Brevet FR2693564A1 — publié le 19940114

"Circuit amplificateur optique, ayant en outre un amplificateur à fibres et une source de pompage reliée à cet amplificateur" La présente invention concerne un circuit amplificateur optique dont l'entrée est reliée à un émetteur optique et dont la sortie est reliée à un récepteur optique, ce circuit ayant en outre un amplificateur à fibres et une source de pompage reliée à cet amplificateur On connaît déjà un circuit amplificateur optique mais qui ne satisfait pas aux conditions de sécurité imposées aux systèmes de transmission optique importants. La présente invention a pour but de dévelop- per un circuit amplificateur optique correspondant au type défini cidessus, de façon qu'en cas de coupure du chemin de fibres de verre, entre la sortie de l'amplificateur et l'entrée d'un récepteur optique, on régule sur une puissance de sortie plus faible non nocive pour les personnes mais qui est néanmoins suffisante, après le rétablissement de la liaison par fibres de verre, pour détecter le récepteur. A cet effet, l'invention concerne un circuit amplificateur optique correspondant au type défini ci- dessus, circuit caractérisé en ce que la source de pompage est munie d'un circuit de régulation qui règle la puissance optique du circuit amplificateur optique, puissance fournie par l'amplificateur à fibres à une première valeur prédéterminée et le circuit de régulation influence un premier signal d'alarme fourni par le récepteur en l'absence de signal optique d'entrée pour le circuit amplificateur optique de façon à régler la puissance optique de sortie de l'amplificateur à fibres à une seconde valeur plus io faible. Cette solution permet à un circuit de régulation, existant en général par ailleurs, d'assurer la régulation du courant de la source de pompage à l'arrivée d'un signal d'alarme pour régler la puissance de sortie du circuit amplificateur optique, automatiquement à une valeur plus faible. Comme la puissance de sortie des amplificateurs a fibres optiques dépend entre autre de la puissance d'entrée inconnue en général, la régulation interne a l'appareil évite automatiquement à la puissance de sortie de dépasser une valeur maximale prédéterminée. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la source de pompage est un laser de pompage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention un coupleur optique qui découple une partie de la puissance optique existant à la sortie de l'ampli- ficateur à fibre, une photodiode étant reliée à une sortie du coupleur optique pour transformer la puissance de sortie, optique, découplée, en un courant continu, proportionnel et la sortie de la photodiode est reliée à une entrée du circuit de régulation. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention la photodiode est reliée à un circuit d'exploitation pour le signal pilote transmis par l'émetteur au circuit amplificateur optique et en ce que le circuit d'exploitation émet un second signal d'alarme par l'émetteur en cas d'absence de signal pilote. Cela permet de résoudre un problème complé- mentaire, à savoir que le circuit amplificateur optique émet un signal d'alarme à l'émetteur optique par l'intermédiaire du chemin à fibres optiques relié à son entrée, lorsqu'à l'entrée du circuit amplifi- cateur optique, il n'y a pas de signal optique Ce signal d'alarme permet de diminuer la puissance de sortie, optique, de l'émetteur optique pour la mettre à une valeur plus faible. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de réalisation représentés schématiquement aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma par bloc d'un circuit amplificateur optique correspondant à un premier mode de réalisation. la figure 2 est un schéma bloc d'un circuit amplificateur optique correspondant à un second mode de réalisation. la figure 3 est un schéma bloc d'un circuit amplificateur optique avec un laser de pompage et une diode de contrôle. la figure 4 est un schéma bloc d'un circuit amplificateur optique avec un dispositif d'alarme qui est activé en cas de défaillance de la puissance optique d'entrée. la figure 5 est un schéma bloc d'un circuit amplificateur optique à deux lasers de pompage équipés de diodes de contrôle et d'un affichage d'alarme selon la figure 4. Selon la figure 1, la référence S désigne un émetteur optique relié par un chemin de fibres optiques 10 à une entrée 11 d'un circuit amplificateur optique 12 L'entrée 11 est reliée par une fibre optique 13 et le cas échéant par un premier découpleur 14 à une première entrée 15 d'un multiplexeur de longueur d'onde 16 Le multiplexeur de longueur d'onde 16 est relié par une liaison optique à un ampli- ficateur à fibres 17 lui-même suivi d'un filtre passe- bande 18, optique, d'un coupleur optique dont la première sortie 21 est reliée le cas échéant par un second découpleur 22 à une sortie 23 du circuit amplificateur optique 12 La sortie 23 est reliée par un chemin de fibres optiques 24 à un récepteur optique E Une seconde sortie 25 du coupleur optique 20 est reliée par une photodiode 26 à une première entrée 27 d'un circuit de régulation 28; la seconde entrée 30 de ce circuit de régulation reçoit un premier signal d'alarme Si Une sortie 31 du circuit de régulation 28 est reliée à une entrée de commande 32 d'une source de pompage 30, réglable, reliée de préférence à une diode laser La source de pompage est reliée à une autre entrée 35 du multiplexeur de longueur d'onde 16. Le circuit amplificateur optique décrit ci- dessus fonctionne de la manière suivante: Le signal optique à amplifier, fourni par l'émetteur optique S à l'entrée 11 du circuit amplifi- cateur optique 12, arrive par la fibre optique 13, et le cas échéant à travers un premier découpleur 14, sur la première entrée 15 du multiplexeur de longueur d'onde 16 fournissant les signaux optiques à l'ampli- ficateur à fibres 17 Les signaux optiques amplifiés par l'amplificateur à fibres 17 traversent le cas échéant le filtre passe- bande 18 ne laissant passer que le spectre des signaux utiles pour transmettre les signaux optiques amplifiés au coupleur optique 20 De la première sortie 21 du coupleur optique 20, les signaux optiques arrivent le cas échéant par l'inter- médiaire d'un second découpleur 22 à la sortie 23 du circuit amplificateur optique et de là par le chemin de fibres optiques 24 au récepteur E La source de pompage réglable 33 fournit des signaux optiques appartenant à une autre plage de longueur d'onde que celle des signaux utiles à transmettre, vers le multiplexeur de longueur d'onde 16 et l'amplificateur à fibres 17 qui est ainsi excité pour l'amplification. La régulation de la source de pompage réglable 33 se fait de la manière suivante: une partie de la puissance optique de sortie NA, appliquée à l'entrée du coupleur optique 20, est dérivée par la seconde sortie 25 et est transformée par la photodiode 26 en 1 S un courant continu Il proportionnel à la puissance optique de sortie NA Ce courant continu Il est appliqué à la première entrée 27 du circuit régulateur 28 Le circuit régulateur 28 compare le courant continu Il et le second courant continu I 2 corres- pondant à une première puissance de sortie N Al, prédéterminée Lorsque la valeur instantanée du premier courant continu Il diffère de la valeur prédé- terminée, fixe, du second courant continu I 2, le circuit de régulation 28 fournit à sa sortie 31 un courant de régulation IR proportionnel à la différence ce courant de régulation est appliqué à l'entrée de commande 32 de la source de pompage 33 pour modifier de manière correspondante la puissance de sortie NA. Lorsqu'un signal d'alarme Si apparaît sur la seconde entrée 30 du circuit de régulation 28, le signal fourni par le récepteur E, si le chemin des fibres optiques 24 est coupé, règle alors le second courant continu 12 à une valeur plus faible pour que le circuit amplificateur optique 12 émette, pendant un temps prédéterminé, une puissance optique de sortie NA 2 réduite, c'est-à-dire non dangereuse pour les personnes Le circuit de régulation 28 assure le respect dans ce cas de la puissance de sortie, optique, réduite. Les découpleurs 14, 22, représentés en option à la figure 1, garantissent que les signaux optiques ne soient transmis que dans la direction de la flèche pour éviter une transmission non souhaitée en sens inverse Le filtre optique passe-bande 18 limite la transmission optique des signaux au spectre du signal utile optique La transmission du premier signal d'alarme Si par le récepteur E vers la seconde entrée 30 du circuit de régulation 28 se fait soit de manière électrique, soit par une seconde fibre de verre parallèle au chemin de fibres de verre 24. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le filtre passe-bande 18 et le coupleur optique 20 du circuit amplificateur optique 12 de la figure 1 sont remplacés par un autre multiplexeur de longueur d'onde 40 qui sert comme un filtre à l'amortissement de la puissance de pompage résiduelle et dont la sor tie libre 41 est reliée à la photodiode 26. Dans le circuit amplificateur optique de la figure 3, dans lequel les mêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes références numériques, on surveille la puissance de pompage d'une source de pompage 50, d'une manière connue, avec une diode de contrôle 51 intégrée de préférence à la source de pompage 50 Le signal de sortie électrique de la diode de contrôle 51 influence le circuit de régulation 28 de la source de pompage 50 A la figure 3 on a prévu un commutateur 52 qui, occupant la position représentée, relie la sortie électrique de la diode de contrôle 51 à l'entrée 27 du circuit de régulation 28. Lorsqu'un premier signal d'alarme Si arrive du récepteur E (voir figure 1), le commutateur 52 bascule et la puissance optique de la source de pompage 50 sera régulée en fonction de la puissance de sortie NA par l'intermédiaire de la photodiode 26. Le circuit amplificateur optique selon la figure 4 est complété par rapport au circuit amplificateur de la figure 1 en ce qu'un second signal d'alarme 52 est émis lorsqu'à l'entrée 11 du circuit amplificateur optique il n'y a pas de signal optique. Le circuit amplificateur optique selon la figure 4 suppose que les signaux de modulation transmis par le signal utile optique contiennent un signal pilote de l'émetteur S (figure 1) Le signal pilote ainsi que les autres signaux de modulation appartiennent à la partie de courant alternatif du courant photoélec- trique émis pâr la photodiode 60 et ces signaux peuvent être séparés dans un filtre passe-bande 61 accordé sur la fréquence du signal pilote Le signal pilote, disponible à la sortie du filtre passe-bande 61, est redressé par un circuit redresseur 62 et le signal redressé est surveillé par un commutateur à seuil 63 Ce n'est que lorsqu'aucun signal pilote n'est reconnu que le circuit amplificateur optique, selon la figure 4, émet le second signal d'alarme 52 qui est transmis à l'émetteur S pour y provoquer une réduction de la puissance optique d'émission. Le circuit amplificateur optique selon la figure 5 se distingue des circuits amplificateurs optiques selon les figures 3 et 4 en ce qu'il y a deux sources de pompage 70, 70 ' avec chaque fois une diode de contrôle 71, 71 ', intégrée Les sources de pompage alimentent les amplificateurs à fibres 17 dans des directions opposées Lorsque dans le circuit amplifi- cateur optique de la figure 5 arrive un premier signal d'alarme Si, le circuit de commutation 72 et la liaison, représentée par des traits interrompus, ouvrent un commutateur 73 entre un circuit de régu- lation 28 et la seconde source de pompage 70 ' pour couper complètement cette source de pompage La première source de pompage 70 est régulée après commutation du commutateur 52 par le circuit de régulation 28 et le premier courant Il fourni par la photodiode 60 La diode de contrôle 71 de la première source de pompage 70 n'agit pas dans ce cas. Lorsque l'entrée 11 du circuit amplificateur optique selon la figure 5 ne reçoit aucun signal utile optique ni signal pilote, cela déclenche un second signal d'alarme 52 comme cela a été décrit pour le circuit amplificateur optique de la figure 4. Les figures 3 et 5 montrent les commutateurs 52 et 73 comme étant des commutateurs électromécani- ques; mais on peut les remplacer par des commutateurs à semi-conducteurs à commande électronique Dans ce cas, le premier signal d'alarme Si peut commander directement les commutateurs. R E V E N D I C A T I O N S ) Circuit amplificateur optique dont l'en- trée est reliée à un émetteur optique et dont la sortie est reliée à un récepteur optique, ce circuit ayant en outre un amplificateur à fibres et une source de pompage reliée à cet amplificateur, circuit carac- térisé en ce que la source de pompage ( 33) est munie d'un circuit de régulation ( 28) qui règle la puissance optique (NA) du circuit amplificateur optique ( 12), puissance fournie par l'amplificateur à fibres ( 17) à une première valeur prédéterminée (NA,) et le circuit de régulation ( 28) influence un premier signal d'alarme (Si) fourni par le récepteur (E) en l'absence de signal optique d'entrée pour le circuit amplifica- teur optique ( 12) de façon à régler la puissance optique de sortie (NA) de l'amplificateur à fibres ( 17) à une seconde valeur (NA 2) plus faible. ) Circuit amplificateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de pompage ( 33) est un laser de pompage. ) Circuit amplificateur optique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un coupleur optique ( 20) qui découple une partie de la puissance optique (NA 1) existant à la sortie de l'amplificateur à fibres ( 17), une photodiode ( 26) étant reliée à une sortie ( 25) du coupleur optique ( 20) pour transformer la puissance de sortie, optique, découplée, en un courant continu (Il), proportionnel et la sortie de la photodiode ( 26) est reliée à une entrée ( 27) du circuit de régulation ( 28). ) Circuit amplificateur optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coupleur optique ( 20) est remplacé par un multiplexeur de longueur d'onde ( 40). 50) Circuit amplificateur optique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsqu'on utilise une source de pompage ( 50) à laquelle est intégrée une diode de contrôle ( 51), il est prévu un commutateur ( 52) qui, dans une première position de commutation correspondant à l'absence de réception d'un signal d'alarme (SI), relie la sortie de la diode de contrôle ( 51) au circuit de régulation ( 28) et qui, dans une seconde position, lorsqu'il reçoit le premier signal d'alarme (Si), relie la sortie de la photodiode ( 26) à l'entrée ( 27) du circuit de régulation ( 28). ) Circuit amplificateur optique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la photodiode ( 60) est reliée à un circuit d'exploitation ( 61, 62, 63) pour le signal pilote transmis par l'émetteur (S) au circuit amplificateur optique ( 12) et en ce que le circuit d'exploitation émet un second signal d'alarme ( 52) par l'émetteur (S) en cas d'absence de signal pilote. 70) Circuit amplificateur optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation comprend un montage en série formé d'un filtre passe-bande ( 61) accordé sur le signal pilote, d'un circuit redresseur ( 62) et d'un commutateur a seuil ( 63). 8 ) Circuit amplificateur optique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'entrée et la sortie de l'amplificateur à fibres ( 17) sont reliées chacune à un multiplexeur de longueur d'onde ( 74, 75) avec chaque fois une source de pompage ( 70, 70 '), comprenant chacune une diode de contrôle ( 71, 71 ') et un circuit de régulation ( 28, 28 ') et un commutateur ( 73) mis en oeuvre par un premier signal d'alarme (SI) coupe à l'état commuté, l'une des sources de pompage ( 71) et un commutateur ( 52), actionné par le premier la signal d'alarme (Si) qui, à l'état non commandé, relie la diode de contrôle ( 71) de l'autre source de pompage ( 70) au circuit de régulation ( 28) et qui, à l'état commandé, relie la photodiode ( 60) par le circuit de régulation ( 28) à l'autre source de pompage ( 70). ) Circuit amplificateur optique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'entrée ( 11) et la sortie ( 23) du circuit amplifica- teur optique ( 12) comportent chaque fois un découpleur optique ( 14, 22). ) Circuit amplificateur optique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par un filtre passe-bande ( 18) accordé sur les signaux opti- ques utiles, ce filtre étant prévu entre l'amplifica- teur à fibres ( 17) et le coupleur optique ( 20).