Brevet FR2825474A1 — publié le 20021206

DEMULTIPLEXER TEMPOREL OPTIQUE. DOMAINE TECHNIQUE GENERAL. L'invention concerne les démultiplexeurs temporels. Plus particulièrement, elle concerne un démultiplexeur d'un signal optique multiplexé temporellement n'utilisant que des procédés tout-optique ETAT DE L'ART. Les capacités des réseaux optiques de hauts débits augmentent avec le développement des technologies de l'information. Les réseaux optiques utilisant les procédés de multiplexage temporel optique-ou Optical Time Division Multiplexing (OTDM) selon la terminologie anglo-saxonne généralement utilisée-et de multiplexage en longueur d'onde-ou Wavelength Division Multiplexing (WDM)-se développent. De tels procédés de multiplexage nécessitent en sortie de transmission des procédés de démultiplexage ultra-rapides. Généralement, les procédés de démultiplexage sont la modulation de phase croisée dans une fibre optique à dispersion décalée ou dans un miroir non linéaire en boucle, ou le mélange à quatre ondes dans une fibre a dispersion décalée ou dans un amplificateur à semi-conducteur. Un autre procédé de démodulation est la démodulation avec un modulateur à électroabsorption. Les procédés précédents présentent cependant des inconvénients. Ils sont souvent difficiles à mettre en oeuvre, car les dispositifs qu'ils utilisent comportent des éléments compliqués. De plus, ils ne sont pas totalement passifs ni fondés sur un principe toutoptique. PRESENTATION DE L'INVENTION. L'invention propose de pallier ces inconvénients. Notamment, il est intéressant de proposer un dispositif de démultiplexage ne comportant que des éléments passifs et tout-optiques A cet effet, l'invention propose un dispositif de démultiplexage temporel d'un signal optique comportant un premier coupleur qui dédouble le signal optique à démultiplexer en deux signaux se propageant dans deux branches différentes du dispositif et un deuxième coupleur qui réunit les signaux issus des deux branches, caractérisé en ce qu'une branche comporte des moyens de traitement pour obtenir à l'entrée du deuxième coupleur un signal sous forme d'impulsions lumineuses ayant un taux de répétition fonction du signal que l'on veut obtenir en sortie du dispositif, ces impulsions étant légèrement en avance de phase par rapport au signal que l'on veut démultiplexer, et en ce que l'intensité des impulsions lumineuses est apte à saturer un milieu absorbant s'étendant après le deuxième coupleur. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - les moyens de traitement comportent des moyens pour transformer le signal optique issu du premier coupleur en un signal électrique, des moyens de synchronisation pour que ledit signal électrique ait un taux de répétition identique au taux binaire du signal à démultiplexer, des moyens diviseurs de fréquence, des moyens pour introduire un décalage temporel entre les deux signaux se propageant dans les branches et une source laser ; - les moyens de transformation du signal optique en signal électrique comportent une photodiode ; - les moyens de synchronisation comportent des moyens aptes à reconstituer un signal d'horloge de synchronisation, - les moyens formant horloge sont à grand facteur de qualité ; - les moyens diviseurs de fréquence divisent la fréquence du signal issu des moyens de synchronisation par un multiple de deux ; - la source laser est commandée par le signal électrique dont la fréquence a été divisée et qui a été décalé ; et - l'absorbant saturable comporte une structure InGaAs/lnAIAs. L'invention concerne également le procédé de démultiplexage mis en oeuvre sur un dispositif selon l'invention. PRESENTATION DES FIGURES. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit qui est purement illustrative et non limitative et qui doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 représente un dispositif de démultiplexage selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation du signal se propageant dans la branche 2 du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation du signal se propageant dans la branche 7 du dispositif de la figure 1, en amont de l'absorbant saturable ; et - la figure 4 est une représentation du signal se propageant dans la branche 7 du dispositif de la figure 1, en aval de l'absorbant saturable, à savoir le signal démultiplexé. La figure 1 représente un dispositif 1 de démultiplexage comportant plusieurs branches. Une branche 2 propage le signal optique à démultiplexer. Elle est divisée en deux branches 4 et 5 s'étendant entre deux coupleurs 3 et 6. La branche 5 comporte des moyens de traitement de signal décrits plus en détail par la suite. Après le deuxième coupleur 6, la branche 7 comporte des moyens de démultiplexage qui permettent d'obtenir un signal démultiplexé en sortie de la branche 7. DESCRIPTION DETAILLEE DU DISPOSITIF. Le signal multiplexé se propageant dans la branche 2 a par exemple un débit binaire de 40 Gbitls. Il est envoyé à un coupleur 3 50%/50% qui dédouble le signal en deux signaux identiques. Les deux signaux se propagent alors dans deux branches 4 et 5. La branche 5 comporte des moyens 51 formant photodiode transformant le signal lumineux issu du coupleur 3 en signal électrique apte à être traité. Le signal électrique en sortie de la diode 51 est envoyé sur des moyens 52 aptes à reconstituer un signal d'horloge de synchronisation. Les moyens 52 permettent d'obtenir à leur sortie un signal ayant un taux de répétition identique au débit binaire du signal multiplexé. Les moyens 52 ont un facteur de qualité Q important. Le facteur de qualité est défini par le rapport de la fréquence centrale d'un filtre compris dans les moyens 52sensiblement 40 GHz-sur la largeur fréquentielle de la bande passante du filtre à -3dB. Le facteur de qualité des moyens 52 utilisés dans le dispositif est préférentiellement compris entre des valeurs égales à 500 et à 1000. Le signal synchronisé est ensuite envoyé sur un diviseur de fréquences 53. Le diviseur de fréquence 53 pourra par exemple diviser la fréquence du signal issu de l'horloge 52 par un facteur multiple de deux. Le facteur de division est par exemple égal à quatre. On cherche alors à récupérer en sortie du dispositif 1 un signal ayant un débit binaire de 10 Gbit/s. Le signal divisé en fréquence est envoyé vers un générateur de décalage temporel 54. A la sortie du générateur 54, le signal est légèrement en avance de phase par rapport au signal que l'on veut obtenir après le démultiplexage. Le signal traité par les éléments 52,53 et 54 commande un laser 55 générateur d'une sonde optique sous forme d'impulsions lumineuses. Cette sonde est une suite binaire qui n'est constituée que de 1 . Le taux de répétition de l'impulsion lumineuse représentative du 1 est par exemple quatre fois inférieur au débit binaire du signal multiplex La sonde binaire est couplée au signal multiplexé qui s'est propagé dans la branche 4 s'étendant en sortie du coupleur 3 grâce à un coupleur 6. La sortie du coupleur 6 est branchée à une branche 7 qui comporte des moyens 71 formant un absorbant saturable. Ce matériau absorbant à saturation rapide est connu en soi et ne sera pas décrit en détail par la suite. Il pourra comporter par exemple une structure InGaAs/lnAIAs. On récupère en sortie de l'absorbant 71 le signal démultiplexé que l'on voulait obtenir. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT. La figure 2 montre le signal optique multiplexé-on parle alors de signal OTDM-entrant dans un dispositif de démultiplexage. Le signal à démultiplexer a par exemple un débit binaire de 40 Gbit/s. Le signal à démultiplexer comporte par exemple quatre signaux multiplexés. On cherche à obtenir en sortie du dispositif 1 un de ces signaux. La figure 3 montre le signal résultant du couplage du signal issu de la source laser 55 et du signal se propageant dans la branche 4. Le signal issu de la source laser a une fréquence quatre fois plus faible que le signal à démultiplexer. Il est de plus légèrement en avance de phase par rapport au signal que l'on cherche à obtenir en sortie du démultiplexage. Il possède également une intensité lumineuse apte à saturer l'absorbant saturable 71. Ainsi, lors de l'arrivée du signal sonde sur l'absorbant saturable 71, l'énergie de la sonde est telle qu'elle sature rapidement l'absorbant saturable 71. L'absorbant 71 ainsi saturé est transparent pour le signal issu de la branche 4 qui arrive immédiatement après le pic de la sonde. On récupère donc ce signal en sortie de l'absorbant 71. Par contre la dé-saturation de l'absorbant 71 intervient rapidement. Ainsi, les impulsions du signal multiplex qui ne sont pas immédiatement précédées par un pic de sonde sont absorbées par l'absorbant 71 On ne retrouve pas le signal absorbé en sortie de l'absorbant 71. Des considérations énergétiques sont également à prendre en compte pour le signal à démultiplexer. Ce dernier doit avoir une intensité apte à passer au travers de l'absorbant saturé, mais également apte à être absorbée par l'absorbant quand un pic de sonde n'est pas présent immédiatement avant un pic de signal multiplex. La figure 4 montre le signal démultiplexé en sortie de l'absorbant 71. On obtient un signal ayant un débit binaire de 10 Gbit/s. Les développements précédents concernent le démultiplexage d'un signal ayant un débit binaire de 40 Gbit/s. Mais l'invention pourra également s'appliquer au signaux ayant un débit binaire quelconque. Préférentiellement, elle s'applique au débits binaires utilisés dans les différentes normes en usage dans les télécommunications par exemple 20 Gbitls, mais également aux signaux ayant un débit de 160Gbit/s ou 640 Gbit/s. REVENDICATIONS 1. Dispositif de démultiplexage temporel d'un signal optique comportant un premier coupleur (3) qui dédouble le signal optique à démultiplexer en deux signaux se propageant dans deux branches (4,5) différentes du dispositif et un deuxième coupleur (6) qui réunit les signaux issus des deux branches (4,5), caractérisé en ce qu'une branche (5) comporte des moyens de traitement (51-55) pour obtenir à l'entrée du deuxième coupleur (6) un signal sous forme d'impulsions lumineuses ayant un taux de répétition fonction du signal que l'on veut obtenir en sortie du dispositif, ces impulsions étant légèrement en avance de phase par rapport au signal que l'on veut démultiplexer, et en ce que l'intensité des impulsions lumineuses est apte à saturer un milieu absorbant (71) s'étendant après le deuxième coupleur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens (51) pour transformer le signal optique issu du premier coupleur (3) en un signal électrique, des moyens (52) de synchronisation pour que ledit signal électrique ait un taux de répétition identique au taux binaire du signal à démultiplexer, des moyens (53) diviseurs de fréquence, des moyens (54) pour introduire un décalage temporel entre les deux signaux se propageant dans les branches et une source laser (55). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (51) de transformation du signal optique en signal électrique comportent une photodiode. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (52) de synchronisation comportent des moyens aptes à reconstituer un signal d'horloge de synchronisation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens formant horloge sont à grand facteur de qualité. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens (53) diviseurs de fréquence divisent la fréquence du signal issu des moyens de synchronisation par un facteur multiple de deux. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source laser (55) est commandée par le signal électrique dont la fréquence a été divisée et qui a été décalé. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à7, caractérisé en ce que l'absorbant saturable (71) comporte une structure InGaAs/lnAIAs. 9. Procédé de démultiplexage temporel d'un signal optique selon lequel : - on dédouble grâce à un premier coupleur le signal optique à démultiplexer en deux signaux, - on injecte les deux signaux afin qu'ils se propagent dans deux branches différentes s'étendant après le premier coupleur, - on réunit dans un deuxième coupleur les signaux issus des deux branches, caractérisé en ce que : - on traite un signal se propageant dans une des deux branches pour obtenir à l'entrée du deuxième coupleur un signal sous forme d'impulsions lumineuses ayant un taux de répétition fonction du signal que l'on veut obtenir en sortie du dispositif, ces impulsions étant légèrement en avance de phase par rapport au signal que l'on veut démultiplexer, - on injecte les impulsions lumineuses en sortie du deuxième coupleur sur un milieu absorbant, l'intensité des impulsions issues du signal traité étant apte à saturer ledit milieu absorbant, le milieu ainsi saturé laissant passer les impulsions que l'on veut démultiplexer. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lors du traitement du signal dans l'une des deux branches de propagation : - on transforme le signal optique issu du premier coupleur en un signal électrique, - on synchronise ledit signal électrique de sorte qu'il ait un taux de répétition identique au débit binaire du signal à démultiplexer, - on divise la fréquence du signal synchronisé, - on introduit un décalage temporel entre les deux signaux se propageant dans les branches de sorte que le signal ainsi traité soit en avance de phase par rapport au signal que l'on veut démultiplexer, - on génère des impulsions lumineuses commandées par la signal ainsi traité.