l'exécution de la transmission 3 R complète des signaux (remise en forme, resynchronisation, régénéra- tion) Un système comprenant plusieurs amplificateurs optiques doit permettre le diagnostic indiquant l'emplace- ment d'une panne et doit transmettre cette information à l'une des stations terminales du système. Dans un premier aspect, l'invention concerne un système de télémétrie analogique destiné à être utilisé dans un système de transmission optique comprenant un terminal de transmission, plusieurs amplificateurs optiques chaînés et un terminal récepteur, qui sont tous connectés par une fibre optique, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à appliquer une tonalité de surveillance au signal optique de sortie du terminal de transmission, un dispositif incorporé à chaque amplificateur optique et destiné à détecter la présence de la tonalité de surveillance ou son absence en cas de panne du système de transmission et, en cas d'absence de la tonalité de surveillance, d'application d'une tonalité respective de détresse au signal de sortie de l'amplifi- cateur, et un dispositif, placé au terminal récepteur, et destiné à détecter la présence de la tonalité de surveil- lance, d'une ou plusieurs tonalités de détresse, ou l'ab- sence de toutes ces tonalités, ces dernières ou le nombre des tonalités reçues de détresse permettant la localisation de la panne du système. Dans un autre aspect, l'invention concerne un procédé de télémétrie analogique destiné à être utilisé avec un système de transmission optique comprenant un terminal de transmission, plusieurs amplificateurs optiques chaînés et un terminal récepteur, qui sont tous reliés par une fibre optique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend des étapes d'application d'une tonalité de sur- veillance au signal optique de sortie du terminal de transmission, de détection de la présence-absence de la tonalité de surveillance à chaque amplificateur optique, l'absence correspondant à une panne du système de transmis- sion, d'application d'une tonalité respective de détresse au signal de sortie de l'amplificateur en cas d'absence, de détection, au terminal récepteur, de la présence de la tonalité de surveillance, d'une ou plusieurs tonalités de détresse ou de l'absence de toutes ces tonalités, et de détermination, à partir de ces tonalités ou du nombre de tonalités reçues de détresse, de l'emplacement de la panne du système. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un amplificateur à fibre et un circuit de réglage automatique de gain AGC simple correspondant; la figure 2 représente un système de télémétrie analogique destiné à un amplificateur à fibre optique; la figure 3 représente un spectre possible d'affec- tation de fréquences de télémétrie; et la figure 4 représente schématiquement un système de transmission optique. Dans un système de transmission à fibre optique à grande distance, il existe de nombreux paramètres, tels que les pertes dans la section de la fibre et le couplage de la fibre à l'amplificateur, qui doivent respecter des tolérances En conséquence, le gain exact nécessaire à chaque étage du système doit être réglé afin que le signal de sortie de l'amplificateur garde le niveau voulu Ceci nécessite un certain type de réglage automatique de gain du signal (AGC) à chaque amplificateur individuel Une forme simple de boucle de réglage automatique de gain AGC est représentée sur la figure 1 dans le cas d'un amplificateur 1 à fibre optique, par exemple un amplificateur à fibre optique de silice dopée par de l'erbium Un signal optique reçu, qui a été transmis par un laser émetteur (non repré- senté) à une station terminale, est introduit en 2 et le signal optique amplifié est transmis en 3 Une petite partie du signal de sortie de l'amplificateur est prélevée par une prise par l'intermédiaire d'un coupleur 4 à fibre et est appliquée à un filtre optique 5 à bande étroite qui est destiné à filtrer l'émission spontanée Cette émission spontanée, détectée en 6, est utilisée pour le pilotage du laser de pompage 7 Le signal optique de sortie du laser 7 de pompage est couplé à la fibre amplificatrice 1 par un coupleur 8 de fibre Dans la réalisation simple de boucle AGC représentée sur la figure 1, la tension produite par l'émission spontanée détectée est simplement comparée à une tension de référence et le laser de pompage est piloté de manière convenable. Le système télémétrique proposé selon l'invention peut être réalisé avec une boucle optique de réglage automatique de gain AGC telle que celle qu'on a décrite en référence à la figure 1 Le circuit de télémétrie AGC nécessaire dans l'amplificateur optique est représenté sur la figure 2 qui utilise les mêmes références numériques que sur la figure 1 le cas échéant Une tonalité de surveil- lance est superposée aux données optiques à une fréquence voisine de 100 k Hz Celle-ci est juste supérieure à la fréquence de coupure de diaphonie de l'amplificateur optique (fibre 1) et n'affecte donc pas le système de réglage de gain optique par interaction avec la pompe La tonalité de surveillance est appliquée au laser émetteur (non représenté) de la station terminale La tonalité de surveillance peut être prélevée par une prise de signaux, par exemple par le filtre 5 à bande étroite et le détecteur 6 qui sont utilisés pour la détection du signal pour le réglage automatique de gain La fréquence de la tonalité détectée est comparée dans un circuit 10 de détection synchrone à ce signal de sortie par un cristal 11 qui oscille à la fréquence de la tonalité de surveillance Si les fréquences sont les mêmes, la présence de la tonalité de surveillance est confirmée et il existe ainsi un trajet optique continu jusqu'à cet amplificateur particulier Dans ce cas, la tonalité de surveillance et le signal optique de données sont tous deux amplifiés optiquement et transmis en 3 pour être transmis le long de la ligne (fibre de trans- mission optique) vers l'amplificateur suivant. Si la tonalité de surveillance n'est pas détectée au niveau d'un amplificateur, il est supposé que le trajet optique n'est pas continu jusqu'à cet amplificateur. L'amplificateur doit alors alerter le terminal de la panne et il peut le faire par transmission d'une tonalité de détresse, à une fréquence différente de celle de la tona- lité de surveillance, vers les amplificateurs suivants dans le système L'opération peut être réalisée par superposi- tion d'une modulation à basse fréquence, par exemple créée par un oscillateur 12 de tonalité de détresse, sur le laser 7 de pompage de l'amplificateur, qui est alors transférée à l'émission spontanée de l'amplificateur 1 à fibre et est relayée le long de la ligne (fibre de transmission) vers la station terminale réceptrice Le circuit 10 de détection de synchronisation est destiné à maintenir ouverte une bascule 13 (unité de commutation) alors que la tonalité de surveil- lance est présente Lorsque la tonalité de surveillance n'est pas présente, la bascule commute l'oscillateur 12 de tonalité de détresse afin que la modulation de tonalité de détresse soit appliquée au laser 7 de pompage Les tona- lités de détresse sont propres à chaque amplificateur. Etant donné que la tonalité principale de surveillance est aussi absente des amplificateurs suivants, ceux-ci créent aussi une tonalité respective de détresse Comme les tonalités de détresse sont propres à chaque amplificateur, la section exacte du système dans laquelle a eu lieu la panne peut être déterminée par analyse du spectre de fréquences du canal de surveillance, à la réception par la station terminale. L'affectation des fréquences des tonalités doit être déterminée avec soin Elle doit être supérieure à la largeur de la bande de la boucle de réglage automatique de gain AGC et inférieure à la fréquence à laquelle la modula- tion de pompage n'est plus transférée au signal de sortie spontanée Une plage possible d'affectation des fréquences est représentée sur la figure 3 La figure 4 représente le système de transmission optique auquel l'invention peut s'appliquer Il comprend un terminal 21 de transmission, des amplificateurs optiques 22, 23, 24 et un terminal récepteur 25, qui sont tous connectés par une fibre optique 26. En résumé, le système et le procédé de télémétrie analogique décrits précédemment mettent en oeuvre la superposition d'une tonalité continue au signal de sortie de données d'un émetteur optique à une station terminale du système Chaque amplificateur du système a un récepteur optique qui détecte-le fait que la tonalité est présente ou absente Si la tonalité est détectée, le système est continu jusqu'à cet amplificateur Si la tonalité est absente, chaque amplificateur peut superposer une tonalité originale de détresse à la source de pompage de l'amplifi- cateur La station terminale réceptrice analyse la plage convenable de fréquences pour déterminer si la tonalité de surveillance est présente et si elle n'est pas présente, elle détermine le nombre de tonalités de détresse qui sont présentes et peut ainsi localiser avec précision la panne du système En cas de défaillance du système entre le dernier amplificateur et le terminal récepteur, aucune tonalité de surveillance ou de détresse n'est reçue De cette manière, l'emplacement de la panne dans des systèmes optiques à très longue distance, par exemple les systèmes sous-marins, contenant des amplificateurs optiques, peut être déterminé. REVENDICATIONS 1 Système de télémétrie analogique destiné à être utilisé avec un système de transmission optique comprenant un terminal d'émission ( 21), plusieurs amplificateurs optiques chaînés ( 22, 23, 24) et un terminal récepteur ( 25), qui sont tous connectés par une fibre optique ( 26), caractérisé en ce que le système de télémétrie comporte un dispositif ( 11) d'application d'une tonalité de surveil- lance au signal optique de sortie du terminal de transmis- sion, un dispositif ( 10, 12, 13) disposé à chaque amplifi- cateur optique et destiné à détecter la présence de la tonalité de surveillance ou son absence en cas de panne du système de transmission et, en cas d'absence de la tonalité de surveillance, d'application d'une tonalité respective de détresse au signal de sortie de l'amplificateur, et un dispositif, placé au terminal récepteur ( 25) et destiné à détecter la présence de la tonalité de surveillance ou d'une ou plusieurs tonalités de détresse, ou l'absence de toutes ces tonalités, ces tonalités ou le nombre de tona- lités reçues de détresse étant utilisés pour la localisa- tion de la panne du système. 2 Système de télémétrie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection de tona- lité au niveau des amplificateurs optiques comporte un détecteur synchrone ( 10). 3 Système de télémétrie selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque amplificateur comporte une source respective ( 7) de pompage optique, et il comporte en outre un générateur respectif ( 11) d'une fréquence d'une tonalité de surveillance à chaque amplificateur qui est couplé au détecteur synchrone ( 10), une unité de commuta- tion ( 13) maintenue ouverte par le détecteur synchrone ( 10) lorsque la tonalité de surveillance est présente mais qui est fermée lorsque la tonalité de surveillance est absente et qui est utilisée pour la connexion d'un générateur ( 12) d'une tonalité de détresse à la source ( 7) de pompage optique de l'amplificateur respectif. 4.-Système de télémétrie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit respectif de réglage automatique de gain (figure 1) est associé à chaque amplificateur à fibre optique, chaque circuit de réglage automatique de gain comprenant un dispositif de détection du signal nécessaire pour le réglage automatique de gain, le dispositif de détection détectant aussi les tonalités de surveillance et de détresse pour les applications de télémétrie. 5 Procédé de télémétrie analogique destiné à être utilisé avec un système de transmission optique qui com- porte un terminal de transmission ( 21), plusieurs amplifi- cateurs chaînés ( 22, 23, 24) à fibre optique et un terminal récepteur ( 25), qui sont tous connectés par une fibre optique ( 26), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'application d'une tonalité de surveillance ( 11) au signal optique de sortie du terminal de transmission, la détection de la présence ou de l'absence de la tonalité de surveillance à chaque amplificateur à fibre optique, l'absence correspondant à une panne du système de transmis- sion, l'application d'une tonalité respective de détresse au signal de sortie de l'amplificateur dans le cas de cette absence, la détection, au terminal récepteur, de la pré- sence de la tonalité de surveillance, d'une ou plusieurs tonalités de détresse ou de l'absence de ces tonalités, et la détermination, à partir de ces tonalités ou du nombre des tonalités reçues de détresse, de l'emplacement de la panne du système. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la présence ou l'absence de la tonalité de surveil- lance est détectée par un détecteur synchrone ( 10).