Brevet FR2785750A1 — publié le 20000512

La présente invention concerne un système de transmission optique utilisant une configuration de multiplexage à division de longueur d'onde (Wavelength Division Multiplex ou WDM), et, en particulier, un stabilisateur de longueur d'onde pour stabiliser la longueur d'onde d'un signal optique que fait osciller une diode de laser (Laser Diode ou LD) dans chaque dispositif de transmission de canal. Le multiplexage à division de longueur d'onde est l'une de différentes configurations de transmission de signaux optiques, et, dans celui-ci, une pluralité de signaux optiques à des longueurs d'ondes différentes sont simultanément propagés par l'intermédiaire d'un toron de fibres optiques. Dans la transmission à multiplexage à division de longueur d'onde, le multiplexage de signaux optiques à des longueurs d'ondes différentes sur un toron de fibres optiques est appelé multiplexage à division de longueur d'onde, et l'opération inverse est appelée démultiplexage à division de longueur d'onde. Dans un système de transmission optique à multiplexage à division de longueur d'onde, un dispositif de transmission à laser comportant une diode de laser avec un spectre étroit comme source de lumière est utilisé comme dispositif de transmission de canal, et les canaux sont configurés de façon dense à intervalles d'environ 100 à 200 GHz. La longueur d'onde d'un signal optique que fait osciller une telle diode de laser devrait se trouver à l'intérieur d'une plage prédéterminée pour un canal correspondant. Généralement, la longueur d'onde d'un signal optique à l'intérieur d'une plage prédéfinie est stabilisée en fonction de la température ou commandée en temps réel en utilisant une longueur d'onde de référence. Le premier procédé utilise comme principe le fait qu'une longueur d'onde d'oscillation d'une diode de laser dépend de la température de fonctionnement. Pour stabiliser la longueur d'onde d'un signal optique qui oscille du fait de la diode de laser, la résistance d'un détecteur à thermistance disposé dans la diode de laser est comparée à une valeur de référence correspondant à une température prédéterminée, et une température de fonctionnement est commandée en fonction du résultat de la comparaison. Un dispositif de refroidissement thermoélectrique (thermoelectric cooler ou TEC) est utilisé, de façon caractéristique, pour la commande de température. Ce procédé est avantageux du fait que le mécanisme de commande est simple, qu'il n'y a pas besoin de pièces additionnelles pour contrôler l'écart de longueur d'onde, et que l'on peut obtenir une stabilité élevée. Toutefois, la diode de laser se trouve détériorée, et, par conséquent, la valeur d'un courant de seuil augmente au cours du temps. Par conséquent, le circuit d'attaque du dispositif d'émission de laser est constitué de façon à maintenir la puissance de sortie optique constante en commandant automatiquement une valeur de courant de polarisation. Malgré le maintien d'une température de fonctionnement constante de la diode de laser, la longueur d'onde d'un signal optique oscillant dévie graduellement si la diode de laser est utilisée pendant une longue durée, et elle s'écarte finalement de la plage prédéfinie mme avec une commande précise de la longueur d'onde basée sur la température prédéterminée. Le deuxième procédé nécessite l'utili-sation d'un dispositif de stabilisation de longueur d'onde disposé séparément pour détecter la longueur d'onde d'un signal optique. Le dispositif de stabilisation de longueur d'onde détecte de combien la longueur d'onde d'un signal optique s'écarte d'une plage prédéfinie, et la température d'une diode de laser est commandée en temps réel. Le dispositif de stabilisation de longueur d'onde peut tre utilisé pour chaque canal multiplexe par division de longueur d'onde et extrait des signaux d'un signal optique multiplexe par division de longueur d'onde (wavelength division multiplexed ou WDM). Ce procédé présente l'avantage d'une stabilisation de longueur d'onde basée sur une information d'écart de longueur d'onde précise, mais souffre de la contrainte d'obtention de la stabilité d'un circuit de commande en temps réel et d'un coût élevé dû à l'utilisation d'un dispositif de stabilisation de longueur d'onde coûteux pour chaque canal. Comme décrit ci-dessus, les procédés de stabilisation de longueur d'onde classiques ne sont pas efficaces pour stabiliser la longueur d'onde d'un signal optique à long terme, ou présentent des problèmes avec la stabilité d'un circuit de commande en temps réel et provoquent un coût élevé du fait de l'exigence d'un dispositif réalisé séparément. Par conséquent, un objet de la présente invention est de procurer un stabilisateur de longueur d'onde qui puisse compenser de façon simple et peu coûteuse un écart de la longueur d'onde d'un signal optique et assurer à long terme une stabilité de longueur d'onde. Pour atteindre l'objet ci-dessus, on propose un stabilisateur de longueur d'onde pour stabiliser la longueur d'onde d'un signal optique oscillant à partir d'une diode de laser dans chacun d'une pluralité d'émetteurs de canaux d'un système d'émission optique à multiplexage à division de longueur d'onde. Dans le stabilisateur de longueur d'onde, un circuit de commande de température dans chaque émetteur de canal détecte une température de fonctionnement de diode de laser et maintient la diode de laser à une température de référence, un multiplexeur à division de longueur d'onde multiplexe des signaux optiques oscillants venant de la pluralité d'émetteurs de canaux, un dispositif de contrôle de longueur d'onde est connecté au multiplexeur à division de longueur d'onde par une ligne de transmission optique, contrôle l'écart de longueur d'onde d'un signal optique pour chaque canal dans le signal multiplexe, et délivre en sortie une information d'écart de longueur d'onde, et un dispositif de commande détermine l'écart de longueur d'onde de chaque canal à partir de l'information d'écart de longueur d'onde, et remet à jour la température de référence du circuit de commande de température de chaque émetteur de canal d'une valeur d'écart devant tre compensée. Les objets et avantages ci-dessus de la présente invention apparaîtront de façon plus évidente en décrivant en détail une forme de réalisation préférée de celle-ci en se référant aux dessins joints, dans lesquels : la figure 1 est un schéma général d'un émetteur comprenant un stabilisateur de longueur d'onde selon une forme de réalisation de la présente invention ; et la figure 2 est un organigramme d'une opération de commande dans un processeur de système montré en figure 1. Si l'on se réfère à la figure 1, une diode de laser dans chacun d'une pluralité d'émetteurs de canal 102-1 à 102-n fait osciller un signal optique correspondant. Le signal optique oscillant a une longueur d'onde différente en fonction du canal qui lui est affecté. Aux fins de la clarté de description, un émetteur de canal est illustré comme ne comportant qu'une seule diode de laser et un circuit de commande de température, les autres parties générales étant omises. Le signal optique pour chaque canal oscillant dans chaque émetteur de canal est délivré à un multiplexeur à division de longueur d'onde 108. Le multiplexeur à division de longueur d'onde 108 multiplexe les signaux optiques reçus des émetteurs de canaux 102-1 à 102-n. Le signal optique multiplexe est transmis par l'intermédiaire d'une ligne de transmission optique 116 comprenant généralement un amplificateur de puissance, un amplificateur de ligne, un pré-amplificateur, et analogue. Comme les longueurs d'onde des canaux sont étroitement configurées, comme décrit ci-dessus, il est très important de maintenir chaque canal à une longueur d'onde prédéfinie. Dans ce but, un dispositif de contrôle de longueur d'onde est utilisé sur chacun des côtés d'émission et de réception d'un système de transmission optique à multiplexage à division de longueur d'onde. En figure 1, un dispositif de contrôle de longueur d'onde 110 est couplé à la ligne de transmission optique 116 dans l'émetteur. Le dispositif de contrôle de longueur d'onde 110 contrôle l'écart de la longueur d'onde d'un signal optique pour chaque canal dans le signal multiplexe et délivre en sortie une information d'écart de longueur d'onde à un processeur de système 100 d'un dispositif de commande 114. Ici, l'information d'écart de longueur d'onde se réfère à l'ampleur avec laquelle la longueur d'onde d'un signal optique dans chaque canal s'écarte d'une longueur d'onde prédéterminée. Le dispositif de commande 114 se compose du processeur de système 100 jouant le rôle de moyens de commande principaux de l'émetteur et d'un convertisseur numérique/analogique (N/A) 112. Le convertisseur numérique/ana- logique 112 est couplé entre le processeur de système 100 et le circuit de commande de température de chaque émetteur de canal pour convertir une valeur numérique reçue du processeur de système 100 devant tre utilisée pour établir une température de référence pour un circuit de commande de température en un signal analogique. Le circuit de commande de température détecte la température de la diode de laser dans un émetteur de canal correspondant et maintien la diode de laser à une température de référence prédéterminée selon un procédé général précédemment mentionné. Autrement dit, la résistance d'un détecteur à thermistance dans la diode de laser est comparée à une valeur de référence correspondant à la température prédéterminée, et la température de fonctionnement de la diode de laser est commandée à une température prédéterminée, de telle sorte que la longueur d'onde d'un signal optique oscillant du fait de la diode de laser soit stabilisée. La différence dans la présente invention est que la température de référence est remise à jour par le processeur de système 100 du dispositif de commande 114 lorsque c'est nécessaire. La figure 2 est un organigramme de commande d'une température de référence pour stabiliser une longueur d'onde à chaque période prédéterminée dans le processeur de système 100. Dans l'étape 200, le processeur de système 100 détermine s'il y a un temps de commande de température de référence prédéfini. Si c'est le cas, le processeur de système 100 reçoit une information d'écart de longueur d'onde du dispositif de contrôle de longueur d'onde 110 dans l'étape 202. Le processeur de système 100 détermine de quelle ampleur la longueur d'onde d'un signal optique pour chaque canal s'écarte en fonction de l'information d'écart de longueur d'onde, dans l'étape 204, et détermine s'il y a un quelconque canal avec un écart de longueur d'onde sortant d'une plage prédéterminée, dans l'étape 206. Si les longueurs d'ondes des signaux optiques de tous les canaux rentrent à l'intérieur de plages prédéterminées, il n'est pas nécessaire de commander les températures de référence, et la procédure s'achève. Par contre, s'il y a un quelconque canal avec un écart de longueur d'onde au-delà d'une plage prédéterminée, le processeur de système 100 remet à jour la température de référence du circuit de commande de température dans l'émetteur de canal correspondant d'une valeur d'écart devant tre compensée, dans'l'étape 208. Autrement dit, si le degré-d'écart sort de la plage prédéterminée, la température de référence est changée. Par conséquent, une stabilité de longueur d'onde à long terme peut tre garantie en remettant à jour une température de référence en fonction de l'information d'écart de longueur d'onde et en compensant l'écart de longueur d'onde, malgré la détérioration d'une diode de laser provoquée par une utilisation de longue durée. L'écart de longueur d'onde d'un signal optique pour chaque canal est contrôlé par un dispositif de contrôle de longueur d'onde sans qu'il soit nécessaire d'avoir un dispositif de stabilisation de longueur d'onde réalisé séparément, ce qui a pour résultat une compensation simple et peu coûteuse pour l'écart de longueur d'onde, sans imposer de contraintes à la stabilité d'un circuit de commande en temps réel. Comme l'écart de longueur d'onde provoqué par une diode de laser détériorée se poursuit graduellement au cours d'une longue période, une commande de température de référence devrait se faire périodiquement, en tenant compte du temps de détérioration. Ensuite, mme l'absence de l'information d'écart de longueur d'onde venant du dispositif de contrôle de longueur d'onde ou des problèmes éventuels avec un mécanisme de stabilisation de longueur d'onde n'ont pas d'influence sur la stabilité de longueur d'onde à l'intérieur d'une période de temps prédéterminée. Bien que la présente invention ait été décrite en détail en se référant à la forme de réalisation spécifique, il ne s'agit que d'un simple exemple d'application. Bien qu'un dispositif de contrôle de longueur d'onde soit réalisé pour un émetteur dans la présente invention, un dispositif de longueur d'onde dans un récepteur peut contrôler l'écart de longueur d'onde et envoyer l'information d'écart de longueur d'onde au dispositif de commande de l'émetteur. Dans ce cas, l'information d'écart de longueur d'onde est transmise au dispositif de commande sur un canal de contrôle affecté séparément par un système de transmission optique à multiplexage à division de longueur d'onde. De plus, le dispositif de contrôle de longueur d'onde peut tre disposé à l'intérieur ou à l'extérieur d'un multiplexeur à division de longueur d'onde. Une commande de température de référence peut tre effectuée de façon continue aussi bien que périodique. Par conséquent, on comprendra de façon évidente que de nombreuses variations peuvent tre réalisées par toute personne ayant une bonne connaissance de la technique à l'intérieur de l'étendue de l'applicabilité et de l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Stabilisateur de longueur d'onde pour stabiliser la longueur d'onde d'un signal optique oscillant à partir d'une diode de laser (LD) (104-1 à 104-n) dans chacun d'une pluralité d'émetteurs de canaux dans un système de transmission optique à multiplexage à division de longueur d'onde (Wavelength Division Multiplex ou WDM), caractérisé en ce qu'il comprend : un circuit de commande de température (106-1 à 106-n) dans chaque émetteur de canal (102-1 à 102-n), pour détecter une température de fonctionnement de diode de laser et maintenir la diode de laser (104-1 à 104-n) à une température de référence ; un multiplexeur à division de longueur d'onde (108) pour multiplexer des signaux optiques oscillant à partir de la pluralité d'émetteurs de canaux (102-1 à 102-n) ; un dispositif de contrôle de longueur d'onde (110) connecté au multiplexeur à division de longueur d'onde (108) par une ligne de transmission optique (116), pour contrôler l'écart de longueur d'onde d'un signal optique pour chaque canal dans le signal multiplexe et délivrer en sortie une information d'écart de longueur d'onde ; et un dispositif de commande (114) pour déterminer l'écart de longueur d'onde de chaque canal à partir de l'information d'écart de longueur d'onde et remettre à jour la température de référence du circuit de commande de température (106-1 à 106-n) de chaque émetteur de canal (102-1 à 102-n) d'une valeur d'écart devant tre compensée. 2. Stabilisateur de longueur d'onde selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (114) remet à jour la température de référence lorsque l'écart de longueur d'onde sort d'une plage prédéterminée. 3. Stabilisateur de longueur d'onde selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande (114) commande la température de référence périodiquement. 4. Stabilisateur de longueur d'onde selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de longueur d'onde (110) est disposé sur un côté d'émission de signal optique mutiplexé. 5. Stabilisateur de longueur d'onde selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de longueur d'onde (110) est disposé sur un côté de réception, pour transmettre l'information d'écart de longueur d'onde au dispositif de commande (114) sur un canal de contrôle.