FR2521372A1 - Emetteur pour systeme de transmission sur fibre optique - Google Patents

Emetteur pour systeme de transmission sur fibre optique Download PDF

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Georges Folcke
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    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN EMETTEUR POUR SYSTEME DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS SUR FIBRE OPTIQUE. CET EMETTEUR COMPORTE UNE DIODE PHOTOEMETTRICE D, UNE SOURCE DE TENSION E RELIEE EN SERIE A UNE RESISTANCE R, DE SORTE QUE LA DIODE EST ATTAQUEE EN TENSION, ET DES MOYENS D'APPLICATION T DES INFORMATIONS A TRANSMETTRE. APPLICATION A LA TRANSMISSION D'INFORMATIONS NUMERIQUES A DEBIT ELEVE.

Description

EMETTEUR POUR SYSTEME DE TRANSMISSION
SUR FIBRE OPTIQUE
La présente invention se rapporte d'une manière générale aux systèmes de transmission sur fibre optique et concerne plus particulièrement un émetteur utilisé dans la transmission d'informations numériques ou analogiques.
D'une manière générale, I'émetteur d'un système de transmission sur fibre optique comporte un diode photoémettrice, telle qu'une diode électroluminescente ou une diode laser, et son circuit de commande et d'alimentation, la diode étant couplée optiquement à une extrémité de la fibre optique.
En outre, pour transmettre des informations ou données, notamment à débit élevé, il est connu d'associer à la diode photoémettrice, telle que par exemple une diode électroluminescente, un générateur de courant destiné à moduler ladite diode, de sorte que cette dernière est soumise à une attaque en courant.
Toutefois, un tel émetteur présente des inconvénients. En effet, dans le cas dtune transmission numérique ou analogique, les temps de montée et de descente des signaux lumineux émis par la diode photoemettrice attaquée en courant sont particulièrement élevés, par exemple de l'ordre de 8 ns. En outre, dans le cas d'une transmission analogique, la diode électroluminescente, de caractéristiques données, présente un taux d'harmonique inhérent à toutes les harmoniques, autres que le fondamental, qui est insuffisamment élevé, par exemple de l'ordre de 35 dB, risquant ainsi de créer une inter modulation excessive entre plusieurs signaux analogiques à transmettre.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un émetteur utilisé dans la transmission sur fibre optique, qui est entièrement satisfaisant, est d'une structure simple avec peu de composants, ceux-ci étant en outre d'un type très classique, et fait appel à une diode photoémettrice attaquée en tension et non plus en courant selon l'art antérieur.
Avantageusement, I'utilisation d'une diode photoémettrice, telle que par exemple une diode électroluminescente, attaquée en tension, permet de diminuer notablement les temps de montée et de descente des signaux lumineux émis par ladite diode, ces derniers étant par exemple de l'ordre de 4 ns au lieu de 8 ns selon l'art antérieur, et ceci quel que soit le type de transmission, numérique ou analogique.De plus, la diode photoémettrice attaquée en tension présente un taux d'harmonique sensiblement identique pour toutes les harmoniques, qui est relativement élevé, par exemple de l'ordre de 49 dB au lieu de 35 dB pour la même diode attaquée en courant selon l'art antérieur, constituant ainsi un gain de l'ordre de 10 dB sur le taux d'harmonque ; par conséquent, I'intermodulation entre plusieurs signaux analogiques à transmettre est nettement moins importante avec une diode photoémettrice attaquée en tension qu'avec la même diode attaquée en courant selon l'art antérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un émetteur pour système de transmission d'informations sur fibre optique, comprenant une diode photoémettrice, caractérisé en ce que l'émetteur comporte également, aux bornes de la diode, une source de tension reliée en série à au moins un élément résistant, de sorte que la diode est attaquée en tension, et en ce qu'une partie de l'émetteur comprenant la diode comporte des moyens d'application des informations à transmettre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels:
- la figure 1 représente un schéma électrique de l'émetteur selon l'invention, pour une transmission numérique ; et
- la figure 2 représente un schéma électrique de l'émetteur selon l'invention, pour une transmission analogique.
Suivant un exemple de réalisation et en se reportant à la figure 1, I'émetteur 10, conforme à l'invention, utilisé dans la transmission sur fibre optique d'informations ou données numériques, notamment à débit élevé, par exemple égal à 140 Mbit/s, comporte une diode photoémettrice, telle que par exemple une diode électroluminescente D, couplée optiquement à une fibre optique 20 monomode ou multimode.
L'anode de la diode électroluminescente D est reliée à la masse, et sa cathode est reliée à une source de tension E par l'intermédiaire d'un élément résistant constitué par exemple par une seule résistance R, permettant ainsi d'attaquer en tension ladite diode.
L'ensemble constitué par la diode électroluminescente D, la résistance R et la source de tension E forme donc un circuit électrique dont la partie comprenant ladite diode comporte également des moyens d'application des informations numériques à transmettre.
Plus précisément, ces moyens d'application comportent un commutateur commandé par les informations et constitué par exemple par un transistor de commutation rapide T, par exemple du type PNP, et connecté aux bornes de la diode électroluminescente D.
Comme il apparaît sur la figure 1, l'électrode émetteur du transistor T est reliée à la masse, l'électrode collecteur est reliée en P à la cathode de la diode électroluminescente D, et l'électrode base est reliée à un réseau constitué par une résistance R1 en parallèle avec un condensateur C1, et destiné à assurer la commutation rapide du transistor T.
On a représenté en M une information numérique à transmettre, en utilisant une logique dite rapide, par exemple sous forme "ECL" (metteur Couplé Logique), et générée entre les bornes d'entrée E1 et E2, la borne E1 étant à la masse et la borne E2 étant prise sur la base du transistor T.
Le fonctionnement de l'émetteur représenté sur la figure 1 est le suivant.
Lorsque l'information numérique M est au niveau "0", le transistor T est à l'état conducteur, constituant ainsi un court-circuit aux bornes de la diode électroluminescente D. Dès lors, le courant dans la diode D, représenté en I, est nul, de sorte que la puissance optique émise par la diode dans la fibre 20 est égale à zéro, comme il ressort de la caractéristique connue de transfert d'une diode électroluminescente (puissance de sortie en fonction du courant), cette caractéristique étant de forme sensiblement linéaire.
Lorsque l'information numérique M est au niveau "1", le transistor t est à l'état bloqué, constituant ainsi un circuit ouvert aux bornes de la diode électroluminescente D. Dès lors, le courant I dans la diode D attaquée en tension est tel que:
Figure img00040001

où VD est la chute de tension aux bornes de la diode D.
Dans ces conditions, la puissance optique émise par la diode électroluminescente D prend une valeur donnée, permettant ainsi d'émettre le signal numérique M sous forme d'un rayonnement lumineux dans la fibre optique 20.
A titre illustratif, la Demanderesse a réalisé un émetteur pour la transmission d'informations numériques mises sous forme ECL, dont le niveau "O" correspond à une tension égale à -1,8 volts et dont le niveau "1" correspond à une tension égale à -0,8 volt, en utilisant une diode électroluminescente, une source de tension E égale à -3,2 volts, et une résistance R égale à 33 fl. Dans cet exemple, les temps mesurés de montée et de descente des signaux lumineux émis par la diode électroluminescente attaquée en tension, sont de l'ordre de 4 n &
La figure 2, dans laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par le même repère, représente le schéma électrique d'un émetteur, conforme à l'invention, utilisé dans la transmission sur fibre optique d'informations ou données analogiques.
Cet émetteur 10 comporte une diode photoémettrice, telle que par exemple la diode électroluminescente D, couplée optiquement à là fibre optique 20, et dont la cathode est reliée à la masse.
L'émetteur 10 comporte également la source de tension E et l'élément résistant constitué par exemple par la seule résistance R connectée à l'anode de la diode D, permettant ainsi d'attaquer en tension ladite diode.
L'ensemble constitué par la diode électroluminescente D, la résistance R et la source de tension E forme donc un circuit électrique dont la partie comprenant ladite diode et ladite résistance comporte également des moyens d'application des informations analogiques à transmettre.
Plus précisément, ces moyens d'application sont connectés aux bornes de l'ensemble constitué par la diode D et la résistance R, et comportent par exemple un transistor T', par exemple du type NPN, dont l'électrode collecteur est reliée à la source de tension E, l'électrode émetteur est reliée à la résistance R, et l'électrode base - est reliée par l'intermédiaire d'un condensateur C2 à l'une des bornes d'entrée E2, I'autre borne d'entrée E1 étant reliée à la masse.
Comme il apparaît sur la figure 2, l'émetteur 10 comporte de plus des moyens de polarisation de la base du transistor T', constitués par exemple par un pont diviseur de tension comportant une résistance fixe R2 et une résistance réglable R3.destinées à polariser la diode électroluminescente D par exemple à sa puissance optique moyenne définie par:
Figure img00050001

où P max et P min représentent respectivement les puissances optiques maximale et minimale de la diode électroluminescente.
On a représenté en N une information analogique à transmettre, de niveau donné, et engendrée par exemple par un géné rateur de tension (non représenté) connecté entre les bornes d'entrée E1 et
Le fonctionnement de l'émetteur représenté sur la figure 2 est le suivant.
Tout d'abord, le courant de polarisation de la diode électroluminescente D, réglé à Imoy correspondant à la puissance moyenne Pmoy de ladite diode en jouant sur la résistance réglable R3, est donné par réquation suivante:
Figure img00060001

où VD est la chute de tension aux bornes de la diode D, et VBE est la tension base-émetteur du transistor T'.
Lorsque le signal alternatif N est généré, le courant I dans la diode électroluminescente D varie, en jouant sur la résistance réglable R3, entre deux valeurs 1max et Imin correspondant respectivement aux puissances de sortie maximale et minimale de la diode, permettant ainsi d'émettre le signal analogique N sous forme d'un rayonnement lumineux dans la fibre optique 20.
A titre illustratif, la Demanderesse a réalisé un émetteur utilisé pour la transmission d'informations analogiques ayant une amplitude crête à crête égale à 2,7 volts, avec un diode électroluminescente, une source de tension E égale à +12 volts et une résistance R égale à 39 Q . Dans cet exemple, le courant moyen 1moy dans la diode D est égal à 50 mA, et l'amplitude du courant de modulation I = Imax - 1min est égale à 70 mA. Avec ce montage, les temps mesurés de montée et de descente des signaux lumineux émis par la diode électroluminescente attaquée en tension, sont de l'ordre de 4 ns, et le taux de toutes les harmoniques est de l'ordre de 44 dB avec un indice de modulation égal à 0,7.
Bien entendu, I'invention n'est nullement limitée aux modes de
réalisation décrits et représentés et comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles ci sont effectuées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    l. Emetteur pour système de transmission d'informations sur fibre optique, comprenant une diode photoémettrice (D), caractérisé en ce que l'émetteur comporte également, aux bornes de la diode (D), une source de tension (E) reliée en série à au moins un élément résistant (R), de sorte que la diode est attaquée en tension, et en ce qu'une partie de l'émetteur comprenant la diode comporte des moyens d'application des informations à transmettre.
  2. 2. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'application sont connectés aux bornes de la diode photoémettrice (D).
  3. 3. Emetteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour des informations numériques à transmettre, les moyens d'application comportent un commutateur commandé par lesdites informations numériques.
  4. 4. Emetteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le commutateur comporte un transistor (T) dont l'électrode émetteur et l'anode de la diode (D) sont reliées à la masse, I'électrode collecteur est reliée à la source de tension (E) par l'intermédiaire de l'élément résistant (R), la cathode de la diode étant connectée au collecteur du transistor, et l'électrode base du transistor est reliée à une borne d'entrée des informations.
  5. 5. Emetteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le transistor (T) est à commutation rapide.
  6. 6. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'application sont connectés aux bornes de l'ensemble cons titué par la diode photoémettrice (D) et l'élément résistant (R).
  7. 7. Emetteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour des informations analogiques à transmettre, les moyens d'application comportent un transistor (T') dont l'électrode collecteur est reliée à la source de tension (E), I'électrode émetteur est reliée à l'anode de la diode (D) par l'intermédiaire de l'élément résistant (R), la cathode de la diode étant connectée à la masse, et l'électrode base du transistor est reliée à une borne d'entrée des informations.
  8. 8. Emetteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens de polarisation (R2, R3) de la base du transistor (T').
  9. 9. Emetteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la diode photoémettrice (D) est une diode électroluminescente.
  10. 10. Emetteur selon punie des revendications précédentes, ca
    ractérisé en ce que l'élément résistant est constitué par une
    résistance (R). t
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207460A (en) * 1976-06-23 1980-06-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Low power frequency modulated hybrid fiber optic data acquisition system

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