Brevet FR2689711A1 — publié le 19931008

DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour objet un réseau de télécommunications On désigne par là un ensemble de stations connectées à un même support physique et échangeant des informations. Etat de la technique antérieure On connaît des réseaux de télécommunications de caractère optique, utilisant des faisceaux optiques à plusieurs longueurs d'onde Ces réseaux seront quali- fiés par la suite de "multicolores". Les réseaux multicolores permettent d'augmenter considérablement la capacité d'un réseau Chaque longueur d'onde peut en effet véhiculer des débits de plusieurs Gbit/s Un exemple de réseau multicolore est le réseau à large bande LAMBDANET (Marque déposée) de la Société américaine BELLCORE Ce réseau comprend diverses sources optiques regroupées sur un coupleur optique Toutes les longueurs d'ondes sont diffusées simultanément à chaque station, laquelle comprend un démultiplexeur fixe et un récepteur par longueur d'onde Un tel réseau ne convient pas pour un grand nombre de stations Cela conduirait en effet à un trop grand nombre d'émetteurs et de récepteurs. Plus récemment, la Société américaine IBM a présenté dans la revue Lightwave de mars 1991, un réseau optique à 32 stations fondé sur une architecture en étoile L'introduction d'un filtre optique accordable permet de réduire le nombre de détecteurs Le composant employé est un filtre FABRY-PEROT commandé par une câle de déplacement piézoélectrique La gestion du réseau est obtenue par une scrutation périodique des différents canaux transmis sur le réseau. Bien que donnant satisfaction à certains égards, ces réseaux optiques multicolores souffrent d'un inconvénient En effet, dans l'état actuel de la technologie, ces réseaux sont tous du type à commutation de circuits (par opposition à la commutation de paquets) Or, ce type de commutation n'est pas adapté au partage d'un même support par plusieurs stations, ce qui rend difficile la gestion du réseau, et notamment l'établissement, la rupture et la surveillance des communications. On connaît naturellement des réseaux fonction- nant en commutation de paquets Les réseaux locaux d'entreprises fonctionnent généralement selon ce principe Cela permet de partager temporellement le support physique entre tous les utilisateurs Ce type de commutation offre une grande souplesse pour les échanges courants, mais voit son rendement diminuer en cas d'encombrement du réseau Pour absorber des pointes de trafic occasionnelles et donc éviter une saturation du réseau, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de travail Mais alors le réseau fonctionne la plus grande partie du temps bien en dessous de sa capacité De plus, la commutation utilisée implique un découpage des informations en paquets, ce qui oblige à ajouter à chaque paquet des indications supplémentaires, liées par exemple au routage Cet ajout de données se traduit par un sur-débit, et donc par une diminution globale du rendement du réseau. Ces réseaux à commutation de paquets utilisent le câble métallique ou la fibre optique Mais, dans ce dernier cas, la fibre n'est introduite que comme support de transmission, et les possibilités des techni- ques optiques ne sont quasiment pas utilisées. Exposé de l'invention La présente invention a justement pour but de remédier aux inconvénients respectifs de ces deux types de réseaux A cette f in, elle propose un réseau de caractère composite en ce sens qu'il combine un réseau optique multicolore à commutation de circuits avec un réseau à commutation de paquets Les transferts d'infor- mations nécessitant un fort débit s'effectuent sur les10 différentes longueurs d'onde du réseau multicolore, en commutation de circuits Deux stations désirant échan- ger une grande quantité d'informations conviennent d'une ou de deux longueurs d'onde (une pour chaque sens de transmission), afin d'établir entre elles deux liaisons15 croisées, et transmettre ainsi les informations Ceci évite le sur-débit qu'impliquerait le découpage des informations à transmettre, si celles-ci étaient trans- mises sur le réseau en commutation de type paquets. Ce dernier réseau, en commutation de type paquets, peut20 être dimensionné pour un trafic moyen, sachant que les pointes de trafic seront absorbées par le réseau multi- colore. Les informations de gestion du réseau multi- colore, et notamment celles qui sont utiles à l'établis- sement du lien optique entre deux stations, transitent en mode paquets sur le réseau à commutation de paquets. L'invention s'applique à tous les types de réseaux multicolores dans lesquels des sélections dyna- miques de longueurs d'onde sont possibles La sélection30 de longueur d'onde peut se faire par accord d'un compo- sant émetteur (par exemple un laser à semiconducteur), accord d'un filtre optique accordable ou de tout compo- sant assurant la même fonction (par exemple un étalon FABRY-PEROT) ou par un oscillateur local (en détection35 cohérente). 4 Brève description des dessins la figure 1 montre la structure générale d'un réseau selon l'invention; la figure 2 illustre une variante o le réseau à commutation de paquets utilise un câble métallique comme support; la figure 3 illustre une variante o le réseau à commutation de paquets utilise un réseau optique comme support; les figures 4 a et 4 b illustrent deux variantes o les deux réseaux empruntent un même support optique; la figure 5 est un schéma montrant deux groupes de longueurs d'onde affectées respec- tivement aux deux types de commutation; la figure 6 montre un exemple de réalisation d'un réseau selon l'invention. Exposé détaillé de modes de réalisation On voit sur la figure 1 un schéma général d'un réseau conforme à l'invention Ce réseau comprend un premier réseau Rl, du type optique multicolore à25 commutation de circuits et un second réseau R 2, du type à commutation de paquets A ces deux réseaux, sont connectées diverses stations Sl, 52,, SN. Sur la figure 2, est représentée une variante o le réseau R 2 utilise un support qui est un câble métallique (symbolisé par un trait unique), alors que le réseau Rl utilise de son côté un support optique (symbolisé par un triple trait). Sur la figure 3, le réseau R 2 utilise lui _ 5 aussi un support optique, comme le réseau Ri. Sur les figures 4 a et 4 b, le même support optique (en pratique la même fibre optique) et utilisé à la fois pour le premier réseau et le second. Dans la variante de la figure 4 a, chaque station est associée à un module SD de sélection dynamique de longueur d'onde pour les transmissions en commutation de circuits et à un module SF de sélection fixe de longueur d'onde pour les transmissions en commutation de paquets En commutation de circuits, les stations travaillent avec des longueurs d'onde Xce (en émission) et,\cr (en réception) Les couples de longueurs d'onde sont différents pour toutes les stations sauf pour des stations qui sont en communication entre elles, auquel cas la longueur d'onde d'émission de l'une est la longueur d'onde de réception de l'autre En commutation de paquets, chaque station travaille sur une longueur d'onde >o. La longueur d'onde utilisée pour le réseau à commutation de paquets peut être proche des longueurs d'onde utilisées par le réseau multicolore, et accessible par les éléments accordables de celui-ci Cette configuration apporte une fiabilité accrue, puisque, en cas de défaillance des équipements optiques liés au réseau à commutation de paquets, il est possible d'accorder les équipements optiques liés au réseau multicolore sur la longueur d'onde utilisée pour le réseau à commutation de paquets, afin de prendre le relais pour assurer ce service minimum. Dans la variante de la figure 4 b, chaque station est associée à deux modules SD de sélection dynamique de longueur d'onde En commutation de circuits, chaque station utilise une longueur d'onde,\cl, ou Acm, , Acn o 1, m,, N sont des indices allant de 1 à i. En commutation de paquets, chaque station travaille avec la longueur d'onde >pf, ou Àpg,, ph o f, g,, h sont encore des indices allant de 1 à j. De manière plus générale, le réseau peut fonctionner sur une même fibre, avec N longueurs d'onde différentes utilisées comme illustré sur la figure 5: i longueurs d'onde associées à autant de canaux utilisables en commutation de type circuits; j longueurs d'onde associées à autant de réseaux superposés fonctionnant tous en commutation de type paquets. La mise en place de j longueurs d'onde as- sociées à des services à commutation de paquets permet, soit de répartir la charge du trafic correspondant sur ces différentes longueurs d'onde, soit d'associer chaque longueur d'onde à une catégorie de services particuliers au sein d'une entreprise par exemple, ou à une catégorie d'utilisateurs Suivant les souhaits du gestionnaire du réseau, une station peut être équipée de manière à avoir accès à une, à plusieurs ou à toutes les lon- gueurs d'onde Des passerelles (P sur la figure 5) chargées de transférer du trafic d'une longueur d'onde vers une autre peuvent être introduites sur le réseau. Les j longueurs d'onde associées à une commutation de type circuits sont gérées de la même façon que dans30 les exemples des figures 2 à 4. Pour les variantes des figures 2, 3, 4 a et 4 b, un seul élément accordable par station (émetteur ou récepteur) est nécessaire si l'on dispose du même nombre de longueurs d'onde utilisables que de stations35 connectées au réseau multicolore Une longueur d'onde fixe et différente est alors assignée à chaque station, soit pour l'émission, soit pour la réception Si le nombre de stations dépasse le nombre de longueurs d'onde disponibles, ces longueurs d'onde devront être partagées entre les stations Elles seront alors attribuées en fonction des communications à établir Ceci impose de mettre en oeuvre des éléments accordables tant à l'émis- sion qu'à la réception La variante de la figure 4 implique des éléments accordables à l'émission et à la réception La variante de la figure 5 peut regrouper des stations possédant l'émission et/ou la réception accordable. L'invention qui vient d'être décrite peut être utilisée dans de nombreux réseaux On peut citer: tout réseau de données nécessitant une capa- cité de transmission importante; les données à trans- mettre peuvent être sous forme numérique ou sous forme analogique (images par exemple); ces deux types d'infor- mations peuvent coexister sur un même réseau à des lon- gueurs d'onde différentes; une application est par exemple un réseau professionnel de transmission d'images animées de haute qualité car entièrement optique; tout réseau de données nécessitant la confi- dentialité des transmissions entre stations; la possibi- lité d'isoler certaines stations sur des longueurs d'onde particulières, en utilisant toujours le même support physique, étant particulièrement intéressante; les réseaux d'entreprise de type LAN (Local Area Network) ou MAN (Metropolitan Area Network); il est également possible de conserver un réseau de ce type déjà installé et arrivant à la limite de sa capa- cité, en lui superposant un réseau multicolore. La figure 6 montre finalement un exemple de réalisation correspondant à une association d'un réseau multicolore de type commutation de circuits à un réseau de type commutation de paquets sur câble coaxial, en l'occurrence à un réseau ETHERNET (Marque déposée). Ce réseau, référencé R 2, utilise un câble coaxial et fonctionne à 10 Mbit/s Il est associé à un réseau optique Rl en étoile sur fibre monomode Chaque station Sl, 52, 53 est reliée, d'une part, au réseau ETHERNET, et d'autre part, au réseau optique par l'intermédiaire d'un équipement optique EO 1, E 02, E 03 travaillant à Mbit/s Chaque station possède un laser DFB émettant à une longueur d'onde fixe et, en réception, un filtre optique accordable permettant de sélectionner une longueur d'onde particulière Ce filtre accordable, utilisant un réseau monté sur une structure déformable à cale piézoélectrique, présente une largeur spectrale de 3 nm à -3 d B, pour une perte d'insertion de 3 d B. Le domaine d'accord est de 60 nm, de 1500 à 1560 nm. Le coeur du réseau optique est le coupleur étoile passif C Le budget optique est de 22 d B, ce qui permet d'augmenter dans une large mesure le nombre de stations ainsi que la distance séparant celles-ci. L'établissement et la rupture de communication, ainsi que la surveillance du réseau, se font à partir des terminaux associés à chaque station, ceux-ci dialo- guant entre eux et avec un serveur SV par l'intermédiaire du réseau ETHERNET. REVENDICATIONS 1 Réseau de télécommunications caractérisé par le fait qu'il comprend: un premier réseau (Ri) de type optique multi- colore à commutation de circuits, un second réseau (R 2), de type à commutation de paquets, des stations (Si, 52, SN) connectées physiquement aux premier (Ri) et second (R 2) réseaux, les informations échangées entre ces stations étant partagées selon le trafic entre le premier (Rl) et le second (R 2) réseaux, le second réseau (R 2) transmet- tant également les informations de gestion du premier (Rl). 2 Réseau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second réseau (R 2) utilise un support de transmission qui est une ligne électrique. 3 Réseau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le support de transmission du second réseau (R 2) est un câble coaxial.25 4 Réseau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support de transmission du second réseau (R 2) est une fibre optique. 5 Réseau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier réseau (Ri) et le second réseau (R 2) de transmission utilisent une même fibre optique comme support de transmission. 6 Réseau selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il fonctionne sur un ensemble de N lon- gueurs d'onde, le nombre N se répartissant en i longueurs d'onde affectées à autant de canaux constituant le pre- mier réseau (Rl) à commutation de circuits et en j lon- gueurs d'onde affectées à autant de canaux constituant le second réseau (R 2) à commutation de paquets. 7 Réseau selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les j canaux à commutation de paquets se répartissent la charge du trafic affecté au second réseau (R 2). 8 Réseau selon la revendication 7, caractérisé par le fait que des passerelles (P) permettent de dérouter le trafic d'une longueur d'onde à une autre. 9 Réseau selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les j canaux à commutation de paquets sont chacun affectés à une catégorie de services particuliers.