Brevet FR2718908A1 — publié le 19951020

RESEAU DE TELECOMMUNICATION ORGANISE EN BOUCLES OPTIQUES MULTICOLORES RECONFIGURABLES. L'invention concerne un réseau de télécommunications organisé en boucles optiques multicolores. Elle s'applique à tout type de réseau de télécommunication, à savoir aux réseau de transmission publics ou privés. Ainsi, elle s'applique au réseau national et régional de télécommunication, aux réseaux locaux, aux réseaux téléinformatiques. On entend par boucle optique, dans le domaine des télécommunication un ensemble de stations reliées entre elles par une ou plusieurs fibres optiques constituant le moyen de transport d'informations d'une station à une autre. Ces stations forment des noeuds de trafic variable. On entend par boucle optique multicolore une -boucle de transfert d'informations dans laquelle une station transmet des informations à une autre station de la boucle sur une longueur d'onde donnée affectée à cette station, chaque station ayant une longueur d'onde de réception prédéterminée. Les réseaux SDH (Synchronus Digital Hierarchy) utilisant la transmission sur fibres optiques sont organisés en boucles peuvent se présenter sous deux types d'architectures, une architecture unidirectionnelle telle que schématisée par la figure la, ou une architecture bidirectionnelle telle que schématisée par la figure lb. La boucle unidirectionnelle (Fig. la) comprend une station en "tête" de réseau reliée à plusieurs stations selon un sens bien défini. Chaque station peut extraire les informations qui lui sont destinées et insère d'autres informations qui seront transmisses vers la tête du réseau. La fonction insertion/extraction est réalisée avec un Multiplexeur à insertion/extraction connu sous l'abréviation MIE ou ADM dans la littérature anglo-saxonne (Add/Drop Multiplexing). La boucle bidrectionnelle (Fig. lb) se distingue de la boucle unidirectionnelle par l'absence de station centrale car chaque station est connectée à toutes les autres stations de la boucle (maillage). Cela est assuré par deux fibres distinctes o les informations circulent en sens opposé. De plus, ce type de boucle offre une meilleure sécurisation, car on utilise deux fibres de secours en plus des deux fibres opérationnelles. Le transfert des informations dans la boucle se fait selon la hiérarchie de la norme SDH ou SONET au moyen d'une trame STM4 ou STM16 en fonction du nombre de stations de la boucle. Ainsi, dès que le nombre de stations est supérieur à 4, la trame utilisée est une trame STM16 à 2,5 Gbit/s obtenues par un multiplexage électrique temporel de 16 trames STM1 à 155 Mbit/s. On constate que, lorsque le nombre de stations est compris entre 4 et 16, soit 7 par exemple, la trame STM16 comporte 9 trames vides. On constate donc que l'utilisation d'une trame à 2,5 Gbit/s n'est pas optimisée dans tous les cas. De plus, les équipements et en particulier les émetteurs/récepteurs pour une transmission à 2,5 Gbit/s sont très onéreux. Avec l'introduction récente du parallélisme multicolore, c'est à dire du multiplexage en longueur d'onde dans ces architectures de réseau en boucle, on a obtenu une flexibilité supplémentaire en permettant de conserver la continuité optique à travers la boucle. On pourra se reporter pour mieux comprendre à l'article intitulé "Multiwavelength survivable ring network architectures" de A.F. Elrefaie de la publication ICC 93, Genève. Pour la réalisation du multiplexage en longueur d'ondes, connu sous l'abréviation anglo-saxonne WDM (Wavelength-Division-Multiplexing), on utilise des multiplexeurs à insertion/extraction fréquentiels optiques à base de filtres acousto-optiques ou Fabry Pérot ainsi que des guides en optique intégrée. On pourra pour cela se reporter aux articles intitulés: - "Wavelength-Division-Multiplexing Add/Drop multi- plexer employing a novel polarisation independent acousto-optique tunable filter" de M. FUKUTOKU et Al., publié dans ELECTRONICS LETTRES, vol.29, pp 905-907, 1993. - "An optical EDM-Add/Drop multiplexing ring Net- work utilizing Fiber Fabry-Pérot Filter and optical circulators" de K. ODA et A1. publié dans IEEE Photonics Technology Letters, vol.5, N 7, 1993. - "Arrayed-waveguide grating Add/Drop multiplexer with loop-back optical paths" de Y. TACHIKAWA et A1. publié dans ELECTRONICS LETTERS, vol.29, pp 2133-2134, 1993. Le principe de ces différentes architectures repose sur la suppression (la rejection) d'une longueur d'onde à chaque station lors de l'opération d'extraction d'informations afin de la remplacer lors de l'opération d'insertion par une autre de même valeur. L'autre inconvénient lié au fait que l'on utilise une longueur d'onde par station (cette longueur d'onde étant fixée au préalable) réside dans le fait qu'il n'est pas possible avec cette technique de réaliser le partage de débit entre plusieurs stations. Or, le demandeur a constaté que dans le cas o le trafic de deux ou plusieurs stations est faible, il serait alors intéressant de partager les données entre ces stations. D'une façon plus générale, il serait préférable de donner plus de souplesse pour la transmission sur de tels réseaux. Cette souplesse peut être obtenue selon l'invention en permettant une reconfiguration des boucles selon le trafic ou selon les pannes survenant dans les boucles du réseau. La présente invention a pour objet un réseau de télécommunications organisé en boucles optiques multicolores reconfigurable. Le réseau, selon l'invention, permet le partage de données entre deux ou plusieurs stations. La présente invention a plus particulièrement pour objet un réseau de télécommunications organisé en boucles optiques permettant le transfert d'informations sous forme de trames synchrones ou suivant la norme SDH ou SONET dans laquelle une boucle optique comprend un ensemble de stations de trafic, caractérisé en ce que dans une boucle chaque station comporte des moyens de réception accordables et accordés en fonction de la densité du trafic. Selon une autre caractéristique, lorsque deux ou plusieurs stations ont un trafic faible, transportable sur une même trame, ces stations comportent des moyens de réception accordés sur une même longueur d'onde, les stations partageant alors les données de la trame. Selon une autre caractéristique, chaque station comporte des moyens d'émission, ces moyens émettant à une longueur d'onde différente de la longueur d'onde sur laquelle sont accordés les moyens de réception. Selon une autre caractéristique, la boucle est unidirectionnelle, l'une des stations est la station tête; cette station comporte alors des moyens susceptibles d'émettre sur N longueurs d'ondes, si N est le nombre de stations de la boucle avec lesquelles elle communique; cette station comportant des moyens de réception susceptibles de recevoir sur N longueurs d'ondes, distinctes des longueurs d'ondes d'émission. Les moyens d'émission et de réception de chaque station de la boucle comportent un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel-optique comprenant un coupleur optique 2x2 placé sur une fibre, un filtre optique pour sélectionner l'information et relié au coupleur, et un laser à insertion relié au coupleur également. Selon une autre caractéristique, la boucle est bidirectionnelle, chaque station comporte des moyens d'émission susceptibles d'émettre sur (N-l)/2 longueurs d'ondes, si N est le nombre de stations dans la boucle et des moyens de réception susceptibles de recevoir sur (N-2)/2 longueurs d'ondes distinctes de longueur d'onde d'émission. Les moyens d'émission et de réception comportent un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel optique par fibre, chaque multiplexeur comportant un coupleur optique, (N-l)/2 filtres d'extraction et (N-2)/2 lasers à insertion, soit au total pour les deux fibres (N-1) filtres et (N-i) lasers, N étant le nombre de stations dans la boucle. D'autres avantages particuliers de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui est faite à titre d'exemple illlustratif et non limitatif et en regard des figures sur lesquelles: - les figures la et lb représentent respectivement le schéma d'une boucle unidirectionnelle et d'une boucle bidirectionnelle, la figure 2a représente un schéma de principe d'un réseau R, - la figure 2b représente le schéma de réalisation d'une boucle unidirectionnelle BO selon l'invention, - la figure 3, représente un diagramme des longueurs d'ondes utilisées, - les figures 4a et 4b représentent respectivement le schéma d'une boucle unidirectionnelle sans partage de données, et avec partage des données entre stations, - la figure 5 représente un schéma de réalisation d'une boucle bidirectionnelle selon l'invention. La figure 2a représente un schéma de principe d'un réseau R organisé en boucles optiques bidirectionnelles BO et unidirectionnelles B1-B3. Les stations T sont des stations de tête pour les boucles B1, B2, B3. Les autres stations portent la référence S. Ces boucles sont du type de celles qui vont être décrites à propos des figures 2b et 5. La boucle multicolore unidirectionnelle représentée sur la figure 2b est constituée d'une station en tête T et de plusieurs stations S1 à S4 comprenant chacune un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel optique MIE-FO. La station en tête ou "centrale" est formée de plusieurs lasers 1, 2, 3, 4 émettant à des longueurs d'ondes différentes ki, 12, k3, X4, les informations à diffuser sous forme de STM1, 155 Mbit/s, ou STM4, 622 Mbit/s, (dans le cas de la norme SDH) vers les autres stations qui filtreront chacune de ces longueurs d'ondes. Sur la figure 2, la seconde fibre F2 sert à la sécurisation des transmissions et la première F1 sert à transporter les informations de la station T aux autres stations Si à S4. Chaque station comporte un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel-optique (MIE-FO) M1, M2, M4 et des moyens électroniques de traitement El-E4 tout à fait classiques. Le multiplexeur de la station 1 est formé d'un coupleur optique 2x2, C1 placé sur les fibres F1, F2, d'un laser pour insérer les informations dans la trame reçue et d'un filtre optique D1 accordable suivi d'un récepteur P1 pour extraire le débit destiné à la station. Chacun de ces éléments est de type counnu. Le filtre est un filtre du type Fabry- Pérot. Le filtre D1 est relié à une branche du coupleur Cl tandis que le laser Ai est relié à l'autre branche. Les multiplexeurs des autres stations Si à S4 sont identiques. Les lasers émettent à des longueurs d'ondes pouvant être distinctes les unes des autres comme cela est représenté sur la figure 3 (longueurs d'ondes d'insertion kXI, X'2 - X'4. La tête de station T comporte des moyens de réception comprenant autant de filtres optiques d'extraction DO que de stations émettrice placées sur la boucle. Ces moyens comportent en outre autant de détecteurs DO que de filtres. Selon l'invention, les filtres optiques sont accordables, l'accord pouvant être modifié par exemple manuellement, lorsque le trafic de deux stations est faible. Selon l'invention, le multiplexeur d'une station ne rejettent pas la longueur d'onde destinée à la station, les longueurs d'ondes insérées sont dans une fenêtre spectrale différente de celle utilisée à l'émission. Cela permet le partage d'une même longueur d'onde par plusieurs stations. Le nombre de longueurs d'ondes émises dépend du trafic à écouler ainsi que du nombre de station dans la boucle. En effet, si on prend le cas de 7 stations a, b, g, tel que représenté sur la figure 4a, si le trafic à écouler est important et que chaque station doit extraire un STM1, la capacité de la boucle sera donc de 7 STM1. En utilisant le multiplexage optique, la station centrale émettra 7 longueurs d'onde à 155 Mbit/s, une par station, au lieu d'émettre un STM16, soit 9 STM1 "vides" (ce qui est le cas actuellement). Par contre, si le trafic à écouler est peu important et qu'une capacité de 5 STM1 suffit pour 7 stations, Fig. 4b, la station centrale n'émettra que 5 longueurs d'onde et deux stations se partageront un STM1. Dans le cas de la figure 4b, les filtres optiques contenus dans les stations c et e seront calés tous les deux sur X4 et reçoivent donc les mêmes données. Ainsi, la boucle peut être reconfigurée en accordant les filtres optiques dans chaque station suivant la densité du trafic destiné à chaque station. Les filtres utilisés sont par exemple des filtres du type Fabry- Pérot. On va maintenant décrire un boucle optique bidirectionnelle selon l'invention. Une telle boucle a été représentée sur la figure 5. Selon ce deuxième type d'architecture le trafic est véhiculé sur deux fibres en sens opposés F1, F2. Cette configuration permet un maillage complet entre toutes les stations. En effet, la station S1 communique avec les stations S2 et S3 sur la fibre F1 à travers les longueurs d'onde ?14 et X15 utilisées seront véhiculées sur l'autre fibre F2. On pourra aussi réutiliser les mêmes valeurs de longueurs d'onde (x12 = X14 par exemple) puisque la fibre de transport est différente. Le plan des longueurs d'onde pour une boucle à 5 stations est présenté dans le tableau 1 qui suit. D'après ce tableau, pour assurer un maillage complet entre les stations, il faut 4 sources lasers par station, soit 20 lasers au total. Comme dans le premier type de boucle, chaque station utilise 2 MIE-FO, M1, Mll composé chacun respectivement de filtres optiques D21, D31, D41 et D51 associé à un coupleur 2x2 (Cl, C2) dans le cas de la Fig.5, on dispose de deux filtres par fibre. Si par contre, le trafic à écouler entre les stations est peu dense, le nombre de lasers par station peut être diminué, ainsi une seule longueur d'onde pourra être émise vers deux stations. Les MIE-FO dans les deux stations réceptrices auront alors chacun un de leurs filtres calé sur la même longueur d'onde. Les données seront ainsi partagées et le nombre de lasers sera divisé par deux. En cas de coupure des deux fibres opérationnelles, deux fibres de secours sont prévues pour les remplacer. Sur la figure 5, D21 et D31 représentent les récepteurs reliés à la fibre F2 par le coupleur C2. D41 et D51 représentent les récepteurs reliés à la fibre F1 par le coupleur Cl. A12 et A13 sont reliés à la fibre F1 par le coupleur Cl. A14 et A15 sont reliés à la fibre F2 par le coupleur C2. Les moyens de réception des autres stations sont reliés aux coupleurs Cl et C2 placés sur les fibres F1, F2 de la même façon que décrite à propos de la station S1. Les moyens d'émission des autres stations sont reliés aux coupleurs Cl, C2 placés sur les fibres F1 et F2 également de la même façon que décrite à propos de la station S1. Tableau 1 )ij: STATIONS RECEPTRICES METTEUR station 1 station 2 station 3 station 4 station 5 station 1 X 12 A 13 k 14 A 15 station 2 k 21 k 23 k 24 x 25 station 3 X 31 X 32. 34 X 35 station 4 X41 k 42 X 43 X 45 istation 5 X 51 k 52 X 53 k 54 kij: i pour ia station émettrice; j pour la station réceptrice 1l REVENDICATIONS 1. Réseau de télécommunication organisé en boucles optiques permettant le transfert d'information sous forme de trames synchrones ou suivant la norme SDH ou SONET dans lequel une boucle optique comprend un ensemble de stations de trafic (T, S), caractérisé en ce que dans une boucle chaque station comporte des moyens de réception (Ml, M2... )accordables et accordés en fonction de la densité du trafic.. 2. Réseau de télécommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux ou plusieurs stations (c, e) ayant un faible trafic transportable sur une même trame, ces stations comportent des moyens de réception accordés sur une même longueur d'onde, les station partageant alors les données de la trame. 3. Réseau de télécommunication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque station comporte des moyens d'émission et en ce que ces moyens d'émission émettent à une longueur d'onde différente de la longueur d'onde sur laquelle sont accordés les moyens de réception. 4. Réseau de télécommunication selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la boucle est unidirectionnelle et dans lequel l'une des stations est la station d'en-tête, caractérisé en ce que cette station comporte des moyens susceptibles d'émettre sur N longueurs d'ondes, si N est le nombre de stations de la boucle avec lesquelles elle communique et en ce qu'elle comporte des moyens de réception susceptibles de recevoir sur N longueurs d'ondes, distinctes des longueurs d'ondes d'émission. 5. Réseau de télécommunication selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens s d'émission et de réception de chaque station de la boucle comportent un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel-optique comprenant un coupleur optique 2x2 placé sur une fibre, un filtre optique pour sélectionner l'information et relié au coupleur et un laser à insertion. relié également au coupleur. 6. Réseau de télécommunication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la boucle est bidirectionnelle, caractérisé en ce que chaque station comporte des moyens d'émission susceptibles d'émettre sur (N- l)/2 longueurs d'onde, si N est le nombre de stations dans la boucle et des moyens de réception susceptibles de recevoir sur (N-l)/2 longueurs d'ondes, distinctes des longueurs d'onde d'émission. 7. Réseau de télécommunication, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'émission et de réception comportent un multiplexeur à insertion/extraction fréquentiel-optique par fibre, chaque multiplexeur comportant un coupleur optique, (N-l)/2 filtres d'extraction et (N-l)/2 laser à insertion, soit N-l filtres et N-1 laser pour les deux fibres de la boucle.