Brevet FR2756689A1 — publié le 19980605

CIRCUIT POUR SYSTEME OPTIQUE DE MULTIPLEXAGE PAR RÉPARTITION EN LONGUEUR D'ONDE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne de manière générale un circuit pour un système optique de multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL), et, en particulier, un circuit optique tel qu'un multiplexeur insertion/extraction de longueur d'onde et un réseau optique MRL l'incluant. 2. Description de l'art antérieur Le multiplexage par répartition en longueur d'onde, abrégé MRL, est actuellement la technologie de multiplexage préférée pour les réseaux de communications optiques. Dans un tel réseau de communications optiques MRL, un circuit d'insertion/ extraction de longueur d'onde est nécessaire pour extraire le signal optique sur une longueur d'onde prédéterminée et insérer un nouveau flux de données à la même longueur d'onde à l'emplacement de celui-ci. Un circuit d'insertion/extraction classique a été proposé par Miyakawa et al. dans un article intitulé "Suppression of cross talk penalty in optical ADM by high speed polarization scrambler" (B-1067, une publication de la société de communications de l'IEICE, 1996). Le circuit d'insertion/extraction inséré sur une liaison par fibre optique se compose de deux circulateurs optiques connectés en cascade et de deux filtres de longueur d'onde qui sont connectés aux circulateurs optiques, respectivement. Une première combinaison du premier circulateur et du premier filtre est utilisée pour extraire un signal optique sur la longueur d'onde correspondante du premier filtre et une deuxième combinaison est utilisée pour insérer un nouveau signal optique à la même longueur d'onde. Un autre circuit d'insertion/extraction classique a été proposé par Miyaji et al. dans un article intitulé " A study on wavelength variation in optical ADM network " (B-1086, une publication de la société de communications de 1' LICE, 1996). Le circuit d'insertion/extraction se compose d'un coupleur MRL en tant que démultiplexeur, d'un commutateur par longueur d'onde, et d'un autre coupleur MRL en tant que multiplexeur. Si un des commutateurs est ouvert, le signal sur la longueur d'onde correspondante est extrait localement et un nouveau signal est inséré à la même longueur d'onde en ce circuit d'insertion/ extraction. Cependant, dans le cas où l'insertion/extraction se fait à une pluralité de longueurs d'onde, le premier circuit nécessite deux circulateurs et deux filtres pour chaque longueur d'onde, ce qui implique une quantité accrue de matériel. Dans le dernier circuit, étant donné que deux coupleurs MRL sont nécessaires, il est difficile de réduire la taille du circuit, en particulier dans le cas d'un grand nombre de longueurs d'onde. RESUME DE L'INVENTION Un objet de la présente invention consiste à proposer un circuit optique pour des applications à réseau MRL avec une taille réduite et une configuration de circuit simplifiée. Un autre objet de la présente invention est de proposer un circuit optique qui peut atteindre une fonction d'insertion/extraction avec une taille réduite et une configuration de circuit simplifiée. Encore un autre objet de la présente invention est de proposer une application à réseau optique MRL qui peut atteindre un réglage fin des niveaux de transmission. Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un guide ayant un premier chemin d'un premier port à un deuxième port et un deuxième chemin du deuxième port à un troisième port, et un coupleur ayant un seul port optiquement connecté au deuxième port du guide et une pluralité de ports correspondant chacun à une longueur d'onde différente, dans lequel chacun des ports est optiquement connecté à un réflecteur optique ou à un émetteur-récepteur optique. Selon un autre aspect de la présente invention, outre le guide et le coupleur, il est prévu au moins un atténuateur optique variable qui est optiquement connecté à au moins un des ports. En outre, selon la présente invention, lors de la réception d'une pluralité de signaux optiques d'entrée ayant chacun une longueur d'onde différente sur une ligne de transmission, les signaux sont séparés par longueurs d'onde, respectivement puis un signal choisi de ceux-ci sur une longueur d'onde prédéterminée est extrait. En outre, les signaux optiques d'entrée autres que le signal choisi sont réfléchis et un signal de transmission sur la longueur d'onde prédéterminée est inséré dans les signaux optiques d'entrée réfléchis pour produire une pluralité de signaux optiques de sortie sur les longueurs d'onde, respectivement. Les signaux optiques de sortie sont transmis sur la ligne de transmission. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma synoptique représentant un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon un premier mode de réalisation de la présente invention la figure 2 est un schéma synoptique représentant un premier exemple d'un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention la figure 3 est un schéma synoptique représentant un deuxième exemple du circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention la figure 4 est un schéma synoptique représentant un troisième exemple du circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention la figure 5 est un schéma synoptique représentant un quatrième exemple du circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention la figure 6 est un schéma synoptique représentant un réseau optique MRL selon la présente invention ; et la figure 7 est un schéma représentant un cinquième exemple du circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon le deuxième mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES En référence à la figure 1, est représenté un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde qui est intercalé entre les lignes de transmission 101 et 102 formant une liaison physique par fibre par laquelle des signaux optiques MRL respectifs sur N longueurs d'onde hi à XN sont transmis, N étant un entier supérieur à 1. Le circuit dtinsertion/extraction de longueur d'onde se compose d'un circulateur optique 103 ayant trois ports Pci, Pc2 et Pc3 et d'un coupleur MRL 104 ayant un port unique PO et N ports P1 à PN. Le deuxième port Pc2 du circulateur optique 103 est optiquement connecté au port unique P0 du coupleur MRL 104. Lorsque le circulateur optique 103 reçoit des signaux optiques MRL d'entrée sur le premier port Pci depuis la ligne de transmission 101, les signaux optiques MRL d'entrée apparaissent sur le deuxième port Pc et sont délivrés au coupleur MRL 104. Lorsque les signaux optiques MRL de sortie sont reçus sur le deuxième port Pc2 depuis le coupleur MRL 104, ils apparaissent sur le troisième port P03 et sont délivrés à la ligne de transmission 102. Le coupleur MRL 104 reçoit les signaux optiques MRL d'entrée depuis le premier port PC1 du circulateur optique 103 et sépare N signaux optiques sur N longueurs d'onde hl à XN qui apparaissent sur les N ports P1 à PN, respectivement. Inversement, lorsqu'il reçoit N signaux optiques sur les N ports P1 à P,X, respectivement, le coupleur MRL 104 les combine et les envoie depuis le port unique P0 au circulateur optique 103. De préférence, le coupleur MRL 104 peut être constitué d'un coupleur MRL à dispositif à réseau de phase ou PHASAR (ou AWG pour arrayed waveguide grating ). Chacun des N ports P1 à PN du coupleur MRL 104 peut être optiquement connecté soit à un émetteurrécepteur optique soit à un réflecteur optique. Dans ce mode de réalisation, le premier port P1 est connecté à l'émetteur-récepteur optique et les autres ports P2 à PN sont optiquement connectés à N-1 réflecteurs optiques 108, respectivement. Les signaux optiques respectifs apparaissant sur les ports P2 à PN sont réfléchis par les réflecteurs optiques REFL2 à REFLN et les signaux optiques réfléchis sont renvoyés aux ports correspondants P2 à PN du coupleur MRL 104. Par conséquent, un signal de longueur d'onde souhaité peut être extrait et inséré en fonction du port qui est connecté à ltémetteur-récepteur optique. Une pluralité d'émetteurs-récepteurs optiques peuvent être connectés aux ports correspondants du coupleur MRL 104, respectivement. L'émetteur-récepteur optique se compose d'un coupleur optique 105, d'un récepteur optique 106 et d'un émetteur optique 107. Le premier port du coupleur optique 105 est optiquement connecté au premier port P1 du coupleur MRL 104 et les deuxième et troisième ports du coupleur optique 105 sont optiquement connectés au récepteur optique 106 et à l'émetteur optique 107, respectivement. Un circulateur optique peut être utilisé pour remplir la même fonction que le coupleur optique 105. Dans la configuration de circuit ci-dessus, les signaux optiques MRL d'entrée sont délivrés au port PO du coupleur MRL 104 par l'intermédiaire du circulateur optique 103. Le coupleur MRL 104 sépare les N signaux optiques chacun sur une longueur d'onde unique. Le signal optique sur la longueur d'onde X1 qui apparaît sur le port P1 est transmis au récepteur optique 106 par l'intermédiaire du coupleur optique 105. Les autres signaux optiques sur les longueurs d'onde S2 à XN sont réfléchis à partir des réflecteurs REFL2 à REFLN vers les ports correspondants P2 à PN, respectivement. Lorsque l'émetteur optique 107 délivre un signal optique de la longueur d'onde Bl correspondante, celuici est transmis au port P1 du coupleur MRL 104 par l'intermédiaire du coupleur optique 105. Le coupleur MRL 104 combine le signal optique sur la longueur d'onde X et les autres signaux optiques sur les longueurs d'onde A2 à XN pour les délivrer au port PC2 du circulateur optique 103. Autrement dit, le signal optique sur la longueur d'onde k1 acheminé sur la liaison à fibre optique est extrait et un nouveau signal optique est inséré sur la même longueur d'onde xl à l'emplacement du circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde. Comme indiqué sur les figures 2 à 5, un atténuateur optique variable peut être utilisé pour régler finement l'intensité du signal optique pour chaque longueur d'onde. Sur les figures 2 à 5, les blocs de circuit similaires à ceux décrits précédemment en référence à la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence et les détails de ceux-ci sont En référence à la figure 2, un atténuateur optique variable 201 est connecté entre le coupleur optique 105 et l'émetteur optique 107 et en outre un atténuateur optique variable 202 est connecté entre le port P2 du coupleur MRL 104 et le réflecteur optique REFL2. Par conséquent, les intensités lumineuses de transmission respectives des signaux optiques sur les longueurs d'onde x1 et x2 peuvent être réglées par les atténuateurs optiques variables 201 et 202, respectivement. En référence à la figure 3, un atténuateur optique variable 301 est connecté entre le coupleur optique 105 et le récepteur optique 106 et 1'atténuateur optique variable 202 est connecté entre le port P2 du coupleur MRL 104 et le réflecteur optique REFL2. Par conséquent, l'intensité lumineuse reçue du signal optique sur la longueur d'onde x1 peut être réglée par l'atténuateur optique variable 301 et en outre l'intensité lumineuse de transmission du signal optique sur la longueur d'onde k peut également être réglée par l'atténuateur optique variable 202. En référence à la figure 4, un atténuateur optique variable 401 est connecté entre le port P1 du coupleur MRL 104 et le coupleur optique 105 et en outre l'atténuateur optique variable 202 est connecté entre le port P2 du coupleur MRL 104 et le réflecteur optique REFL2. Par conséquent, les intensités lumineuses de transmission et de réception des signaux optiques sur la longueur d'onde x1 peuvent être réglées par 1'atténuateur optique variable 401 et en outre l'intensité lumineuse de transmission du signal optique sur la longueur d'onde x2 peut également être réglée par l'atténuateur optique variable 202. En référence à la figure 5, un atténuateur optique variable 201 est connecté entre le coupleur optique 105 et l'émetteur optique 107, un atténuateur optique variable 301 est connecté entre le coupleur optique 105 et le récepteur optique 106, et en outre l'atténuateur optique variable 202 est connecté entre le port P2 du coupleur MRL 104 et le réflecteur optique REFL2. Par conséquent, les intensités lumineuses de transmission respectives des signaux optiques sur les longueurs d'onde x1 et X peuvent être réglées par les atténuateurs optiques variables 201 et 202, respectivement. En outre, l'intensité lumineuse reçue du signal optique sur la longueur d'onde x1 peut être réglée par l'atténuateur optique variable 301. La présente invention ne peut pas être limitée aux exemples indiqués sur les figures 2 à 5. Un atténuateur optique variable peut être prévu entre un port choisi du coupleur MRL 104 et un émetteur-récepteur optique. En variante, un atténuateur optique variable peut être prévu entre au moins un du récepteur optique 106 et de l'émetteur optique 107 et le coupleur optique 105 dans ltémetteur-récepteur optique. Un atténuateur optique variable peut en outre être prévu entre un réflecteur optique quelconque et le port correspondant du coupleur MRL 104. En outre, les ports P1 à PN du coupleur MRL 104 sont de préférence couplés à des émetteurs-récepteurs optiques TRX1 à TRXN, respectivement, comme le montre la figure 7. En référence à la figure 6, il est prévu des sources laser 501 à 504 produisant des faisceaux laser ayant différentes longueurs d'onde, par exemple x1 = 1555 nm, X2 = 1557 nm, X3 = 1560 nm et X4 = 1562 nm, respectivement. Un combineur 505 combine les longueurs d'onde sur la fibre optique 101. Un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde est intercalé entre les fibres optiques 101 et 102 par lesquelles les signaux optiques MRL respectifs sur les quatre longueurs d'onde xi à #4 sont transmis. Le circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde est constitué du circulateur optique 103 ayant trois ports Pc1, Pc2 et Pc3 et du coupleur MRL 104 ayant le port unique P0 et les quatre ports P1 à P4. Le deuxième port Pc2 du circulateur optique 103 est optiquement connecté au port unique PO du coupleur MRL 104. Lorsque le circulateur optique 103 reçoit des signaux optiques MRL d'entrée sur le premier port Fci, les signaux optiques MRL d'entrée apparaissent sur le deuxième port Poe et sont délivrés au coupleur MRL 104. Lorsque les signaux optiques MRL de sortie sont reçus sur le deuxième port Poe depuis le coupleur MRL 104, ils apparaissent sur le troisième port Pc3 et sont délivrés à la ligne de transmission 102. Le coupleur MRL 104 reçoit les signaux optiques MRL d'entrée depuis le premier port Fci du circulateur optique 103 et sépare les quatre signaux optiques sur quatre longueurs d'onde x1 à x4 qui apparaissent sur les quatre ports P1 à P4, respectivement. Inversement, lorsqu' il reçoit quatre signaux optiques sur les quatre ports P1 à P4, respectivement, le coupleur MRL 104 les combine et les envoie depuis le port unique P0 au circulateur optique 103. Le coupleur MRL 104 est constitué de guides d'ondes à quartz agencés en dispositif à réseau de phase. Le premier port P1 du coupleur MRL 104 est optiquement connecté au premier port d'un coupleur optique 506. Le deuxième port du coupleur optique 506 est optiquement connecté à un récepteur optique 508 par l'intermédiaire d'un atténuateur optique variable 507. Le troisième port du coupleur optique 506 est optiquement connecté à un émetteur optique 509 par l'intermédiaire d'un atténuateur optique variable 510. L'émetteur optique 509 délivre un signal optique ayant une longueur d'onde de 1555,2 nm dans ce mode de réalisation. Par conséquent, le signal optique d'entrée sur la longueur d'onde x1 est extrait et reçu par le récepteur optique 508 tandis que le niveau du signal reçu est réglé par l'atténuateur optique variable 507. D'autre part, le signal optique de sortie sur sensiblement la même longueur d'onde 1555,2 nm que la longueur d'onde x1 = 1555 nm est transmis de l'émetteur optique 509 à la fibre optique 102 tandis que son intensité lumineuse est réglée par l'atténuateur optique variable 510. Les autres ports P2 à P4 du coupleur MRL 104 sont optiquement connectés à des réflecteurs optiques 511 à 513 par l'intermédiaire d'atténuateurs optiques variables 514 à 516, respectivement. Par conséquent, les signaux optiques respectifs apparaissant sur les ports P2 à P4 sont réfléchis par les réflecteurs optiques 511 à 513 et leurs intensités lumineuses sont réglées par les atténuateurs optiques variables 514 à 516. Par conséquent, les signaux optiques d'entrée sur les longueurs d'onde x2 à B4 sont transmis de la fibre optique 101 à la fibre optique 102 tandis que l'intensité lumineuse sur chaque longueur d'onde est réglée par l'atténuateur optique variable correspondant. Comme décrit ci-dessus, un circuit d'insertion/ extraction de longueur d'onde selon la présente invention a une configuration de circuit simplifiée comprenant un élément de guide d'ondes tel qu'un circulateur, un coupleur MRL et des réflecteurs. Il est possible d'extraire et d'insérer facilement plus d'une longueur d'onde en connectant un émetteur-récepteur optique au port correspondant du coupleur MRL 104 au lieu du réflecteur optique. En outre, un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde tel que représenté sur les figures 1 à 5 peut être utilisé dans une application à réseau MRL quelconque. Par conséquent, un système de réseau MRL peut être formé en intercalant au moins un circuit d'insertion/extraction de longueur d'onde selon la présente invention sur une ligne de transmission optique. REVENDICATIONS 1. Circuit optique caractérisé par un guide (103) ayant un premier chemin d'un premier port (Pcl) à un deuxième port (po2) et un deuxième chemin du deuxième port à un troisième port (Pc3) ; et un coupleur (104) ayant un port unique (PO) optiquement connecté au deuxième port du guide et une pluralité de ports (P2 à PN) correspondant chacun à une longueur d'onde différente, dans lequel chacun des ports est optiquement connecté à un réflecteur optique (REFL2 à REFLN) ou à un émetteur-récepteur optique (105 à 107). 2. Circuit optique selon la revendication 1, dans lequel le coupleur reçoit une pluralité de premiers signaux optiques sur différentes longueurs d'onde au niveau du port unique depuis le deuxième port du guide et sépare les premiers signaux optiques qui apparaissent sur la pluralité de ports, respectivement, et le coupleur reçoit une pluralité de deuxièmes signaux optiques au niveau de la pluralité de ports, respectivement, et combine les deuxièmes signaux optiques pour les envoyer au deuxième port du guide. 3. Circuit optique selon la revendication 1, dans lequel un port du coupleur correspondant à une longueur d'onde prédéterminée est optiquement connecté à l'émetteur-récepteur optique et les autres ports du coupleur sont optiquement connectés à des réflecteurs optiques, respectivement. 4. Circuit optique selon la revendication 1, dans lequel le guide est un circulateur optique et le coupleur est un coupleur de multiplexage par répartition en longueur d'onde (MRL). 5. Circuit optique selon la revendication 4, dans lequel le coupleur MRL comprend une pluralité de guides d'ondes à quartz agencés en dispositif à réseau de phase. 6. Circuit optique caractérisé par un guide (103) ayant un premier chemin d'un premier port (Pcl) à un deuxième port (PC2) et un deuxième chemin du deuxième port (Pc2) à un troisième port (Pc3) ; un coupleur (104) ayant un port unique (P0) optiquement connecté au deuxième port du guide et une pluralité de ports (P1 à PN) correspondant chacun à une longueur d'onde différente, dans lequel chacun des ports est optiquement connecté à un réflecteur optique (REFL2 à REFLN) ou à un émetteur-récepteur optique (105 à 107) ; et au moins un atténuateur optique variable (201, 202, 301, 401) qui est optiquement connecté à au moins un des ports. 7. Circuit optique selon la revendication 6, dans lequel chacun des ports est optiquement connecté au réflecteur optique ou à l'émetteur-récepteur optique par l'intermédiaire de l'atténuateur optique variable. 8. Circuit optique selon la revendication 6, dans lequel au moins un des ports est optiquement connecté au réflecteur optique ou à ltémetteur-récepteur optique par l'intermédiaire de l'atténuateur optique variable. 9. Circuit optique selon la revendication 6, dans lequel l'émetteur-récepteur optique comprend un récepteur optique (106) un émetteur optique (107) ; et un deuxième guide (105) ayant un port de guide qui est optiquement connecté à un port choisi des ports du coupleur et des deuxième et troisième ports de guide qui sont optiquement connectés au récepteur optique et à l'émetteur optique, respectivement. 10. Circuit optique selon la revendication 9, dans lequel un atténuateur optique variable est prévu entre un port autre qu'un port choisi et un réflecteur optique qui est optiquement connecté au port ; et un atténuateur optique variable est prévu entre le deuxième guide et le récepteur optique ou l'émetteur optique. 11. Circuit optique selon la revendication 9, dans lequel un atténuateur optique variable est prévu entre un port autre qu'un port choisi et un réflecteur optique qui est optiquement connecté au port ; et un atténuateur optique variable est prévu entre le deuxième guide et chacun du récepteur optique et de l'émetteur optique. 12. Circuit optique selon la revendication 9, dans lequel le deuxième guide comprend un coupleur optique ou un circulateur optique. 13. Procédé d'insertion/extraction pour un signal optique sur une longueur d'onde prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: recevoir une pluralité de signaux optiques d'entrée ayant chacun une longueur d'onde différente sur une ligne de transmission séparer les signaux optiques d'entrée sur les longueurs d'onde, respectivement extraire un signal choisi des signaux optiques d'entrée sur la longueur d'onde prédéterminée réfléchir les signaux optiques d'entrée autres que le signal choisi ajouter un signal de transmission sur la longueur d'onde prédéterminée aux signaux optiques d'entrée réfléchis pour produire une pluralité de signaux optiques de sortie sur les longueurs d'onde, respectivement ; et transmettre les signaux optiques de sortie sur la ligne de transmission. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'intensité du signal choisi des signaux optiques d'entrée est réglée et au moins l'une des intensités des signaux optiques d'entrée autres que le signal choisi est réglée. 15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'intensité du signal est réglée et au moins l'une des intensités des signaux optiques d'entrée réfléchis est réglée. 16. Système de communications optiques caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit optique selon la revendication 1.