Brevet FR3104351A1 — publié le 20210611

L’invention concerne un réseau de communication optique passif comprenant : - deux terminaux de ligne optique respectivement destinés à recevoir un signal de communication de systèmes d’informations, - au moins deux unités de réseau optique destinées à recevoir le signal de communication, - au moins deux commutateurs optiques, dont une partie est reliée en entrée à un premier terminal par une voie principale de fonctionnement nominal et au second terminal par une voie secondaire, et dont l’autre partie est reliée en entrée à un second terminal par une voie principale de fonctionnement nominal et au premier terminal par une voie secondaire, chaque commutateur étant relié en sortie à au moins une unité de réseau optique, - un module de contrôle-commande connecté aux commutateurs et configuré pour les piloter afin que lorsqu’une défaillance est détectée sur une voie principale, il provoque le basculement du commutateur associé à ladite voie. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Réseau de communication optique passif et aéronef comportant ledit réseau Domaine technique de l’invention L’invention relève du domaine de la télécommunication, notamment du domaine des réseaux de communication optique, et concerne plus particulièrement un réseau de communication optique passif et un aéronef le comportant. Un réseau de communication optique passif est connu par l’homme du métier sous l’acronyme anglophone PON, pour Passive Optical Network. L’invention trouve notamment une application avantageuse dans le domaine aéronautique, en particulier pour équiper un aéronef. Toutefois, la présente invention peut trouver une application dans tout domaine dans comprenant une infrastructure de communication basée sur la technologie PON. Afin d’interconnecter des équipements d’une cabine d’aéronef entre eux à des fins de communication, les aéronefs actuels sont équipés de nombreux et différents câblages formant un réseau de communication dont l’installation et la maintenance peuvent s’avérer complexes. Les câblages, principalement électriques, sont ainsi généralement installés tout au long de la cabine dans des zones parfois peu accessibles, généralement disposées sous le plancher ou dans le plafond. Ces câblages doivent en outre être parfaitement maintenus et protégés, notamment des agressions susceptibles de les endommager, telles que par exemple des vibrations, des projections de liquide, des hautes températures, des radiations électromagnétiques,…. De plus, chaque équipement distribuant des données à la cabine utilise un câblage spécifique en fonction de l’application souhaitée. Une liaison point à point du câblage depuis les meubles avioniques doit être opérée. Par ailleurs, lorsqu’une compagnie aérienne doit procéder à un réaménagement de la cabine de l’aéronef, tout ou partie de ces câblages doit être remplacé, induisant des temps de maintenance et des cycles d’immobilisation de l’aéronef importants. Ces câblages présentent en conséquence un coût important, que ce soit en termes de prix, en termes de temps d’installation, de maintenance, ou encore en termes de poids, le poids impactant le bilan de masse de l’aéronef. De plus, le réseau tel qu’il est réalisé actuellement dans les aéronefs est peu adaptable aux modifications (par exemple, ajout de nouveaux équipements pour proposer des nouveaux services aux passagers). La topologie physique du réseau est figée. Des architectures de réseau de communication optique, notamment passif, commencent à voir le jour, remplaçant les câbles par des fibres optiques afin de transmettre les données. Dans un réseau de communication optique passif, un même terminal de ligne optique, appelé OLT pour « Optical Line Terminal » en anglais, est connecté à plusieurs unités ou terminaux de réseau optique, connus sous l’acronyme anglophone ONU, pour « Optical Network Unit », reliés à des équipements finaux (tels que dispositifs électroniques utilisateurs, par exemple des tablettes numériques). En amont, l’OLT est connecté à un système d’information du type serveur informatique. Les architectures de réseau de communication optique passif présentent différents types d’architectures de sécurisation connus, notamment suggérés par l’Union Internationale des Télécommunications, dans ses recommandations série G, supplément 51, afin d’éviter toute perte de communication au sein du réseau de communication optique. Notamment, les architectures de sécurisation consistent à dupliquer une partie de l’infrastructure d’un réseau de communication optique passif, plus particulièrement les OLT et/ou les ONU et leurs liens au sein d’un réseau de communication optique passif. Une seule partie des OLT et ONU est active lors du fonctionnement nominal du réseau de communication passif, la deuxième partie étant en attente et ne prenant le relais qu’en cas de défaillance de la première. Ces architectures de sécurisation sont par conséquent complexes et couteuses à mettre en œuvre du fait du nombre de composants à considérer dans le réseau de communication optique passif. Par ailleurs, ces solutions sont également énergivores. Ces architectures de sécurisation présentent donc des inconvénients rendant ces architectures de sécurisation difficilement adaptables aux contraintes propres au domaine aéronautique. De plus, dans de telles architectures, la capacité du réseau de communication optique passif est sous-utilisée car toute la partie de l’infrastructure dupliquée n’est pas exploitée alors que les besoins passagers en bande-passante et en performances ne cessent de croitre, par exemple pour satisfaire des besoins de divertissement et/ou de communication. Présentation de l'invention Un objectif de la présente invention est de proposer une architecture de sécurisation optimisée d’un réseau de communication optique passif qui garantit la robustesse à une panne d’un composant dudit réseau tout en permettant une meilleure exploitation de l’infrastructure du réseau, notamment une optimisation de sa bande-passante. À cet effet, l’invention concerne un réseau de communication optique passif comprenant : - un premier et un second terminal de ligne optique respectivement destinés à recevoir un signal de communication de la part de systèmes d’informations ; - au moins deux unités de réseau optique destinées à recevoir le signal de communication et à le transmettre à des équipements utilisateurs ; - au moins deux commutateurs optiques, une partie des commutateurs étant reliée en entrée au premier terminal de ligne optique par une voie principale de fonctionnement nominal et au second terminal de ligne optique par une voie secondaire, l’autre partie des commutateurs étant reliée en entrée au second terminal de ligne optique par une voie principale de fonctionnement nominal et au premier terminal de ligne optique par une voie secondaire, chaque commutateur étant relié en sortie à au moins une unité de réseau optique ; - un module de contrôle-commande adapté à détecter une défaillance rompant la transmission du signal de communication sur une voie principale, ledit module de contrôle-commande étant connecté aux commutateurs et configuré pour piloter lesdits commutateurs de sorte que lorsqu’une défaillance est détectée sur une voie principale, il provoque le basculement du ou des commutateurs associés à ladite voie principale afin d’adresser le signal provenant de la voie secondaire à l’unité de réseau optique à laquelle il est ou ils sont connectés. Ainsi, malgré une défaillance sur une voie principale, la communication entre les systèmes d’informations et les unités de réseau optique est préservée. Le réseau de communication optique passif est donc robuste aux défaillances de voie principale et/ou de terminal de ligne optique. Cette robustesse est notamment garantie grâce à la duplication desdits terminaux de ligne optique. Grâce aux commutateurs, chaque terminal de ligne optique communique individuellement avec une partie, par exemple la moitié, de l’ensemble des unités de réseau optique alors que dans les architectures des réseaux de communication de l’état de la technique, le terminal de ligne optique communique avec la totalité des unités de réseau optique. Ainsi, dans le réseau de communication optique selon l’invention, en fonctionnement nominal, la bande passante de chacun des terminaux de ligne optique n’est allouée qu’à une partie de l’ensemble des unités de réseau optique, de sorte que du point de vue des unités de réseau optique, cela se traduit par une augmentation de la bande passante disponible, au regard des architectures de réseaux de communication selon l’état de la technique. L’architecture du réseau de communication selon l’invention permet également de remettre en service les communications du réseau dans un intervalle de temps très faible à la suite d’une panne. Typiquement, cet intervalle de temps correspond au basculement du commutateur. Un autre avantage de la présente invention est l’optimisation de l’exploitation des ressources du réseau de communication. En effet, les terminaux de ligne optique sont tous deux actifs et communiquent en même temps, chaque unité de réseau optique communiquant avec l’un ou l’autre desdits terminaux de ligne optique via un commutateur. Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le nombre de commutateur(s) optique(s) relié(s) en entrée au premier terminal de ligne optique par une voie principale de fonctionnement nominal et au second terminal de ligne optique par une voie secondaire, est identique au nombre de commutateur(s) optique(s) relié(s) en entrée au second terminal de ligne optique par une voie principale de fonctionnement nominal et au premier terminal de ligne optique par une voie secondaire. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les terminaux de ligne optique sont destinés à recevoir un signal de communication de la part de systèmes d’informations distincts susceptibles de délivrer la même information. Les systèmes d’informations distincts peuvent être deux serveurs identiques. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les terminaux de ligne optique sont en liaison de communication l’un avec l’autre de sorte que chaque terminal de ligne optique puisse identifier toute défaillance de l’autre terminal de ligne optique. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le module de contrôle-commande est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance de la voie principale, il entraîne uniquement le basculement du ou des commutateurs au(x)quel(s) est reliée ladite voie principale. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le module de contrôle-commande est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance d’un terminal de ligne optique, il entraîne le basculement de l’ensemble des commutateurs auquel ledit terminal est relié par la voie principale. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, chaque commutateur est relié à au moins deux unités de réseau optique par le biais d’un coupleur. Un autre objet de la présente invention concerne un aéronef dans lequel est embarqué un réseau de communication optique passif. Ledit aéronef comporte un système d’informations doté de plusieurs serveurs informatiques fonctionnant par paires, les serveurs de chaque paire étant respectivement associés à l’un des terminaux de ligne optique. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent schématiquement : un exemple de réalisation d’un réseau de communication optique passif selon la présente invention ; une variante de réalisation du réseau de la figure 1. Dans ces figures, des références numériques identiques d’une figure à l’autre désignent des éléments identiques ou analogues. La présente invention concerne un réseau de communication optique passif 10 tel que représenté schématiquement sur la figure 1 dans un exemple de réalisation. La présente invention s’intègre préférentiellement dans le domaine de l’aéronautique et sera décrite ci-après dans le contexte particulier, non limitatif, dans lequel le réseau de communication optique passif 10 est destiné à être utilisé dans un aéronef. Le réseau de communication optique passif 10 selon l’invention comporte deux terminaux de ligne optique 21 et 22, connus sous l’acronyme « OLT » pour « Optical Line terminal » en anglais. Chaque terminal de ligne optique 21 et 22 est destiné à recevoir un signal de communication, ici un signal optique, de la part de systèmes d’informations 31, 32, 33. De tels systèmes d’informations 31, 32, 33 peuvent être des serveurs informatiques, par exemple trois paires de serveurs informatiques respectivement destinées à la gestion du divertissement en vol, la gestion des organes cabine et la gestion de la communication vers l’extérieur de l’aéronef. Préférentiellement, les terminaux de ligne optique 21 et 22 sont reliés à des serveurs distincts susceptibles de délivrer la même information. Plus précisément, comme le montrent les figures 1 et 2, les serveurs informatiques de chaque paire sont respectivement associés à l’un des terminaux de ligne optique 21 et 22 et les serveurs de chaque paire sont reliés l’un à l’autre. Ainsi, la même information est susceptible d’être transmise aux deux terminaux de ligne optique 21 et 22. Le réseau de communication optique passif 10 comporte au moins deux unités de réseau optique 41, 42, connus sous l’acronyme « ONU », pour « Optical Network Unit » en anglais. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le réseau de communication optique passif 10 comporte quatre unités de réseau optique 41, 42, 43, 44. Dans d’autres exemples de réalisation non représentés sur les figures, le réseau de communication optique passif 10 peut comporter plus de quatre unités de réseau optique, indifféremment en nombre paire ou impaire. Le nombre d’unité de réseau optique est choisi selon le niveau de répartition de la bande passante désiré. Les unités de réseau optique 41 à 44 sont reliées aux terminaux de ligne optique 21, 22 par une fibre optique et sont destinées à recevoir le signal de communication et à le transmettre à des équipements utilisateurs 61, 62, 63, 64, tels que des équipements multimédias, d’organes de cabines... Plus particulièrement, chaque unité de réseau optique 41 à 44 est reliée aux terminaux de réseau optique 21, 22 par l’intermédiaire d’un commutateur 51, 52, 53, 54. Le terme « commutateur » désigne dans le présent texte un commutateur optique et est également connu par l’homme du métier sous la dénomination anglophone « switch ». Comme visible sur la figure 1, chaque commutateur 51 à 54 est connecté en entrée aux deux terminaux de ligne optique 21, 22 et en sortie à une unité de réseau optique 41 à 44. Dans cet exemple de réalisation de l’invention, le réseau de communication optique passif 10 comporte autant de commutateur que d’unité de réseau optique. Ces commutateurs 51 à 54 sont préférentiellement des commutateurs optiques. Ils présentent l’avantage de consommer une faible quantité d’énergie et ce seulement lors de leur basculement comme décrit ci-après. Précisément, les deux terminaux de ligne optique 21 et 22 sont reliés à chaque commutateur 51 à 54, soit par une voie principale 11 de fonctionnement nominal associée à un port principal d’un ou de commutateurs 51 à 54, soit par une voie secondaire 12 associée à un port secondaire d’un ou de commutateurs 51 à 54. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la figure 1, les commutateurs 51 et 54 sont reliées en entrée à un premier terminal de ligne optique 21 par une voie principale 11 et à un second terminal de ligne optique 22 par une voie secondaire 12. Les commutateurs 52 et 53 sont reliées en entrée au second terminal de ligne optique 22 par une voie principale 11 et au premier terminal de ligne optique 21 par une voie secondaire 12. Les voies principale 11 et secondaire 12 sont constituées par des fibres optiques. En mode de fonctionnement nominal, c’est-à-dire en l’absence de défaillance du réseau de communication optique passif 10, la communication entre chaque terminal de ligne optique 21 et 22 et respectivement les commutateurs 51, 54, et 52, 53, est établie selon la voie principale 11. La voie secondaire 12 est destinée à être utilisée en cas de défaillance de la communication sur la voie principale 11 comme décrit plus en détail ci-après. Dans le réseau de communication optique passif 10 selon l’invention, chacun des terminaux de ligne optique 21 et 22 étant connecté par la voie principale 11 à un certain nombre de commutateurs et par la voie secondaire 12 à un certain nombre d’autres, en mode de fonctionnement nominal, la charge des unités de réseau optique 41 à 44 est répartie entre les deux terminaux de ligne optique 21, 22. La bande passante allouée à chaque unité de réseau optique 41 à 44 est ainsi augmentée. Préférentiellement, chaque terminal de ligne optique 21, 22 est relié à un même un nombre de commutateurs par voies principales 11 que par voies secondaires 12, comme l’illustre la figure 1. Autrement dit, en mode de fonctionnement nominal, chaque terminal de ligne optique 21, 22 communique avec un même nombre d’unité de réseau optique 41, 42, 43, 44. Ainsi, la répartition de la charge des unités de réseau optique 41, 42, 43, 44 est identique pour les deux terminaux de ligne optique 21 et 22. Chaque commutateur 51 à 54 est connecté à un module de contrôle-commande 70 adapté à détecter une défaillance rompant la transmission du signal sur la voie principale 11. Une telle défaillance peut intervenir suite à un défaut du terminal de ligne optique 21 ou 22 et/ou suite à un défaut d’une des voies principales 11 et se traduit par une absence de signal de communication. Le module de contrôle-commande 70 peut être interne aux terminaux de ligne optique 21, 22, et/ou aux commutateurs 51 à 54, et/ou aux unités de réseau optique 41 à 44, ou être un module individuel indépendant tel qu’un ordinateur. Le module de contrôle-commande 70 est configuré pour piloter les commutateurs 51 à 54 de sorte que lorsqu’une défaillance est détectée sur une voie principale 11 associée à un commutateur 51, 52, 53 ou 54, il provoque le basculement du commutateur afin d’adresser le signal provenant de la voie secondaire 12 associée à ce commutateur à l’unité de réseau optique 41, 42, 43 ou 44 à laquelle ledit commutateur connecté. Plus particulièrement, le module de contrôle-commande 70 est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance d’une voie principale 11, et plus particulièrement de la fibre optique d’une voie principale 11, il entraîne uniquement le basculement du ou des commutateur 51, 52, 53 ou 54 au(x)quel(s) est ou sont reliés ladite voie principale 11. En outre, le module de contrôle-commande 70 est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance d’un terminal de ligne optique 21 ou 22, il entraîne le basculement de l’ensemble du ou des commutateurs 51, 52, 53 ou 54 au(x)quel(s) ledit terminal de ligne optique 21 ou 22 est relié par voie principale 11. Le signal de communication est alors transmis par l’autre terminal de ligne optique 21 ou 22 relié par voie secondaire 12 aux commutateurs 51, 52, 53 ou 54 ayant basculé. Les serveurs de chaque paire étant reliés l’un à l’autre, la même information que celle transmise à l’unité de réseau optique 41 à 44 par voie principale 11 peut également l’être par voie secondaire 12. Ainsi, en cas d’échec de la communication via la voie principale 11 à cause d’une défaillance d’un terminal de ligne optique 21 ou 22 ou de ladite voie principale 11, le commutateur 51 à 54 permet un rétablissement de la communication via la voie secondaire 12 reliée à l’autre terminal 21 ou 22. En outre, les terminaux de ligne optique 21 et 22 sont préférentiellement reliés l’un à l’autre de sorte à pouvoir communiquer ensemble. Chaque terminal de ligne optique 21, 22 est donc apte à déterminer lorsque l’autre terminal de ligne optique 21, 22 est défaillant et est capable de reprendre les communications du terminal de ligne optique 21, 22 défaillant. La présente invention a donc pour avantage d’assurer la communication au sein du réseau de communication optique passif 10 malgré une défaillance d’un terminal de ligne optique 21, 22 et/ou d’une voie principale 11 reliant un terminal de ligne optique 21, 22 à un commutateur 51 à 54. Dans une variante de réalisation dont un exemple est représenté sur la figure 2, le réseau de communication optique passif 10 comporte deux coupleurs 13 reliant respectivement un commutateur 51, 52 à au moins quatre unités de réseau optique 41, 42, 43, 44. Plusieurs unités de réseau optique 41 à 44 sont donc connectées à un même commutateur 51 à 54. L’intégration d’un coupleur permet avantageusement de diminuer le nombre de commutateur au sein du réseau de communication optique passif 10. Le réseau de communication optique passif 10 selon l’invention peut avantageusement être embarqué dans un aéronef comportant un système d’informations doté de plusieurs serveurs informatiques tels que décrits précédemment. De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables. Notamment, il peut être envisagé de combiner l’exemple de réalisation et la variantes de réalisation de l’invention décrits ci-avant et respectivement représentés sur les figures 1 et 2, de sorte que le réseau de communication optique passif 10 comporte un ou des commutateurs reliés à des coupleurs 13 et un ou des commutateurs reliés directement à des unités de réseau optique. Réseau de communication optique passif (10) comprenant : - un premier et un second terminal de ligne optique (21, 22) respectivement destinés à recevoir un signal de communication de la part de systèmes d’informations (31, 32, 33), - au moins deux unités de réseau optique (41, 42) destinées à recevoir le signal de communication et à le transmettre à des équipements utilisateurs (61, 62, 63, 64), - au moins deux commutateurs (51, 52), une partie des commutateurs (51) étant reliée en entrée au premier terminal de ligne optique (21) par une voie principale (11) de fonctionnement nominal et au second terminal de ligne optique (22) par une voie secondaire (12), l’autre partie des commutateurs (52) étant reliée en entrée au second terminal de ligne optique (22) par une voie principale (11) de fonctionnement nominal et au premier terminal de ligne optique (21) par une voie secondaire (12), chaque commutateur (51, 52) étant relié en sortie à au moins une unité de réseau optique (41, 42), - un module de contrôle-commande (70) adapté à détecter une défaillance rompant la transmission du signal de communication sur une voie principale (11), ledit module de contrôle-commande (70) étant connecté aux commutateurs (51, 52) et configuré pour piloter lesdits commutateurs (51, 52) de sorte que lorsqu’une défaillance est détectée sur une voie principale (11), il provoque le basculement du ou des commutateurs (51, 52) associés à ladite voie principale (11) afin d’adresser le signal provenant de la voie secondaire (12) à l’unité de réseau optique (41, 42) à laquelle il est ou ils sont connectés. Réseau de communication selon la revendication 1, dans lequel le nombre de commutateur(s) (51) relié(s) en entrée au premier terminal de ligne optique (21) par une voie principale (11) et au second terminal (22) de ligne optique par une voie secondaire (12), est identique au nombre de commutateur(s) (52) relié(s) en entrée au second terminal de ligne optique (22) par une voie principale (11) et au premier terminal de ligne optique (21) par une voie secondaire (12). Réseau de communication selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les terminaux de ligne optique (21, 22) sont destinés à recevoir un signal de communication de la part de systèmes d’informations distincts susceptibles de délivrer la même information. Réseau de communication selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les terminaux de ligne optique (21, 22) sont en liaison de communication l’un avec l’autre de sorte que chaque terminal de ligne optique (21, 22) puisse identifier toute défaillance de l’autre terminal de ligne optique (21, 22). Réseau de communication selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le module de contrôle-commande (70) est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance de la voie principale (11), il entraîne uniquement le basculement du ou des commutateurs (51, 52) au(x)quel(s) est reliée ladite voie principale (11). Réseau de communication selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le module de contrôle-commande (70) est configuré de sorte que, dans le cas d’une défaillance d’un terminal de ligne optique (21, 22), il entraîne le basculement de l’ensemble des commutateurs (51, 52) auquel ledit terminal de ligne optique (21, 22) est relié par la voie principale (11). Réseau de communication selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel chaque commutateur (51, 52) est relié à au moins deux unités de réseau optique (41, 42, 43, 44) par le biais d’un coupleur. Aéronef dans lequel est embarqué un réseau de communication optique passif selon l’une des revendications 1 à 7, ledit aéronef comportant un système d’informations doté de plusieurs serveurs informatiques fonctionnant par paires, les serveurs de chaque paire étant respectivement associés à l’un des terminaux de ligne optique (21, 22).