(12) (19) (CA) Demande
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'''Ye7111 OPIC OFFICE DE LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE DU CANADA (12) (19) (CA) Demande-Application CIPO CANADIAN INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (21) (A1) 2,215,128 (22) (43) GAUTHERON, Olivier, FR LETELLIER, Vincent, FR (71) ALCATEL AL STHOM COMPAGNIE GÉNÉRALE D'ÉLECTRICITÉ, FR 1997/09/24 1998/04/03 (72) (72) (51) Int.C1. 6 HO4J 14/02, HO4B 10/24 (30) 1996/10/03 (96 12 057) FR (54) DEVICE FOR INSERTING/EXTRACTING CHANNELS ON A TWO-WAY MULTICHANNEL OPTICAL LINK (54) DISPOSITIF D'INSERTION/EXTRACTION DE CANAUX SUR UNE LIAISON OPTIQUE MULTICANAUX BIDIRECTIONNELLE 10 21 )0.10n) 211 f 213 22 X1041) L 221 Xi 223 Xklkei) ) 214 )■ 1((1(tj) 224 LÀk( kr.1 Xk(kej) 6 234 Xk(1',n) 233 (5 241 244 23 Xj 232 3) 242 24 xt (57) L'invention concerne un dispositif d'insertion/ (57) The invention concerns a device for inserting/ extraction de canaux sur une liaison optique multicanaux bidirectionelle (10) comprenant une fibre optique de ligne (1) transmettant des signaux dans deux sens opposés (F,F'), sur au moins deux canaux de longueurs d'onde distinctes par sens de transmission. Le dispositif comprend deux circulateurs (21, 22) principaux insérés sur la fibre de ligne (1) (deux de leurs ports (211,213;221,223) sont reliés à cette dernière, un troisième port (214;224) est relié respectivement à une première (6) et une deuxième (7) fibres optiques annexes) et faisant circuler les signaux optiques dans un extracting channels on a two-way multichannel optical link (10) comprising one line optical fibre (1) carrying signals in two opposite directions (F, F'), on at least two channels of different wavelengths per direction of transmission. The device comprises two main circulators (21, 22), which are inserted on the line fibre (1) (two of their ports (211, 213; 221, 223) are linked to the line fibre, a third port (214; 224) is linked respectively to a first (6) and a second auxiliary optical fibre (7)), and which circulate the optical signals in a direction of rotation (S) such that the signals moving along the line 141 Industrie Canada Industry Canada \!elemom OPIC OFFICE DE LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE DU CANADA CIPO CANADIAN INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE sens de rotation (S) tel que les signaux se propageant sur la fibre de ligne (1) dans l'un des sens de transmission (F) restent sur la fibre de ligne (1), et deux autres circulateurs (23, 24), annexes, insérés respectivement sur les première (6) et deuxième (7) fibres annexes (deux de leurs ports (223,234;242,244) sont reliés à chaque fibre annexe, leurs troisièmes ports (233;243) sont reliés entre eux par un fibre optique (3) dite de dérivation), faisant chacun circuler les signaux dans un sens opposé à celui du circulateur principal auquel il est directement relié par l'une des fibres annexes. Un réseau diffractant (4), de longueur d'onde de réflexion (.lambda.i) correspondant à celle d'un canal à extraire dans le sens aller (F), est inséré sur la fibre de ligne (1) entre les circulateurs principaux, et un réseau diffractant (5) de longueur d'onde de réflexion (.lambda.i) correspondant à celle d'un canal à extraire dans le sens retour (F') est inséré sur la fibre de dérivation (3) entre les circulateurs annexes. 141 Industrie Canada Industry Canada 2,215,128 (21) (A1) (22) (43) 1997/09/24 1998/04/03 fibre (1) in one of the directions of transmission (F) remain on the line fibre (1), and two other auxiliary circulators (23, 24), inserted on the first (6) and second (7) auxiliaiy fibres, respectively, (two of their ports (223, 234; 242, 244) are linked to each auxiliary fibre, their third ports (233; 243) are linked to one another by a bypass optical fibre (3), each of which circulates signals in the direction opposite to that of the main circulator to which it is directly linked by one of the auxiliaiy fibres. A diffraction grating (4), with a reflected wavelength (.lambda.i) corresponding to that of a channel to be extracted in the outgoing direction (F), is inserted on the line fibre (1) between the main circulators, and a diffraction grating (5), with a reflected wavelength (.lambda.i) corresponding to that of a channel to be extracted in the incoming direction (F'), is inserted in the bypass fibre (3) between the auxiliary circulators. CA 02215128 1997-09-24 ABREGE L'invention concerne un dispositif d'insertion/extraction de canaux sur une liaison optique multicanaux bidirectionnelle (10) comprenant une fibre optique de ligne (1) transmettant des signaux dans deux sens opposés (F, F'), sur au moins deux canaux de longueurs d'onde distinctes par sens de transmission. Le dispositif comprend deux circulateurs (21, 22) principaux insérés sur la fibre de ligne (1) (deux de leurs ports (211, 213 ; 221, 223) sont reliés à cette dernière, un troisième port (214 ; 224) est relié respectivement à une première (6) et une deuxième (7) fibres optiques annexes) et faisant circuler les signaux optiques dans un sens de rotation (S) tel que les signaux se propageant sur la fibre de ligne (1) dans l'un des sens de transmission (F) restent sur la fibre de ligne (1), et deux autres circulateurs (23, 24), annexes, insérés respectivement sur les première (6) et deuxième (7) fibres annexes (deux de leurs ports (232, 234 ; 242, 244) sont reliés à chaque fibre annexe, leurs troisièmes ports (233 ; 243) sont reliés entre eux par une fibre optique (3) dite de dérivation), faisant chacun circuler les signaux dans un sens opposé à celui du circulateur principal auquel il est directement relié par l'une des fibres annexes. Un réseau diffractant (4), de longueur d'onde de réflexion (Xi) correspondant à celle d'un canal à extraire dans le sens aller (F), est inséré sur la fibre de ligne (1) entre les circulateurs principaux, et un réseau diffractant (5) de longueur d'onde de réflexion (Xj) correspondant à celle d'un canal à extraire dans le sens retour (F') est inséré sur la fibre de dérivation (3) entre les circulateurs annexes. Figure à publier : Figure unique CA 02215128 1997-09-24 1 DISPOSITIF D'INSERTION/EXTRACTION DE CANAUX SUR UNE LIAISON OPTIQUE MULTICANAUX BIDIRECTIONNELLE La présente invention concerne un dispositif d'insertion/extraction de canaux sur 5 une liaison optique multicanaux bidirectionnelle, et en particulier sur une liaison optique de type WDM (Wavelength Division Multiplexing). Une liaison optique multicanaux est une liaison optique destinée à transmettre des signaux optiques sur une pluralité de canaux, chaque canal ayant une longueur d'onde de transmission distincte de celles des autres canaux, au moyen d'une fibre optique dite fibre 10 optique de ligne. Lorsque cette liaison optique est bidirectionnelle, elle transmet plusieurs canaux dans les deux sens de transmission, appelés communément sens aller et sens retour. Les liaisons optiques multicanaux envisagées à l'heure actuelle sont constituées de lignes optiquement continues sur de très grandes distances (plusieurs dizaines de milliers de kilomètres). Dans ce type de liaisons, un signal optique utile donné n'est jamais transmis 15 d'une extrémité à l'autre de la liaison ; en général, on insère et/ou l'on extrait des canaux optiques régulièrement le long de la liaison, ce qui a notamment pour but de desservir des zones géographiques particulières. Les insertions/extractions sont effectuées à l'aide de dispositifs d'insertion/extraction comportant des circulateurs optiques et des réseaux diffractants tels que des réseaux de Bragg. 20 Un dispositif d'extraction de canal classique utilisé pour extraire un canal d'une liaison optique unidirectionnelle comprend un circulateur optique à trois ports inséré directement sur la fibre optique de ligne de sorte que deux de ses ports sont reliés à cette dernière. Son troisième port est relié à une portion de fibre optique dite annexe. Enfin, un réseau diffractant est inséré sur la fibre optique de ligne par exemple en aval du circulateur 25 si ce dernier fonctionne dans le sens contraire au sens trigonométrique. Le dispositif précédent fonctionne de la manière suivante pour une liaison optique capable de transmettre n canaux (n étant un entier supérieur ou égal à 2) et de laquelle on souhaite extraire un canal de longueur d'onde Xi (i — 1 à n) afin de desservir une zone géographique donnée (en supposant que tous les canaux sont présents sur la liaison lors de 30 l'arrivée sur le dispositif d'extraction). Les signaux de longueurs d'onde lj (j — 1 à n) arrivent au niveau du circulateur par le premier port de ce dernier, puis sont dirigés vers son deuxième port qui les dirige vers le réseau diffractant. Le réseau diffractant a une longueur d'onde de réflexion égale à Xi. Les signaux de longueur d'onde Xi sont donc réfléchis par le réseau diffractant en direction du 35 deuxième port du circulateur qui les dirige ensuite vers la fibre optique annexe, dont l'autre CA 02215128 1997-09-24 2 extrémité est par exemple reliée à un récepteur de signaux optiques. Les signaux de longueur d'onde Xi (et par conséquent le canal Xi) sont ainsi extraits de la liaison. Un tel dispositif pourrait être utilisé pour insérer sur la liaison, dans le sens retour, un canal de longueur d'onde Xk par l'intermédiaire de la fibre annexe, grâce au circulateur 5 qui le dirigerait directement dans le sens retour. Ainsi, un tel dispositif pourrait servir à effectuer l'extraction d'un canal dans le sens aller et l'insertion d'un canal dans le sens retour. On pourrait alors penser que l'utilisation d'un tel dispositif associé à un dispositif symétrique (un circulateur fonctionnant dans le sens trigonométrique associé à un réseau 10 diffractant inséré sur la fibre de ligne en amont de ce circulateur) pourrait permettre d'effectuer l'insertion/extraction de canaux dans les deux sens de la liaison bidirectionnelle. Cependant, ce n'est pas le cas. En effet, si l'on associe deux dispositifs symétriques de ce type, on ne peut pas faire circuler sur la liaison, dans le sens retour, un canal dont la longueur d'onde est identique à celle d'un canal que l'on a extrait dans le sens aller, du fait 15 du réseau diffractant inséré sur la fibre de ligne pour effectuer l'extraction dans le sens aller. De même, on ne peut faire circuler sur la liaison, dans le sens aller, un canal dont la longueur d'onde est identique à celle d'un canal que l'on a extrait dans le sens retour, du fait du réseau diffractant inséré sur la fibre de ligne pour effectuer l'extraction dans le sens retour. 20 On comprend donc bien qu'une telle solution, si elle apparaît simple au premier abord, est tout à fait pénalisante sur le plan de la flexibilité. Le but de la présente invention est donc de mettre au point un dispositif d'insertion/extraction de canaux sur une liaison optique multicanaux bidirectionnelle qui ne présente pas les désavantages énoncés ci-dessus. 25 La présente invention propose à cet effet un dispositif d'insertion/extraction de canaux sur une liaison optique multicanaux bidirectionnelle, ladite liaison comprenant une fibre optique dite de ligne destinée à transmettre des signaux optiques dans deux sens de transmission opposés, un sens dit aller et un sens opposé dit retour, sur au moins deux canaux de longueurs d'onde distinctes par sens de transmission, ledit dispositif comprenant 30 quatre circulateurs optiques à au moins trois ports chacun, deux desdits circulateurs, dits principaux, étant insérés sur ladite fibre de ligne de sorte que deux de leurs ports sont reliés à ladite fibre de ligne, un troisième port de chacun desdits circulateurs principaux étant relié respectivement à une première et une deuxième fibres optiques annexes, chacun desdits circulateurs principaux faisant circuler les signaux optiques dans un sens de rotation tel que 35 les signaux optiques se propageant sur ladite fibre de ligne dans l'un desdits sens de transmission restent sur ladite fibre optique de ligne, CA 02215128 1997-09-24 3 les deux autres circulateurs, dits circulateurs annexes, étant insérés respectivement sur lesdites première et deuxième fibres optiques annexes de sorte que deux de leurs ports sont reliés à chacune desdits fibres optiques annexes, les troisièmes ports de chacun desdits circulateurs annexes étant reliés entre eux par une fibre optique dite de dérivation, chacun 5 desdits circulateurs annexes faisant circuler les signaux optiques dans un sens opposé à celui du circulateur principal auquel il est directement relié par l'une desdites fibres optiques annexes, ledit dispositif comprenant en outre au moins un réseau diffractant inséré sur ladite fibre de ligne entre lesdits circulateurs principaux et ayant une longueur d'onde de réflexion 10 correspondant à la longueur d'onde d'un canal à extraire de ladite fibre de ligne dans le sens aller, et au moins un réseau diffractant inséré sur ladite fibre optique de dérivation entre lesdits circulateurs annexes et ayant une longueur d'onde de réflexion correspondant à la longueur d'onde d'un canal à extraire de ladite fibre de ligne dans le sens retour. Selon l'invention, on crée une dérivation de la liaison optique au niveau du 15 dispositif d'insertion/extraction. Grâce à cette dérivation, on peut associer des unités d'insertion et d'extraction fonctionnant dans un sens de transmission sans pénaliser la transmission dans le sens opposé, puisque le ou les réseaux diffractants servant à l'extraction de canaux dans le sens aller sont insérés sur la fibre de ligne alors que le ou les réseaux diffractants servant à l'extraction de canaux dans le sens retour sont insérés sur la fibre de 2 0 dérivation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation de la présente invention, donné à titre illustratif et nullement limitatif. La figure unique représente un schéma simplifié d'un dispositif 25 d'insertion/extraction selon l'invention. Dans tout ce qui suit, on adopte pour désigner les ports des circulateurs la convention suivante : les ports d'un circulateur sont numérotés par des numéros de référence se terminant par 1, 2, 3 et 4 en suivant le sens de fonctionnement de ce circulateur, le numéro de référence se terminant par 1 étant celui situé dans la position 3 0 "Ouest" du circulateur. On voit sur cette figure une liaison optique 10 à n canaux (n étant un entier supérieur ou égal à 2) bidirectionnelle qui comprend une fibre optique de ligne 1 dont chacune des extrémités est reliée à un émetteur/récepteur de signaux optiques (non représenté). La liaison 10 comprend également un dispositif d'insertion/extraction selon 35 l'invention, référencé 2, inséré sur la fibre de ligne 1. CA 02215128 1997-09-24 4 Les canaux transmis dans le sens aller (flèche F) sont symbolisés par une flèche simple, et les canaux transmis dans le sens retour (flèche F') sont symbolisés par une double flèche. Le dispositif d'insertion/extraction 2 selon l'invention comprend : 5 - deux circulateurs dits principaux 21 et 22, à trois ports chacun, fonctionnant, selon le mode de réalisation illustré, tous les deux dans le même sens S, par exemple le sens contraire au sens trigonométrique, et insérés sur la fibre de ligne 1 de sorte que deux de leurs ports, respectivement 211 et 213 pour le circulateur 21 et 221 et 223 pour le circulateur 22 sont reliés à cette dernière ; les circulateurs 21 et 22 se succèdent dans le sens 10 aller, - une fibre optique 3 dite de dérivation, - deux circulateurs dits annexes 23 et 24, à au moins trois ports chacun, fonctionnant, selon le mode de réalisation illustré, tous les deux dans le même sens S' opposé au sens S, c'est-à-dire dans l'exemple considéré dans le sens trigonométrique, et reliés entre eux par la 15 fibre de dérivation 3 qui assure la jonction entre leurs ports 233 et 241 respectivement, - un réseau diffractant 4 inséré sur la fibre de ligne 1 entre les circulateurs principaux 21 et 22 et ayant pour longueur d'onde de réflexion Xi (i est un entier compris entre 1 et n), - un réseau diffractant 5 inséré sur la fibre de dérivation 3 entre les circulateurs annexes 23 et 24 et ayant pour longueur d'onde de réflexion 4 (j est un entier compris entre 1 et n et 20 qui peut ou non être égal à i), - deux fibres optiques 6 et 7 dites annexes reliant respectivement le port 214 du circulateur principal 21 (qui suit immédiatement le port 213 dans le sens 5) au port 234 du circulateur annexe 23 (qui suit immédiatement le port 233 dans le sens S'), et le port 224 du circulateur principal 22 (qui suit immédiatement le port 223 dans le sens S) et le port 244 du circulateur 25 annexe 24 (qui précède immédiatement le port 241 dans le sens 5'). Le fonctionnement du dispositif 2 est le suivant. On suppose que tous les canaux que peut transmettre la liaison 10 dans le sens aller arrivent sur le port 211 du circulateur principal 21, et que tous les canaux que peut transmettre la liaison 10 dans le sens retour arrivent sur le port 223 du circulateur principal 22. 30 Ainsi, dans le sens aller, les signaux de longueurs d'onde Xk (k = 1 à n) sont dirigés par le circulateur 21 sur le réseau diffractant 4. De ce fait, les signaux de longueur d'onde Xi sont réfléchis par le réseau diffractant 4 et reviennent vers le circulateur 21 (port 213) qui les dirige par l'intermédiaire de son port 214 et de la fibre annexe 6 vers le circulateur annexe 23, qui à son tour les envoie par son port 232 par exemple vers un 35 récepteur (non représenté) pour desservir une zone géographique donnée. Les autres signaux de longueurs d'onde Xk (ksi) traversent le réseau diffractant 4 puis arrivent sur le CA 02215128 1997-09-24 5 port 221 du circulateur 22 qui les dirige ensuite vers le port 223 et ainsi vers la fibre de ligne 1 sur laquelle leur transmission se poursuit. On a ainsi extrait de la liaison optique 10 dans le sens aller le canal de longueur d'onde Xi. De la même manière, dans le sens retour, les signaux de longueurs d'onde ik 5 (k = 1 à n) sont dirigés par le circulateur 22 sur le circulateur 24 qui lui-même les dirige sur le réseau diffractant 5. De ce fait, les signaux de longueur d'onde Xj sont réfléchis par le réseau diffractant 5 et reviennent vers le circulateur 24 (port 241) qui les dirige par l'intermédiaire de son port 242 et de la fibre annexe 7 par exemple vers un récepteur (non représenté) pour desservir une zone géographique donnée. Les autres signaux de longueurs 10 d'onde Xk (H) traversent le réseau diffractant 5 puis arrivent sur le port 233 du circulateur 23 qui les dirige ensuite par l'intermédiaire de son port 234 et de la fibre annexe 6 vers le circulateur 21 qui lui-même les dirige vers la fibre de ligne 1 sur laquelle leur transmission se poursuit. On a ainsi extrait de la liaison optique 10 dans le sens retour le canal de longueur d'onde Xj. 15 De manière identique, on peut insérer dans le sens aller, par l'intermédiaire de la fibre annexe 7, le canal de longueur d'onde Xi, et dans le sens retour, par l'intermédiaire de la fibre annexe 6, le canal de longueur d'onde Xj. En disposant entre les circulateurs 21 et 22 un réseau diffractant supplémentaire de longueur d'onde de réflexion XI (I#i), on peut insérer dans le sens aller, par l'intermédiaire 2 0 de la fibre optique annexe 7, le canal de longueur d'onde Xl. De même, en disposant entre les circulateurs 23 et 24 un réseau diffractant supplémentaire de longueur d'onde de réflexion lm (m#on peut insérer dans le sens retour, par l'intermédiaire de la fibre optique annexe 6, le canal de longueur d'onde Xm. En faisant varier le nombre de réseaux diffractants utilisés et leurs longueurs d'onde 25 de réflexion, on peut insérer ou extraire autant de canaux que souhaité, dans n'importe quel sens de transmission. Bien entendu, on ne peut insérer sur la ligne dans un sens donné qu'un canal qui en a été extrait au préalable dans ce sens (au sein du même dispositif d'insertion/extraction, ou bien au sein d'un dispositif d'insertion/extraction précédent), et de même, il n'est utile d'extraire de la ligne qu'un canal qui y existe déjà. 30 On comprend bien que, grâce au dispositif selon l'invention, on peut insérer ou extraire dans un sens des canaux que l'on a respectivement extraits ou insérés dans l'autre, ce qui rend ce dispositif très flexible. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. 35 Notamment, on pourra remplacer les circulateurs et les réseaux diffractants par tout autre moyen équivalent permettant de réaliser les mêmes fonctions. CA 02215128 1997-09-24 6 Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que les circulateurs principaux aient tous les deux le même sens de fonctionnement (sens de rotation des signaux), ni que les circulateurs annexes aient tous deux le même sens de fonctionnement. Il suffit que les circulateurs principaux aient chacun un sens de fonctionnement tel que, dans l'un des sens de 5 transmission, les signaux se propageant sur la fibre optique de ligne restent sur cette dernière. Il suffit en outre que chacun des circulateurs annexes ait un sens de fonctionnement opposé à celui du circulateur principal auquel il est relié par la fibre optique annexe associée. CA 02215128 1997-09-24 7 REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'insertion/extraction de canaux sur une liaison optique multicanaux bidirectionnelle (10), ladite liaison comprenant une fibre optique dite de ligne (1) destinée à 5 transmettre des signaux optiques dans deux sens de transmission opposés (F, F'), un sens dit aller (F) et un sens opposé dit retour (F'), sur au moins deux canaux de longueurs d'onde distinctes par sens de transmission, ledit dispositif (2) comprenant quatre circulateurs optiques à au moins trois ports chacun (21, 22, 23, 24), deux desdits circulateurs (21, 22), dits principaux, étant insérés sur ladite fibre de ligne (1) de sorte que deux de leurs ports 10 (211, 213 ; 221, 223) sont reliés à ladite fibre de ligne (1), un troisième port (214 ; 224) de chacun desdits circulateurs principaux étant relié respectivement à une première (6) et une deuxième (7) fibres optiques annexes, chacun desdits circulateurs principaux (21, 22) faisant circuler les signaux optiques dans un sens de rotation (S) tel que les signaux optiques se propageant sur ladite fibre de ligne (1) dans l'un desdits sens de transmission (F) restent sur 15 ladite fibre optique de ligne ( 1 ), les deux autres circulateurs (23, 24), dits circulateurs annexes, étant insérés respectivement sur lesdites première (6) et deuxième (7) fibres optiques annexes de sorte que deux de leurs ports (232, 234 ; 242, 244) sont reliés à chacune desdits fibres optiques annexes (6, 7), les troisièmes ports (233 ; 243) de chacun desdits circulateurs annexes (23, 24) étant reliés entre 20 eux par une fibre optique (3) dite de dérivation, chacun desdits circulateurs annexes (23, 24) faisant circuler les signaux optiques dans un sens opposé à celui du circulateur principal (21, 22) auquel il est directement relié par l'une desdites fibres optiques annexes (6, 7), ledit dispositif comprenant en outre au moins un réseau diffractant (4) inséré sur ladite fibre de ligne (1) entre lesdits circulateurs principaux (21, 22) et ayant une longueur d'onde de 25 réflexion (Xi) correspondant à la longueur d'onde d'un canal à extraire de ladite fibre de ligne (1) dans le sens aller (F), et au moins un réseau diffractant (5) inséré sur ladite fibre optique de dérivation (3) entre lesdits circulateurs annexes (23, 24) et ayant une longueur d'onde de réflexion (1j) correspondant à la longueur d'onde d'un canal à extraire de ladite fibre de ligne (1) dans le sens retour (F'). 30 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'autant de réseaux diffractants que de canaux à insérer et/ou extraire dans le sens aller sont insérés sur ladite portion de fibre optique de ligne située entre lesdits circulateurs principaux. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu' autant de réseaux diffractants que de canaux à insérer et/ou extraire dans le sens retour sont insérés sur ladite 35 fibre optique de dérivation entre lesdits circulateurs annexes. N N un O
