Brevet FR2823393A1 — publié le 20021011

DISPOSITIF DE TRANSMISSION OPTIQUE HAUT DEBIT L'invention concerne les réseaux de fibres optiques permettant la transmission de données à haut débit. Il existe actuellement des réseaux optiques de type PON permettant le raccordement de plusieurs usagers d'une même zone géographique Ces réseaux optiques comprennent une ligne de transmission optique principale permettant de transmettre un signal multiplexé temporellement. Cette ligne est connectée à un coupleur qui partage la puissance optique du signal et sa bande passante pour renvoyer ce signal multiplexé temporellement sur différentes lignes optiques individuelles. Chaque ligne optique individuelle est affectée à un usager. Chaque usager possède un récepteur électronique permettant d'extraire par démultiplexage temporel information qui lui est destinée. Avec de tels réseaux, le débit utile par usager est limité (20 Mbit/s environ) et le coût total des équipements reste élevé Un autre type de réseau a été décrit lors de la conférence "Workshop on optical Access Networks" (Atlanta, mars 1997) sur les réseaux d'accès, sous le nom de WDM PON Dans ce type de réseau, le signal est réparti sur les différentes lignes optiques affectées à chaque usager de manière spectrale et non plus temporelle. L'avantage d'un tel réseau est qu'il permet de partager un support de transmission unique constitué par la ligne de transmission optique principale entre les différents usagers grâce au principe de multiplexage spectral Ce réseau permet de ce fait d'obtenir des hauts débits (1,25 Gblt/s et jusqu'à 2,5 Gbit/s). Cependant, ce type de réseau nécessite l'utilisation d'un système de stabilisation thermique au niveau des modules de multiplexage/démultiplexage, donc il ne peut être utilisé sans raccordement électrique. En outre, il ne permet pas de contrôler ou de modifier facilement la configuration de chaque usager. Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un réseau optique présentant un haut débit, apte à relier plusieurs utilisateurs implantés sur une zone donnée et ne nécessitant pas de raccordement électrique. Un autre but de l'invention est de proposer un réseau optique permettant une gestion individualisée de chaque récepteur d'usager A cet effet, l'invention propose un dispositif de transmission optique comprenant au moins un noeud principal recevant les signaux en provenance d'un ou plusieurs réseau (x) de communication filaires et les convertissant en signaux optiques, ainsi qu'au moins une ligne de transmission optique transmettant des signaux optiques multiplexés en longueur d'onde, et s'étendant entre le noeud principal et un coupleur, le dispositif comportant des lignes de transmission optiques individuelles, chacune s'étendant entre le coupleur et un terminal d'émission/réception chez un usager, le coupleur étant un module optique qui sépare les différentes longueurs d'onde pour les répartir sur les différentes lignes de transmission individuelles, caractérisé en ce que le coupleur est du type à filtre (s) optique (s) interférentiel (s). Les filtres optiques interférentiels ont en effet l'avantage d'être particulièrement stables en température. Typiquement, ils peuvent présenter un coefficient de dérive thermique de l'ordre de 1 à quelques picomètres par degré. De tels filtres ont donc l'avantage d'être des composants passifs et de ne pas nécessiter une alimentation en énergie électrique. Dans un tel dispositif de transmission optique, le coupleur constitue avantageusement un module entièrement passif et dissocié des terminaux d'émission/réception chez l'usager De cette manière le boîtier de répartition comprenant le coupleur pourra avantageusement être installé sans aucune contrainte d'apport d'énergie ou de distance par rapport aux usagers Le coupleur affecte à chaque ligne de transmission individuelle une fenêtre spectrale dédiée à un usager Les lignes optiques ne transportent donc pas la totalité du signal principal mais seulement la partie extraite par le démultiplexeur et contenant les informations relatives à un usager C'est pourquoi, ces lignes de transmission individuelles autorisent un plus grand débit que dans l'art antérieur. Chaque terminal d'usager est configuré en fonction du contrat que celui-ci a souscrit à l'opérateur réseau. Cette configuration inclut en particulier le débit qui lui est affecté. Le réseau permet d'échanger outre les informations destinées à un usager du réseau, des informations de gestion de configuration A cet effet, des signaux supportant des informations de gestion sont associés aux signaux"utiles"contenant les informations à transmettre Ces signaux de gestion peuvent contenir des information en provenance d'un usager et indiquant sa configuration De telles informations concernant tous les usagers sont envoyées vers un centre de gestion accessible à l'opérateur du réseau. Grâce à ce centre de gestion, l'opérateur peut recevoir les signaux de gestion en provenance des usagers, mais il peut aussi transmettre des signaux de gestion contenant des instructions de modification de la configuration d'un usager. Ces signaux de commande sont transmis via le réseau optique à des modules de réception et d'émission multidébit implantés dans les terminaux d'usager D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma représentatif d'un exemple de structure de réseau conforme à l'invention, - la figure 2 est un spectre fréquentiel d'un signal transporté par l'une des lignes de transmission individuelles. Sur la figure 1, le réseau optique comprend un noeud principal 1 relié par une ligne de transmission principale 2 à un module séparateur WDM optique 3. Le module séparateur 3 est connecté aux différents terminaux d'émission/réception 5 par des lignes de transmission individuelles haut débit 4 (entre 100 Mbit/s et 2,5 Gbit/s) Chaque terminal est Implanté chez un usager. Avantageusement, les lignes sont constituées d'au moins une paire de fibres assurant la transmission de signaux aller et de signaux retour et permettant d'accroître encore le débit du réseau Le noeud principal 1 assure le lien entre des réseaux filaires classiques de transmission d'informations et le réseau optique Ce noeud principal comprend des transpondeurs émission/réception 6 connectés à différents réseaux filaires de communication tels que Fast Ethernet (100 MHz), ATM 155, Giga Ethernet (1GHz) ou Escon. Ces transpondeurs 6 assurent la conversion des signaux électriques en signaux optiques"utiles" Les signaux optiques"utiles"sont transmis à un multiplexeur/démultiplexeur optique 7. Les différents signaux optiques sont multiplexés fréquentiellement et transmis via la ligne de transmission principale 2 au module séparateur WDM 3 qui répartit les différentes fréquences transportées sur les différentes lignes de transmission individuelles 4 Les différentes fréquences sont réparties sur les lignes de transmission individuelles 4 par filtrage des signaux transmis par la ligne de transmission principale au moyen de filtres optiques interférentiels. Ces filtres présentent une très faibles dérive thermique, typiquement de l'ordre de 1 picomètre par degré. Les filtres interférentiels sont constitués de fines couches de matériaux diélectriques ou métalliques présentant des indices de réfraction différents. Ils permettent de sélectionner des longueurs d'onde grâce à des effets d'interférence qui se produisent à la surface des couches entre les ondes incidentes et les ondes réfléchies Ils présentent en outre un coefficient d'absorption quasiment nul pour les longueurs d'ondes transmises. Le module WDM 3 peut comprendre des filtres tels que ceux commercialisés par les sociétés JDS, Corning ou E-Tek Par exemple, la société JDS propose des filtres interférentiels sous les dénominations "WD1508 M1","WD1508 M2","WD1508 D1"et"WD1508 D2"aptes à multiplexer ou démultiplexer 8 canaux WDM espacés de 100 ou de 200 GHz. Ces filtres fonctionnent à des températures comprises entre 0 et 50 C tout en conservant leur caractéristiques de filtres étroits. Un module de gestion 8 est relié au multiplexeur/démultiplexeur optique 7. Ce module de gestion 8 transmet au multiplexeur/démultiplexeur 7 des signaux bas débit (de 1 à 64 kbit) supportant des informations de gestion de configuration. Le multiplexeur/démultiplexeur 7 transmet d'une part les signaux"utiles"destinés aux usagers et d'autre part des informations de gestion de configuration par surmodulation de la porteuse optique spécifique à chaque usager. La figure 2 est un exemple de spectre de signal transporté par l'une des lignes de transmission individuelles 4. Il fait apparaître un signal utile 9 dans une gamme de fréquence dédiée à un usager et un signal bas débit 10 présentant une fréquence plus faible contenant les informations de gestion. Les signaux surmodulés de gestion de configuration 10 commandent par exemple la fréquence d'horloge d'un terminal d'usager 5 Ces signaux de gestion 10 permettent donc de modifier la valeur du débit attribué à l'un des usagers. Le multiplexeur/démultiplexeur 7 reçoit aussi en retour des information"utiles"9 en provenance des terminaux 5 des usagers et des informations de gestion de configuration 10 concernant ces terminaux 5 Le multiplexeur/démultiplexeur 7 transmet les signaux"utiles"9 aux transpondeurs 6 qui les convertissent en signaux électriques pour les envoyer sur les différents réseaux de communication filaires. Il extrait en parallèle les signaux 10 contenant des informations de configuration des usagers et les transmet au module de gestion 8. Le module de gestion 8 est connecté à un réseau de communication par lequel il transmet ces informations à un centre de gestion de l'opérateur réseau L'opérateur réseau a accès au centre de gestion et peut ainsi connaître les données de configuration et de performance des équipements chez les différents usagers. Il peut en outre envoyer des Instructions de modification de configuration. Ce centre de gestion peut par exemple être implanté chez l'opérateur à distance du réseau optique et peut gérer des informations en provenance de plusieurs noeuds de même type que le noeud 1 inclus dans d'autres réseaux optiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission optique comprenant au moins un noeud principal (1) recevant les signaux en provenance d'un ou plusieurs réseau (x) de communication filaires et les convertissant en signaux optiques, ainsi qu'au moins une ligne de transmission optique (2) transmettant des signaux optiques multiplexés en longueur d'onde, et s'étendant entre le noeud principal (1) et un coupleur (3), le dispositif comportant des lignes de transmission optiques individuelles (4), chacune s'étendant entre le coupleur (3) et un terminal d'émission/réception (5) chez un usager, le coupleur (3) étant un module optique qui sépare les différentes longueurs d'onde pour les répartir sur les différentes lignes de transmission individuelles (4), caractérisé en ce que le coupleur (3) est du type à filtre (s) optique (s) interférentiel (s). 2. Dispositif de transmission optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque terminal d'émission/réception (5) chez l'usager comprend des moyens pour émettre un signal optique à une longueur d'onde attribuée à l'usager, et en ce que le coupleur (3) est apte à transmettre sur la ligne principale (2) un signal multiplexé correspondant à une combinaison des différents signaux optiques reçus 3. Dispositif de transmission optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lignes optiques (2,4) sont constituées d'au moins deux fibres optiques permettant la transmission de signaux aller et de signaux retour. 4. Dispositif de transmission optique selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne de transmission optique principale (2) transmet aux terminaux d'émission/réception (5) d'une part des signaux"utiles"à destination des usagers et d'autre part des informations gérant leur configuration 5. Dispositif de transmission optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noeud principal (1) inclut un multiplexeur/démultiplexeur optique (7), ledit multiplexeur/démultiplexeur (7) étant apte à combiner des informations de gestion de configuration (10) avec les signaux"utiles" (9) par surmodulation de la porteuse optique spécifique à chaque usager. 6. Dispositif de transmission optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne de transmission optique principale (2) transmet au noeud principal (1) d'une part des signaux"utiles" en provenance des usagers et d'autre part des informations gérant la configuration des terminaux d'émission/réception (5). 7. Dispositif de transmission optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les terminaux d'émission/réception (5) sont aptes à combiner des informations de gestion de configuration (10) avec les signaux "utiles" (9) par surmodulation de la porteuse optique spécifique à chaque usager. 8. Dispositif de transmission optique selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le noeud principal (1) Inclut un module de gestion (8) apte à échanger avec le multiplexeur/démultiplexeur (7) des signaux supportant des informations de gestion de configuration. 9. Dispositif de transmission optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les signaux échangés présentent un débit compris entre 1 et 64 kiss. 10. Dispositif de transmission optique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le module de gestion (8) est connecté à un réseau de communication par lequel il échange les informations de gestion avec un centre de gestion apte à recevoir et à transmettre via ledit réseau de communication des informations en provenance et à destination d'un ou plusieurs réseaux optiques. 11. Dispositif de transmission optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne de transmission principale (2) et les lignes de transmission individuelles (4) présentent des débits compris entre 100 Mbit/s et 2,5 Gbit/s.