EP1342114A1 - Dispositif de demultiplexage de bandes de frequences - Google Patents

Dispositif de demultiplexage de bandes de frequences

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Publication number
EP1342114A1
EP1342114A1 EP01999846A EP01999846A EP1342114A1 EP 1342114 A1 EP1342114 A1 EP 1342114A1 EP 01999846 A EP01999846 A EP 01999846A EP 01999846 A EP01999846 A EP 01999846A EP 1342114 A1 EP1342114 A1 EP 1342114A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
demultiplexer
demux
cyclic
frequency
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01999846A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sabry Khalfallah
Ludovic Noirie
Denis Penninckx
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oclaro North America Inc
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
Oclaro North America Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA, Oclaro North America Inc filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1342114A1 publication Critical patent/EP1342114A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to optical fiber transmission systems with frequency multiplexing, and more precisely the invention relates to a device for demultiplexing frequency bands.
  • the present invention is situated in the context of optical telecommunications.
  • Optical switches or cross-connects are commonly used in such a context and see their complexity constantly increasing. Indeed, the transmission capacity in fiber optic systems increases over time. This increase results from the increase in the number of channels transmitted by frequency multiplexing in each fiber, and by an increase in the number of fibers per cable. This increase raises the problem of routing and mixing of channels in switching devices and, more specifically, poses the problem of the increasing complexity of switching devices capable of routing an increasing number of channels.
  • the companies JDS uniphase and E ⁇ ek in particular already offer products capable of multiplexing and demultiplexing a few frequency bands in frequency ranges typically between 1529 and 1542 monomers (blue band C) and between 1547 and 1605 mm (blue strip L) or between 1529 and 1562 m (strip C) and between 1574 and 1605 mm (strip L).
  • FIG. 1 illustrates the FT spectral response of an ideal filter.
  • the shape of the spectral response is perfectly rectangular with steep edges. Such a spectral response makes it possible to obtain a good rejection rate between the bands, which is significant for the quality of the filtering.
  • a good rejection rate results in a bandwidth to rejection band ratio close to one.
  • the bandwidth corresponds to the entire spectrum which passes without being attenuated by more than a certain number of decibels (dB) defined beforehand, 0.5 dB or 3dB for example.
  • the rejection band it corresponds to a spectral interval outside of which the signal is attenuated by at least a certain number of decibels defined beforehand, typically 30 or 40dB.
  • the components used are conventionally filters in the form stacking thin layers, Mach-Zehnder type interferometers or waveguide networks, the spectral response FT 'of such components is shown in Figure 2.
  • the rectangular filtering shape is very imperfect.
  • the frequencies are included / understood in the part of the spectral response which is flat. This flat part of the spectral response must therefore be sufficiently large.
  • the fronts of the spectral response FT ′ are not stiff. Consequently, the edges cross at a certain level, so that the extreme frequencies, those located at the edge of the bands, in fact belong to two bands simultaneously.
  • the invention proposes to artificially create the operating conditions of an ideal band filter such as that shown in FIG. 1, by replacing the filtering function with a routing function.
  • the architecture according to the invention thus provides for a succession of two cascade stages in which the incoming frequency spectrum is first divided into several groups or combs of frequencies interleaved by means of a first cyclic deinterlacer demultiplexer ensuring a function of filtering of the incoming spectrum, the frequency combs then being processed in a second cyclic demultiplexer providing a routing function * so as to obtain consecutive frequency bands without any discontinuity or crosstalk.
  • the device according to the invention is also intended to function as a channel selector of a frequency division multiplex.
  • the architecture of the device is then adapted for such operation, in particular by inserting a strip of optical amplifiers acting as switches between the two demultiplexer stages.
  • the invention therefore relates to an optical demultiplexing device for separating frequency bands of a frequency division multiplex, comprising a first cyclic demultiplexer 1 to n for demultiplexing said mutiplex into n interlaced frequency combs each consisting of m channels and a second demultiplexer cyclic louse * r separate channels of said n interleaved combs so as to obtain m consecutive n consecutive frequency bands, characterized in that said second demultiplexer is a cyclic demultiplexer m to m having n ports input connected respectively to the output ports of said first cyclic demultiplexer 1 to n and in that the numbers n and m are prime numbers between them.
  • the invention also relates to a selector-demultiplexer of interleaved bands intended for selecting channels of a frequency division multiplex (WDM), comprising a first cyclic demultiplexer for demultiplexing said multiplex into n interleaved frequency combs each consisting of m channels and a second cyclic demultiplexer for separating the channels from said interleaved combs, characterized in that said second demultiplexer is a cyclic m to m demultiplexer having n input ports connected respectively to the output ports of said first demultiplexer via a first strip optical switches, and in that the numbers n and m are prime numbers between them.
  • WDM frequency division multiplex
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the spectral response of a band filter ideal, and has already been described in the preamble above
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the real spectral response of the components used in the solutions of the prior art for separating consecutive frequency bands, and has already been described in the preamble above
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the optical demultiplexing device according to the present invention and,
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the channel selection device of a frequency division mutiplex according to the present invention.
  • FIG. 3 therefore shows a preferred embodiment of the demultiplexing device according to the invention.
  • the frequency division multiplex DM consists of 12 frequencies or channels, respectively fl to f12. The channels are separated from each other by a constant spectral interval in frequency ⁇ f.
  • the multiplex is received on the single input of a Demux cyclic de-interleaver. Three interleaved frequency combs of four channels each are obtained respectively on the three output ports of the Demux interleaver demultiplexer. These three interlaced combs are received on three consecutive input ports IP1, IP2 and IP3 from a second cyclic demux multiplexer Demux 'which groups the frequencies on four output ports OP1, OP2, 0P3 and OP4 so as to form four frequency bands each consisting of three consecutive frequencies.
  • the demultiplexer used is a 1 to 3 deinterleaver demultiplexer.
  • the demux demultiplexer Demux implements band filtering based for example on Mach-Zehnder type filters (in the case of two bands), on engraved networks or on waveguide networks of the AWG type, acronym for the Anglo-Saxon expression "Array Waveguide Grating".
  • the spectral response of these filters is periodic. Thus, at each period, a frequency of the multiplex is selected to constitute the frequency comb.
  • the WDM multiplex is therefore demultiplexed into three interleaved frequency combs of four channels each, that is to say that the combs are formed from channels which are not neighboring.
  • a channel of a comb is adjacent to channels of other combs.
  • a first comb is made up of the frequencies fl, f4, f7, and flO
  • a second comb is made up of the frequencies G, f5, f8 and wire
  • a third comb is made up of the frequencies f3, f ⁇ , f9 and fl2.
  • the channels of the same comb are separated by a constant spectral interval corresponding to the number of combs of interlaced frequencies multiplied by the spectral interval ⁇ f, ie 3 ⁇ f.
  • the second demultiplexing stage which makes it possible to obtain the four consecutive bands each consisting of three consecutive frequencies consists of a 4 to 4 Demux 'cyclic demultiplexer having three input ports IP1, IP2 and IP3 connected respectively to the output ports of the first Demux cyclic demultiplexer.
  • the Demux 'demultiplexer can advantageously consist of an engraved network or a waveguide network and in fact functions not as a filter but as a router. Its role therefore consists in sending a frequency from an input port to one of the output ports OP1 to OP4 so as to group the frequencies by block which actually correspond to the bands that one wants to obtain.
  • the first Demux demultiplexer is used as a de-interleaver demultiplexer and the second Demux 'demultiplexer is used as a router since several input ports and several output ports are used .
  • the combination of the functions of each of the two demultiplexers used is equivalent to an ideal filtering function.
  • the Demux 'router works on the following principle.
  • the frequency comb consisting of the frequencies fl, f4, f7 and flO enters this input port IP1.
  • the router will assign the frequencies on the output ports in the order according to their input order, knowing that it assigns them one by one for the output lines.
  • the numbered frequency fl will be assigned to the output port number one, namely 0P1.
  • the frequency f4 will be assigned to the output port number four 0P4.
  • the Demux demultiplexer For the frequency assignment of which the index is greater than the number of output ports of the Demux demultiplexer, that is to say four, it is necessary to take into account the cyclic operating mode of the demultiplexer used. Indeed, the Demux 'component used as a router, was designed to loop. Thus, let m be the number of output ports of the Demux 'demultiplexer. A frequency of index m + 1 on the input port IP1 of Demux 'will be assigned to the output port number one 0P1, a frequency of index m + 2 on the input port IP1 will be assigned to the port output number two OP2, and so on.
  • the frequency f7 is therefore assigned to the output port number three 0P3 and the frequency flO is assigned to the output port number two 0P2.
  • This routing principle is then repeated for the following two input ports IP2 and IP3, knowing that when the input port considered is shifted by one notch downwards, the affected output port is shifted by one notch up and when the input port is shifted two notches down, the assigned output port is shifted two notches up.
  • the numbered frequency f2 is assigned to the output port number one OP1
  • the frequency f5 is assigned to the output port OP4
  • the frequency f ⁇ is assigned to the output port OP3 and the frequency it is assigned to OP2 output port.
  • the frequency f3 is therefore assigned to the output port OP1
  • the frequency f6 is assigned to the output port OP4
  • the frequency f9 is assigned to the output port OP3
  • the frequency fl2 is assigned to the output port OP2.
  • the device according to the invention therefore makes it possible to divide the incoming WDM spectrum into four consecutive bands each consisting of three consecutive frequencies, the consecutive frequency bands having no significant crosstalk.
  • the entire incoming spectrum is used without discontinuity.
  • An essential characteristic for the proper functioning of the device according to the invention is that the number of consecutive bands and the number of frequencies consecutive constituting each of the bands are prime numbers between them.
  • N be the total number of frequencies of the incoming WDM multiplex.
  • the demultiplexing device makes it possible to divide the incoming spectrum into m consecutive bands of n consecutive frequencies, by implementing an architecture consisting of two cascade stages.
  • the first stage uses a cyclic demultiplexer of the 1 to n Demux interleaver type to demultiplex the incoming multiplex into n interleaved frequency combs while the second stage uses a cyclic demultiplexer m to m Demux 'used as a router and having n input ports connected to the output ports of the first demultiplexer 1 to n.
  • n and m must be prime to each other to ensure the proper functioning of the device and thus obtain the desired frequency arrangement as shown in Figure 3. If this condition is not met, it is then necessary to implement in the second routing stage, a router demultiplexer p to p where p is greater than m and p and n being prime numbers between them. In this case, (p-m) output ports remain unused.
  • the device according to the invention is also intended to function as a channel selector of a frequency division multiplex.
  • FIG. 4 shows an example of this particular operating mode of the device according to the invention for a number of channels equal to twelve. ⁇
  • the device shown in FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that two additional stages are cascaded at the output of the demuxer router Demux '.
  • a third stage consists of a cyclic 4 to 4 Mux multiplexer used as a router and a fourth stage consists of a cyclic 3 to 1 Mux multiplexer. All the components of the selection device according to the invention, namely Demux, Demux ', Mux' and Mux are designed to operate with the same spacing between channels ⁇ f.
  • a first strip made up of three optical switches (which may for example be optical amplifiers) II, 12 and 13 is inserted between the demux-cyclic demuxer Demux and the demuxer router Demux '.
  • a second strip made up of four switches 14, 15, 16 and 17 is also inserted between the demux multiplexer router Demux 1 and the multiplexer router Mux 1 .
  • the frequencies shown in dotted lines are frequencies that have been eliminated.
  • the incoming WDM multiplex composed of twelve frequencies F1 to F1 is demultiplexed into three combs of interleaved frequencies of four channels each via the demultiplexer 1 to 3 Demux.
  • the switch 13 of the first strip is closed while the other two amplifiers II and 12 are open.
  • the frequency comb consisting of the frequencies f3, f6, f9 and fl2 is selected to be processed by the demux to router 4 to 4 Demux '.
  • each of the four channels f3, f6, f9 and f12 of the selected comb is sent respectively to one of the four output ports of Demux '.
  • the frequency f3 is sent to the output port OPl
  • the frequency f6 is sent to the output port OP4
  • the frequency f9 is sent to the output port OP3
  • the frequency f12 is sent to the output port OP2.
  • the other frequencies due to the open state of switches II and 12, they are eliminated.
  • the switches of the bar inserted between the second and third stages of the device according to the invention only the switch 17 is closed, the switches 14, 15 and 16 being open.
  • the frequency f6 is selected via the switch 17 while the frequencies f3, f9, and fl2 are eliminated.
  • the combination of the 4 to 4 Mux 'multiplexer router and the 3 to 1 Mux cyclic multiplexer makes it possible to recover the selected object, in this case the frequency f6, on a single output port of the OF device.
  • the device of Figure 4 can also be used as a band selector.
  • the three switches of the first strip are closed and the three interleaved frequency combs are selected.
  • the first half of the selector device of FIG. 2 then operates in the same way as the band demultiplexing device of FIG. 3.
  • the demultiplexer router Demu ' there are therefore obtained four consecutive bands of three consecutive frequencies each.
  • the multiplexer router Mux 'then sends the three frequencies ⁇ constituting the selected band to three consecutive output ports and the cyclic multiplexer 3 to 1 Mux groups the three frequencies thus allowing retrieve the selected band on the single output port OF.
  • the device of FIG. 4 can also be used as an interlaced comb selector.
  • only one of the three switches II, 12, 13 of the first strip is closed.
  • a single comb of four interlaced frequencies is then selected. If the four switches 14, 15, 16 and 17 of the second strip are closed, the four frequencies of the selected comb are sent to the four output ports of the multiplexer router 4 to 4 Mux 'and a cyclic multiplexer 4 to 1 allows them to be group to retrieve the selected comb on the single OF output port.
  • the device of Figure 4 therefore performs three functions.
  • a first function allows you to select frequencies. To do this, it is necessary to turn on two switches, one in each strip.
  • a second function makes it possible to select an interlaced comb by lighting a single switch of the first strip and all the switches of the second strip.
  • a third function makes it possible to select a consecutive frequency band by turning on all the switches of the first strip and only one of the second strip. Whichever object is selected, it is always retrieved on the same OF output port.
  • the frequency selector implements an x architecture consisting of four cascade stages.
  • the second stage implements a cyclic demultiplexer m to m Demux 'used as a router having n input ports connected to the output ports of the first demu' Demu 'via 1 • via a first strip made up of n optical switches.
  • the numbers n and m must be prime to each other.
  • the third stage implements a cyclic multiplexer m to m Mux 'also used as a router, the input ports of which are respectively connected to the output ports of the demux multiplexer Demux' by means of a second strip made up of m optical switches.
  • the Mux 'multiplexer is cascaded with a last stage using a n to 1 Mux cyclic multiplexer, thus making it possible to recover the channel or channels selected on the single output port.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de démultiplexage optique pour séparer des bandes de fréquences d'un multiplex à répartition de fréquences, comprenant un premier démultiplexeur cyclique 1 vers n pour démultiplexer ledit multiplex en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique pour séparer les canaux desdits n peignes entrelacés de façon à obtenir m bandes consécutives constituées de n fréquences consécutives, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée reliés respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur cyclique 1 vers n et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.

Description

DISPOSITIF DE DEMULTIPLEXAGE DE BANDES DE FREQUENCES
La présente invention concerne les systèmes de transmission à fibre optique à multiplexage en fréquence, et plus précisément l'invention concerne un dispositif de démultiplexage de bandes de fréquences. La présente invention se situe dans le contexte des télécommunications optiques. Des commutateurs optiques ou brasseurs sont couramment mis en oeuvre dans un tel contexte et voient leur complexité augmenter sans cesse. En effet, la capacité de transmission dans les systèmes à fibre optique augmente avec le temps. Cette augmentation résulte de l'accroissement du nombre de canaux transmis en multiplexage de fréquences dans chaque fibre, et d'une, augmentation du nombre de fibres par câble. Cette augmentation soulève le problème du routage et du brassage des canaux dans les dispositifs de commutation et, plus précisément, pose le problème de la complexité croissante des dispositifs de commutation susceptibles de router un nombre croissant de canaux.
Une solution à ce problème consiste à grouper des fréquences adjacentes pour former des bandes et de commuter ainsi des bandes. Cette solution permet de limiter le nombre de convertisseurs de fréquences utilisés dans chaque brasseur optique. Le multiplex entrant, constitué de N fréquences ou canaux, est donc divisé en n bandes consécutives constituées chacune de m fréquences consécutives comme le montre la figure 1.
Les sociétés JDS uniphase et E^ ek notamment proposent déjà des produits capables de multiplexer et démultiplexer quelques bandes de fréquences dans des gammes de fréquence typiquement comprises entre 1529 et 1542 monomètres (bande bleue C) et entre 1547 et 1605 mm (bande bleue L) ou entre 1529 et 1562 m (bande C) et entre 1574 et 1605 mm (bande L) .
Cependant, les dispositifs commercialisés par JDS-Uniphase et E-Tek n'apportent pas entièrement satisfaction. En effet, le démultiplexage des bandes dans les dispositifs mentionnés ci-dessus est obtenu par filtrage. Le filtrage des bandes se trouve donc limité par les caractéristiques intrasèques des composants utilisés. La figure 1 illustre la réponse spectrale FT d'un filtre idéal. La forme de la réponse spectrale est parfaitement rectangulaire avec des fronts raides. Une telle réponse spectrale permet d'obtenir un bon taux de réjection entre les bandes, significatif de la qualité du filtrage.
Un bon taux de réjection se traduit par un rapport bande passante sur bande de réjection proche de un. La bande passante correspond à l'ensemble du spectre qui passe sans être atténué de plus d'un certain nombre de décibels (dB) définis préalablement, 0,5 dB ou 3dB par exemple. Quant à la bande de réjection, elle correspond à un intervalle spectral en dehors duquel le signal est atténué d'au moins un certain nombre de décibels définis préalablement, typiquement 30 ou 40dB.
Les fréquences qui se situent entre la bande passante et la bande de réjection sont inutilisables car trop atténuées pour être utilisées sur la voie considérée du démultiplexeur de bande et pas assez atténuées pour être utilisées sur d'autres voies du démultiplexeur de bande. Ce sont donc "d-es fréquences « perdues » .
Or, dans les solutions actuellement employées pour séparer les bandes entre elles, les composants utilisés sont classiquement des filtres sous forme d'empilement de couches minces, des interférométres de type Mach-Zehnder ou encore des réseaux à guides d'onde, la réponse spectrale FT' de tels composants est représentée à la figure 2. La forme de filtrage rectangulaire est très imparfaite. Or, pour filtrer toutes les fréquences de la bande de la même façon, il est nécessaire que les fréquences soient comprises dans la partie de la réponse spectrale qui est plate. Il faut donc que cette partie plate de la réponse spectrale soit suffisamment large. Mais, les fronts de la réponse spectrale FT' ne sont pas raides. En conséquence, les fronts se croisent à un certain niveau, ce qui fait que les fréquences extrêmes, celles situées en bordure des bandes, appartiennent en fait à deux bandes simultanément. Cette caractéristique due à la réponse spectrale non idéale des composants employés pour séparer les bandes créé un phénomène de diaphonie. Pour éviter ce phénomène et obtenir un bon taux de réjection, il est nécessaire de prévoir des trous entre les bandes à 1 ' endroit où se croisent les fronts . Les fréquences sur les bords de la bande, normalement prises en compte dans le cadre d'un filtrage idéal, sont perdues et ne peuvent pas être utilisées. Ainsi, du fait de la mise en oeuvre de ces filtres classiques dans les solutions de l'art antérieur, on est obligé d'introduire des discontinuités dans l'utilisation du spectre de fréquences . Aussi, le problème que se propose de résoudre 1 ' invention est de f actionner de façôh optimale un multiplex constitué de N fréquences ou canaux en n bandes consécutives comprenant chacune m fréquences consécutives, en palliant les inconvénients de l'art antérieur, soit sans introduire de discontinuités dans le spectre de fréquences.
A cet effet, l'invention se propose de créer artificiellement les conditions de fonctionnement d'un filtre de bande idéal tel que celui représenté à la figure 1, en remplaçant la fonction de filtrage par une fonction de routage . L' architecture selon 1 ' invention prévoit ainsi une succession de deux étages cascades dans lesquels le spectre de fréquence entrant est d'abord fractionné en plusieurs groupes ou peignes de fréquences entrelacés par l'intermédiaire d'un premier démultiplexeur désentrelaceur cyclique assurant une fonction de filtrage du spectre entrant, les peignes de fréquences étant ensuite traités dans un second démultiplexeur cyclique assurant une fonction * de routage de façon à obtenir des bandes de fréquences consécutives sans aucune discontinuité ni diaphonie .
Le dispositif selon 1 ' invention est également prévu pour fonctionner comme un sélecteur de canaux d'un multiplex à répartition de fréquences. L'architecture du dispositif est alors adaptée pour un tel fonctionnement notamment en insérant une barrette d'amplificateurs optiques agissant comme des interrupteurs entre les deux étages démultiplexeurs . L'invention concerne donc un dispositif de démultiplexage optique pour séparer des bandes de fréquences d'un multiplex à répartition de fréquences, comprenant un premier démultiplexeur cyclique 1 vers n pour démultiplexer ledit mutiplex en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique pou*r séparer les canaux desdits n peignes entrelacés de façon à obtenir m bandes consécutives de n fréquences consécutives, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée relié respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur cyclique 1 vers n et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.
L'invention concerne aussi un sélecteur- démultiplexeur de bandes entrelacées prévu pour sélectionner des canaux d'un multiplex à répartition de fréquence (WDM) , comprenant un premier démultiplexeur cyclique pour démultiplexer ledit multiplex en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique pour séparer les canaux desdits peignes entrelacés, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée reliés respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur par l'intermédiaire d'une première barrette d'interrupteurs optiques, et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.
D ' autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation en référence aux figures dans lesquelles : la figure 1 est un schéma illustrant la réponse spectrale d'un filtre de bandes idéal, et a déjà été décrite dans le préambule ci- dessus ; la figure 2 est un schéma illustrant la réponse spectrale réelle des composants utilisés dans les solutions de 1 ' art antérieur pour séparer des bandes de fréquences consécutives, et a déjà été décrite dans le préambule ci-dessus ; la figure 3 est un schéma illustrant le dispositif de démultiplexage optique selon la présente invention et,
- la figure 4 est un schéma illustrant le dispositif de sélection de canaux d'un mutiplex à répartition de fréquences selon la présente invention.
La figure 3 montre donc un exemple de réalisation préféré du dispositif de démultiplexage selon l'invention.
Le multiplex à répartition de fréquences DM est constitué de 12 fréquences ou canaux, respectivement fl à f12. Les canaux sont séparés entre eux par un intervalle spectral constant en fréquence Δf. Le multiplex est reçu sur l'entrée unique d'un démultiplexeur desentrelaceur cyclique Demux. Trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun sont obtenus respectivement sur les trois ports de sortie du démultiplexeur desentrelaceur Demux. Ces trois peignes entrelacés sont reçus sur trois ports d'entrée consécutifs IP1, IP2 et IP3 d'un second démultiplexeur cyclique Demux' qui regroupe les fréquences sur quatre ports de sortie OP1, OP2, 0P3 et OP4 de façon à former quatre bandes de fréquences consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives. Les deux composants Demux et Demux' sont prévus pour fonctionner avec le même espacement entre canaux Δf. Pour démultiplexer le multiplex entrant WDM en trois peignes entrelacés, le démultiplexeur utilisé est un démultiplexeur désentralaceur 1 vers 3. Le démultiplexeur desentrelaceur Demux met en oeuvre un filtrage de bande basé par exemple sur des filtres de type Mach-Zehnder (dans le cas de deux bandes) , sur des réseaux gravés ou sur des réseaux à guides d'onde de type AWG, acronyme pour l'expression anglo-saxonne « Array Waveguide Grating » . La réponse spectrale de ces filtres est périodique. Ainsi, à chaque période, une fréquence du multiplex est sélectionnée pour constituer le peigne de fréquences.
Le multiplex WDM est donc démultiplexé en trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun, c'est-à-dire que les peignes sont formés de canaux qui ne sont pas voisins. Un canal d'un peigne est adjacent à des canaux d'autres peignes. Ainsi, un premier peigne est constitué des fréquences fl, f4, f7, et flO, un deuxième peigne est constitué des fréquences G, f5, f8 et fil, enfin un troisième peigne est constitué des fréquences f3, fβ, f9 et fl2. Les canaux d'un même peigne sont séparés par un intervalle spectral constant correspondant au nombre de peignes de fréquences entrelacées multiplié par 1 ' intervalle spectral Δf, soit 3 Δf. Le deuxième étage de démultiplexage qui permet d'obtenir les quatre bandes consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives est constitué d'un démultiplexeur cyclique 4 vers 4 Demux' ayant trois ports d'entrée IP1, IP2 et IP3 reliés respectivement aux ports de sortie du premier démultiplexeur cyclique Demux. Un port d'entrée du démultiplexeur Demux' , non représenté, reste donc inutilisé. Le démultiplexeur Demux' peut de façon avantageuse être constitué d'un réseau gravé ou d'un réseau à guide d'ondes et fonctionne en fait non pas comme un filtre mais comme un routeur. Son rôle consiste donc à envoyer une fréquence d'un port d'entrée vers l'un des ports de sortie OP1 à OP4 de façon à regrouper les fréquences par bloc qui correspondent effectivement aux bandes que 1 'on veut obtenir.
Ainsi, dans le dispositif selon l'invention, le premier démultiplexeur Demux est utilisé en tant que démultiplexeur desentrelaceur et le deuxième démultiplexeur Demux' est quant à lui utilisé en tant que routeur puisqu'on utilise plusieurs ports d'entrée et plusieurs ports de sortie. La combinaison des fonctions de chacun des deux démultiplexeurs mis en oeuvre est équivalente à une fonction de filtrage idéal.
Le routeur Demux' fonctionne suivant le principe suivant .
Considérons tout d'abord le port d'entrée IP1. Le peigne de fréquences constitué des fréquences fl, f4, f7 et flO entre sur ce port d'entrée IP1. Le routeur va affecter les fréquences sur les ports de sortie dans l'ordre suivant leur ordre d'entrée, sachant qu'il les affecte une par une pour les lignes de sortie. Ainsi, la fréquence numérotée fl va être affectée au port de sortie numéro un, soit 0P1. La fréquence f4 va quant à elle être affectée au port de sortie numéro quatre 0P4.
Pour 1 ' ffectation des fréquences dont 1 ' indice est supérieur au nombre de ports de sortie du démultiplexeur Demux' , soit quatre, il faut tenir compte du mode de fonctionnement cyclique du démultiplexeur mis en oeuvre. En effet, le composant Demux' utilisé en tant que routeur, a été conçu pour boucler. Ainsi, soit m le nombre de ports de sortie du démultiplexeur Demux' . Une fréquence d'-indice m+1 sur le port d'entrée IP1 de Demux' va être affectée au port de sortie numéro un 0P1, une fréquence d'indice m+2 sur le port d'entrée IP1 va être affectée au port de sortie numéro deux OP2, et ainsi de suite. La fréquence f7 est donc affectée au port de sortie numéro trois 0P3 et la fréquence flO est affectée quant à elle au port de sortie numéro deux 0P2. Ce principe de routage est alors répété pour ce qui concerne les deux ports d' entrée suivants IP2 et IP3, sachant que lorsque le port d'entrée considéré est décalé de un cran vers le bas, le port de sortie affecté est décalé de un cran vers le haut et lorsque le port d'entrée est décalé de deux crans vers le bas, le port de sortie affecté est décalé de deux crans vers le haut .
Ainsi, considérons le port d'entrée IP2. Suivant le principe expliqué ci-dessus, la fréquence numérotée f2 est affectée au port de sortie numéro un OPl, la fréquence f5 est affectée au port de sortie OP4, la fréquence fβ est affectée au port de sortie OP3 et la fréquence il est affectée au port de sortie OP2.
Considérons enfin le port d'entrée IP3 , décalé de deux crans vers la bas par rapport au port d'entrée numéro un IP1. La fréquence f3 est donc affectée au port de sortie OPl, la fréquence f6 est affectée au port de sortie OP4, la fréquence f9 est affectée au port de sortie OP3 et la fréquence fl2 est affectée au port de sortie OP2.
Le dispositif selon 1 ' invention permet donc de diviser le spectre entrant WDM en quatre bandes consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives, les bandes consécutives de fréquences ne présentant aucune diaphonie significative. Tout le spectre entrant est utilisé sans discontinuité. Une caractéristique essentielle au bon fonctionnement du dispositif selon 1 ' invention est que le nombre de bandes consécutives et le nombre de fréquences consécutives constituant chacune des bandes sont des nombres premiers entre eux.
Pour généraliser, soit N le nombre total de fréquences du multiplex entrant WDM. Le dispositif de démultiplexage selon 1 ' invention permet de diviser le spectre entrant en m bandes consécutives de n fréquences consécutives, en mettant en oeuvre une architecture constituée de deux étages cascades . Le premier étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique de type desentrelaceur 1 vers n Demux pour démultiplexer le multiplex entrant en n peignes de fréquences entrelacés tandis que le second étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique m vers m Demux' utilisé en tant que routeur et ayant n ports d'entrée reliés aux ports de sortie du premier démultiplexeur 1 vers n.
Les nombres n et m doivent être premiers entre eux pour s'assurer du bon fonctionnement du dispositif et obtenir ainsi l'arrangement de fréquences désiré tel qu'il est représenté à la figure 3. Si cette condition n'est pas remplie, il est alors nécessaire de mettre en oeuvre dans le second étage de routage, un démultiplexeur routeur p vers p où p est supérieur à m et p et n étant des nombres premiers entre eux. Dans ce cas, (p-m) ports de sortie restent inutilisés.
Le dispositif selon 1 ' invention est également prévu pour fonctionner comme un sélecteur de canaux d'un multiplex à répartition de fréquences. La figure 4 montre un exemple de ce mode de fonctionnement particulier du dispositif selon l'invention pour un nombre de canaux égal à douze. ^
Le dispositif montré à la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que deux étages supplémentaires sont cascades en sortie du démultiplexeur routeur Demux' . Un troisième étage est constitué d'un multiplexeur cyclique 4 vers 4 Mux' utilisé en tant que routeur et un quatrième étage est constitué d'un multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux. Tous les composants du dispositif de sélection selon 1 ' invention, à savoir Demux, Demux', Mux' et Mux sont prévus pour fonctionner avec le même espacement entre canaux Δf.
De plus, une première barrette constituée de trois interrupteurs optiques (qui peuvent par exemple être des amplificateurs optiques) II, 12 et 13 est insérée entre le démultiplexeur desentrelaceur cyclique Demux et le démultiplexeur routeur Demux' .
Une seconde barrette constituée de quatre interrupteurs 14, 15, 16 et 17 est également insérée entre le démultiplexeur routeur Demux1 et le multiplexeur routeur Mux1. Les fréquences représentées en pointillés sont des fréquences qui ont été éliminées.
De la même façon que précédemment, le multiplex entrant WDM composé de douze fréquences fl à fl2 est démultiplexé en trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun par 1 ' intermédiaire du démultiplexeur 1 vers 3 Demux.
Dans l'exemple de la figure 4, l'interrupteur 13 de la première barrette est fermé tandis que les deux autres amplificateurs II et 12 sont ouverts. Ainsi, seul le peigne de fréquences constitué des fréquences f3, f6, f9 et fl2 est sélectionné pour être traité par le démultiplexeur routeur 4 vers 4 Demux' . Selon le principe déjà expliqué en référence à la figure 3, et grâce à la nature cyclique du démultiplexeur Demux' , chacun des quatre canaux f3 , f6, f9 et f12 du peigne sélectionné est envoyé respectivement sur l'un des quatre ports de sortie de Demux' . Ainsi, la fréquence f3 est envoyée sur le port de sortie OPl, la fréquence f6 est envoyée sur le port de sortie OP4 et la fréquence f9 est envoyée sur le port de sortie OP3 et la fréquence f12 est envoyée sur le port de sortie OP2. Quant aux autres fréquences, du fait de l'état ouvert des interrupteurs II et 12, elles sont éliminées.
Parmi les interrupteurs de la barrette insérée entre les deuxième et troisième étages du dispositif selon l'invention, seul l'interrupteur 17 est fermé, les interrupteurs 14, 15 et 16 étant ouverts. Ainsi, la fréquence f6 est sélectionnée par 1 ' intermédiaire de l'interrupteur 17 tandis que les fréquences f3, f9, et fl2 sont éliminées.
Puis, la combinaison du multiplexeur routeur 4 vers 4 Mux' et du multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux permet de récupérer l'objet sélectionné, en l'occurrence la fréquence f6, sur un port de sortie unique du dispositif OF.
Le dispositif de la figure 4 peut également être utilisé comme un sélecteur de bande. Dans ce cas, les trois interrupteurs de la première barrette sont fermés et les trois peignes de fréquences entrelacés sont sélectionnés. La première moitié du dispositif sélecteur de la figure 2 fonctionne alors de la même façon que le dispositif de démultiplexage de bandes de la figure 3. En sortie du démultiplexeur routeur Demu ' , on obtient donc quatre bandes consécutives de trois fréquences consécutives chacune. En fermant un seul interrupteur parmi les quatre de la seconde barrette 14, 15, 16 ou 17, une seule bande de fréquences est sélectionnée. Le multiplexeur routeur Mux' envoie alors les trois fréquences ^constituant la bande sélectionnée sur trois ports de sortie consécutifs et le multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux regroupe les trois fréquences permettant ainsi de récupérer la bande sélectionnée sur le port de sortie unique OF.
Enfin, le dispositif de la figure 4 peut encore être utilisé comme un sélecteur de peigne entrelacé. Dans ce cas un seul interrupteur parmi les trois interrupteurs II, 12, 13 de la première barrette est fermé. Un seul peigne de quatre fréquences entrelacé est alors sélectionné. Si on ferme les quatre interrupteurs 14, 15, 16 et 17 de la seconde barrette, les quatre fréquences du peigne sélectionné sont envoyées sur les quatre ports de sortie du multiplexeur routeur 4 vers 4 Mux' et un multiplexeur cyclique 4 vers 1 permet de les regrouper pour récupérer le peigne sélectionné sur le port de sortie unique OF. Le dispositif de la figure 4 réalise donc trois fonctions. Une première fonction permet de sélectionner des fréquences. Pour ce faire, il est nécessaire d'allumer deux interrupteurs, un dans chaque barrette.
Une deuxième fonction permet de sélectionner un peigne entrelacé en allumant un seul interrupteur de la première barrette et tous les interrupteurs de la seconde barrette. Enfin, une troisième fonction permet de sélectionner une bande de fréquences consécutives en allumant tous les interrupteurs de la première barrette et un seul de la seconde barrette. Quel que soit l'objet qui est sélectionné, il est toujours récupéré sur le même port de sortie OF.
De la même façon que pour la figure 3 , on peut généraliser en prenant N le nombre total de fréquences du multiplex entrant WDM. Le sélecteur de fréquence selon 1 ' invention met en oeuvre unex architecture constituée de quatre étages cascades. Le premier étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique 1 vers n Demux pour démultiplexer le multiplex entrant en n peignes de fréquences entrelacés de m fréquences chacun (N=nxm) . Le second étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique m vers m Demux' utilisé comme routeur ayant n ports d'entrée reliés aux ports de sortie du premier démultiplexeur Demu ' par 1 • intermédiaire d'une première barrette constituée de n interrupteurs optiques. Les nombres n et m doivent être premiers entre eux.
Le troisième étage met en oeuvre un multiplexeur cyclique m vers m Mux' également utilisé comme routeur dont les ports d'entrée sont reliés respectivement aux ports de sortie du démultiplexeur Demux' par 1 ' intermédiaire d'une seconde barrette constituée de m interrupteurs optiques .
Pour finir, le multiplexeur Mux' est cascade avec un dernier étage mettant en oeuvre un multiplexeur cyclique n vers 1 Mux permettant ainsi de récupérer le ou les canaux sélectionnés sur le port de sortie unique
OF.

Claims

R EV E ND I C A T I ON S
1. Dispositif de démultiplexage optique pour séparer des bandes de fréquences d'un multiplex à répartition de fréquences (WDM) comprenant un premier démultiplexeur cyclique 1 vers n (Demux) pour démultiplexer ledit multiplex (WDM) en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique (Demux1) pour séparer les canaux desdits n peignes entrelacés de façon à obtenir m bandes consécutives constituées de n fréquences consécutives, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur (Demux1) est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée reliés respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur cyclique 1 vers n (Demux) et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier démultiplexeur 1 vers n (Demux) est un démultiplexeur desentrelaceur mettant en oeuvre un filtrage dont la réponse spectrale est périodique.
3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le filtrage de peignes entrelacés est réalisé au moyen de filtres de type Mach-Zehnder ou de réseaux à guides d'onde.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second démultiplexeur (Demux1) m vers m est un réseau gravé ou un réseau à guides d' onde .
5. Dispositif selon l'une des ^revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux démultiplexeurs (Demux, Demux') sont prévus pour fonctionner avec le même espacement entre canaux (Δf) .
6. Sélecteur-démultiplexeur de bandes entrelacées prévu pour sélectionner des canaux d'un multiplex à répartition de fréquence (WDM) , comprenant un premier démultiplexeur cyclique (Demux) pour démultiplexer ledit multiplex (WDM) en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique (Demux') pour séparer les canaux desdits peignes entrelacés, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur (Demux') est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée reliés respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur (Demux) par l'intermédiaire d'une première barrette d'interrupteurs optiques (II, 12 13), et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.
7. Sélecteur de fréquences selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en plus un premier multiplexeur cyclique m vers m (Mux') dont les ports d'entrée sont reliés respectivement aux ports de sortie du second démultiplexeur cyclique m vers m (Demux1) par l'intermédiaire d'une seconde barrette d'interrupteurs optiques (14, 15, 16, 17) , ledit multiplexeur cyclique m vers m (Mux1) " étant cascade avec un second multiplexeur cyclique n vers 1 (Mux) de façon à récupérer le ou les canaux sélectionnés sur un port de sortie unique (OF) .
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