Brevet FR2788596A1 — publié le 20000721

MODULE DE DISPOSITIF À RÉSEAU DE PHASE ET DISPOSITIF POUR SURVEILLER UN SIGNAL OPTIQUE UTILISANT LE MODULE DESCRIPTION La présente invention concerne un module de dispositif à réseau de phase également appelé PHASAR et noté AWG (pour " arrayed waveguide grating >> ) pour surveiller les caractéristiques d'un signal optique multiplexé en longueur d'onde également appelé signal optique WDM pour des canaux multiples sans utiliser un instrument de mesure spécial dans un système de multiplexage en longueur d'onde (WDM), et un dispositif de surveillance de signal optique pour surveiller un signal optique WDM utilisant le module de AWG. Dans un système WDM o plusieurs canaux optiques sont multiplexés et transmis à un câble optique, la qualité du signal optique WDM doit être surveillée avant que le signal optique WDM ne soit optiquement démultiplexé en canaux. En général, la puissance optique, la longueur d'onde optique et le rapport signal/ bruit optique, également appelé OSNR, d'un signal optique de chaque canal doivent être mesurés pour surveiller un signal optique multicanal WDM. Dans un dispositif de transmission optique WDM, la déviation de longueur d'onde de chaque canal doit être commandée précisément puisqu'elle produit une erreur non seulement à la transmission d'un signal pour un canal correspondant, mais aussi à la transmission de signaux de canaux adjacents au canal correspondant. De plus, les situations de commande doivent être surveillées en temps réel. En outre, la puissance optique et l'OSNR des signaux optiques peuvent être différents pour chaque canal lorsqu'un amplificateur optique WDM est utilisé, de sorte que la puissance et 1'OSNR de chaque canal doivent être surveillés. Dans le brevet américain nO 5 617 234 qui présente une structure utilisant un AWG et une matrice de photodiodes, la longueur d'onde de chaque canal peut être surveillée, mais la température de 1'AWG doit être commandée en temps réel, un signal optique pour fournir une longueur d'onde de référence est nécessaire séparément et la puissance optique et 1'OSNR d'un signal optique ne peuvent pas être mesurés précisément. De plus, dans le système de transmission optique WDM, la puissance optique, la longueur d'onde optique et 1'OSNR de chaque signal de canal doivent pouvoir être surveillés en même temps. Cependant, dans l'art antérieur utilisant un AWG, lorsque deux éléments arbitraires parmi les trois éléments à mesurer sont mesurés, l'élément restant ne peut pas être mesuré. Un but de la présente invention est de prévoir un module de dispositif à réseau de phase (module de AWG) pour surveiller un signal optique multicanal, multiplexé en longueur d'onde (WDM), dans un système de transmission optique à multiplexage en longueur d'onde (WDM). Un autre but de la présente invention est de prévoir un dispositif pour mesurer non seulement la longueur d'onde, la puissance optique et le rapport signal/ bruit optique (OSNR) de chaque signal de canal d'un signal multicanal WDM, mais aussi le spectre optique par rapport à la gamme globale de longueurs d'onde du signal optique. Pour atteindre le premier but de l'invention, il est prévu un module de dispositif à réseau de phase également appelé module de AWG incluant: un guide d'ondes d'entrée pour recevoir un signal optique multiplexé en longueur d'onde (WDM) par l'intermédiaire d'un milieu de transmission de signaux optiques; un premier coupleur en étoile pour diviser la puissance du signal optique WDM reçu du guide d'ondes d'entrée et transmettre les signaux optiques divisés aux guides d'ondes d'une unité de AWG; l'unité de AWG étant destinée à traiter les signaux optiques divisés délivrés par le premier coupleur en étoile de sorte que les signaux optiques divisés ont des différences de phase qui sont proportionnelles à la différence entre les longueurs des guides d'ondes inclus dans l'unité de AWG; un deuxième coupleur en étoile pour focaliser les signaux optiques reçus de l'unité de AWG sur différents emplacements en provoquant une interférence mutuelle entre les signaux optiques reçus; et un dispositif de mesure de puissance optique connecté directement au deuxième coupleur en étoile, pour générer des signaux électriques en fonction des valeurs de puissance des signaux optiques délivrés par le deuxième coupleur en étoile. Pour atteindre le deuxième but de l'invention, il est prévu un dispositif pour surveiller un signal optique multiplexé en longueur d'onde (WDM), le dispositif incluant: un module de AWG pour recevoir le signal optique WDM, diviser le signal optique WDM en signaux optiques pour différents canaux, et convertir les signaux optiques divisés en signaux électriques; un convertisseur analogique/numérique pour convertir les signaux électriques en signaux numériques; et un processeur de données pour traiter les signaux numériques pour analyser les caractéristiques des signaux optiques reçus. Les buts et avantages ci-dessus de la présente invention ressortiront mieux en décrivant en détail un mode de réalisation préféré de celle-ci en se référant aux dessins ci-joints, o: la figure 1 montre un module de dispositif à réseau de phase (AWG) selon la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de surveillance de signal optique utilisant un module de AWG; et la figure 3 montre un spectre sur une surface de détection de spectre optique. En se référant à la figure 1, un module de dispositif à réseau de phase (AWG) selon un mode de réalisation de la présente invention inclut un guide d'ondes d'entrée 100, un premier coupleur en étoile , une unité de AWG 120, un deuxième coupleur en étoile 130, et un dispositif de mesure de puissance optique 140. Un signal optique multiplexé en longueur d'onde (WDM) destiné à être surveillé est incident sur le guide d'ondes d'entrée 100 par l'intermédiaire d'une fibre optique. Le signal optique WDM introduit dans le guide d'ondes d'entrée 100 est divisé par le premier coupleur en étoile 110 qui agit comme un diviseur de puissance optique, et les signaux optiques divisés sont incidents sur l'unité de AWG 120. Dans l'unité de AWG , la phase du signal optique WDM est décalée. Les signaux optiques WDM divisés ayant différentes longueurs d'onde qui ont traversé l'unité de AWG 120 ont des différences de phase qui sont proportionnelles à la différence entre les longueurs des guides d'ondes dans l'unité de AWG 120. C'est-à-dire, alors que ces signaux optiques déphasés interfèrent mutuellement, le signal optique WDM est divisé en signaux optiques ayant différentes longueurs d'onde. Les signaux optiques qui ont traversé l'unité de AWG 120 sont appliqués au deuxième coupleur en étoile 130. Le deuxième coupleur en étoile 130 provoque une interférence mutuelle entre les signaux optiques reçus de sorte que les signaux optiques de différentes longueurs d'onde sont focalisés sur différentes positions sur une surface de détection de spectre optique 135, selon chaque longueur d'onde. Le dispositif de mesure de puissance optique 140 est positionné sur la surface de détection de spectre optique 135 par l'intermédiaire de laquelle le dispositif de mesure de puissance optique 140 est directement connecté au deuxième coupleur en étoile 130. Le dispositif de mesure de puissance optique 140 convertit la puissance d'un signal optique pour chaque sortie de longueur d'onde par le deuxième coupleur en étoile 130, en un signal de courant. Le dispositif de mesure de puissance optique 140 peut être une matrice de photodiodes ou un dispositif à couplage de charge (" charge-coupled device "). La figure 2 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de surveillance de canal utilisant un module de AWG selon la présente invention. En se référant à la figure 2, le dispositif de surveillance de canal inclut un module de AWG 210, un convertisseur analogique/numérique (ADC) 220, et un processeur de données 230. Le module de AWG 210 présente la configuration décrite ci-dessus de la figure 1. Le module de AWG 210 convertit la puissance d'un signal optique en un signal électrique, tel qu'un signal de courant, et le signal électrique est appliqué à l'ADC 220 et converti en données numériques par celui-ci. Les données numériques sont appliquées au processeur de données 230, et la puissance optique, la longueur d'onde optique, 1'OSNR et le spectre de la gamme globale de longueurs d'onde optiques sont surveillés comme décrit ci-dessous. Le processeur de données 230 peut être un microprocesseur ou similaire. Le spectre d'une longueur d'onde optique sur la surface de détection de spectre optique 135, qui est une surface de contact du deuxième coupleur en étoile et du dispositif de mesure de puissance optique , est montré sur la figure 3. Un module de AWG existant prévoit des guides d'ondes optiques à des positions sur la surface de détection de spectre optique 135 auxquelles des signaux optiques pour différents canaux sont focalisés, et chaque canal est introduit dans des fibres optiques. Le module de AWG selon la présente invention ne prévoit pas de guides d'ondes optiques à la surface de détection de spectre optique 135. Au lieu de cela, il utilise une matrice de photodiodes ou un dispositif à couplage de charge. Par conséquent, le spectre optique d'un signal optique est obtenu par rapport à la gamme globale de longueurs d'onde et utilisé pour surveiller les caractéristiques du signal optique WDM. Les signaux optiques de différentes longueurs d'onde sont focalisés sur différentes positions sur la surface de détection de spectre optique suivant un axe horizontal 320 dû à la fonction de division de longueur d'onde de l'unité de AWG 120 de la figure 1. Par conséquent, un spectre optique 310 est formé suivant l'axe horizontal 320 sur la surface de détection de spectre optique. Lorsqu'une matrice de photodiodes ou un dispositif à couplage de charge est connecté(e) à la sortie du deuxième coupleur en étoile 130, des rayons lumineux ayant différentes longueurs d'onde sont incidents sur les photodiodes de la matrice de photodiodes ou sur les pixels du semi-conducteur à couplage de charge, selon leurs longueurs d'onde. Dans un procédé pour détecter des signaux optiques incidents sur différents pixels sur la matrice de photodiodes ou le semi-conducteur à couplage de charge, un signal optique de référence ayant une longueur d'onde connue est reçu en avance, et il est détecté sur quel pixel le signal optique de référence est délivré. Ainsi, il apparaît que le pixel détecté est destiné à la longueur d'onde du signal optique de référence. De plus, la puissance optique d'une longueur d'onde optique incidente sur un pixel peut être déduite à partir d'une sortie de valeur de courant du pixel. Ainsi, la puissance optique peut être détectée pour chaque longueur d'onde. En outre, l'OSNR d'un signal optique peut être obtenu en comparant une valeur de courant obtenue d'un pixel, sur lequel le signal optique incident a été détecté, à des valeurs de courant obtenues des autres pixels. Ici, une résolution plus précise peut être obtenue en augmentant le nombre de photodiodes dans la matrice de photodiodes ou le nombre de pixels sur le dispositif à couplage de charge. Par conséquent, la puissance optique, la longueur d'onde optique et l'OSNR du signal optique de chaque canal peuvent être obtenus. Un spectre optique d'un signal optique WDM peut aussi être obtenu par rapport à toute la gamme de longueurs d'onde. REVENDICATIONS 1. Module de dispositif à réseau de phase caractérisé en ce qu'il comprend: un guide d'ondes d'entrée pour recevoir un signal optique multiplexé en longueur d'onde par l'intermédiaire d'un milieu de transmission de signaux optiques; un premier coupleur en étoile (110) pour diviser la puissance du signal optique multiplexé en longueur d'onde reçu du guide d'ondes d'entrée (100) et transmettre les signaux optiques divisés aux guides d'ondes d'une unité (120) de dispositif à réseau de phase; l'unité de dispositif à réseau de phase (120) étant destinée à traiter les signaux optiques divisés délivrés par le premier coupleur en étoile (110) de sorte que les signaux optiques divisés ont des différences de phase qui sont proportionnelles à la différence entre les longueurs des guides d'ondes inclus dans l'unité de dispositif à réseau de phase (120); un deuxième coupleur en étoile (130) pour focaliser les signaux optiques reçus de l'unité de dispositif à réseau de phase (120) sur différents emplacements en provoquant une interférence mutuelle entre les signaux optiques reçus; et un dispositif de mesure de puissance optique (140) connecté directement au deuxième coupleur en étoile (130), pour générer des signaux électriques en fonction des valeurs de puissance des signaux optiques délivrés par le deuxième coupleur en étoile (130). 2. Module de dispositif à réseau de phase selon la revendication 1, dans lequel une matrice de photodiodes ou un dispositif à couplage de charge est utilisé comme dispositif de mesure de puissance optique (140). 3. Dispositif pour surveiller un signal optique multiplexé en longueur d'onde, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend: un module de dispositif à réseau de phase (210) pour recevoir le signal optique multiplexé en longueur d'onde, diviser le signal optique multiplexé en longueur d'onde en signaux optiques pour différents canaux, et convertir les signaux optiques divisés en signaux électriques; un convertisseur analogique/numérique (220) pour convertir les signaux électriques en signaux numériques; et un processeur de données (230) pour traiter les signaux numériques pour analyser les caractéristiques des signaux optiques reçus.