FR2532497A1

FR2532497A1 - Optical selection device and transmission system comprising such a device

Info

Publication number: FR2532497A1
Application number: FR8214547A
Authority: FR
Inventors: Michel Eve
Original assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Current assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1984-03-02
Also published as: FR2532497B1

Abstract

The present invention concerns an optical selection device. This device comprises a group of n light sources 14 each modulated by an item of information Pr1, Pr2,...Prn, optical means 22 for forming an image of all of the n sources such that it is constituted by n lines each representing one item of information, and a matrix of photodetectors 28 each capable of being supplied in turn, the matrix being constituted by n lines each corresponding to an item of information Pr1, Pr2,...Prn, and m columns each corresponding to a subscriber Ab1, Ab2,...Abm such that the chosen item of information is received by the subscriber by supplying the photodetector of the matrix corresponding to the one detecting the chosen item of information. Application to remote distribution using optical fibres.

Description

DISPOSITIF DE SELECTION OPTIQUE ET
RESEAU DE TRANSMISSION COMPORTANT
UN TEL DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif de sélection optique destiné à acheminer une infoemation donnée choisie parmi n informations vers un abonné, et s'applique notamment aux systèmes de télédistribution par fibres optiqùes.OPTICAL SELECTION DEVICE AND
TRANSMISSION NETWORK COMPRISING
SUCH A DEVICE
The present invention relates to an optical selection device intended for routing given information selected from among n information to a subscriber, and applies in particular to cable television systems by optical fibers.

D'une manière générale, lors de la conception d'un réseau de télévision câblée, il s'avère indispensable de prévoir un dispositif permettant à chaque abonné possesseur d'un récepteur de télévision de choisir et de recevoir à domicile un ou plusieurs programmes de télévision parmi tout un ensemble de programmes. In general, when designing a cable television network, it is essential to provide a device allowing each subscriber possessing a television receiver to choose and receive one or more programs at home. television among a whole set of programs.

On connaît déja' différentes techniques permettant de diffuser à chaque abonné le programme de télévision qu'il a choisi parmi plusieurs autres programmes. Ainsi, pour n programmes de télévision à distribuer, par exemple égal à 10, et pour m abonnés, par exemple égal à 50, I'une de ces techniques de diffusion connues consiste à utiliser n faisceaux de fibres optiques comportant chacun m fibres et étant chacun couplé optiquement à une source optique modulée par un programme de télévision donné, de sorte que les m fibres optiques d'un même faisceau véhiculent chacune le même programme donné.On procède ensuite à un épanouissement des extrémités des faisceaux de fibres de façon à connecter celles-ci à m jonctions dites d'abonnés, de telle sorte que chaque abonné reçoit n fibres provenant respectivement des n faisceaux, permettant ainsi de distribuer les n programmes à chaque abonné. Pour permettre à chaque abonné de sélectionner un programme donné, on installe par abonné un dispositif de sélection opto-mécanique recevant les n fibres supportant chacune un programme. Ce dispositif de sélection se présente sous la forme d'une pièce tournante commandée par l'abonné et munie de n fibres supplémentaires destinées chacune à être connectées à l'une des n fibres supportant chacune un programme donné.Ainsi, lorsqu'un abonné désire sélectionner l'un des n programmes de télévision, le dispositif de sélection associé à cet abonné est commandé de telle sorte que sa fibre correspondant audit programme choisi vienne se connecter à la fibre qui supporte le programme choisi, ce dernier étant ensuite transmis à l'abonné. We already know different techniques to broadcast to each subscriber the television program he has chosen from several other programs. Thus, for n television programs to be distributed, for example equal to 10, and for m subscribers, for example equal to 50, one of these known broadcasting techniques consists in using n bundles of optical fibers each comprising m fibers and being each optically coupled to an optical source modulated by a given television program, so that the m optical fibers of the same beam each carry the same given program. Then, the ends of the fiber bundles are flourished so as to connect these at m so-called subscriber junctions, so that each subscriber receives n fibers originating respectively from the n bundles, thus making it possible to distribute the n programs to each subscriber. To allow each subscriber to select a given program, an opto-mechanical selection device is installed per subscriber receiving the n fibers each supporting a program. This selection device is in the form of a rotating part controlled by the subscriber and provided with n additional fibers each intended to be connected to one of the n fibers each supporting a given program. Thus, when a subscriber wishes select one of the n television programs, the selection device associated with this subscriber is controlled so that its fiber corresponding to said chosen program is connected to the fiber which supports the chosen program, the latter then being transmitted to the subscriber.

Toutefois, une telle technique présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, le fait d'utiliser autant de faisceaux de fibres qu'il y a de programmes à distribuer, et de prévoir autant de dispositifs de sélection qu'il existe d'abonnés, conduit à une installation générale relativement volumineuse et difficile à réaliser. En outre, l'opération consistant à épanouir les extrémités des faisceaux de fibres est une opération délicate à effectuer. De plus, le dispositif de sélection opto-mécanique est d'une structure relativement complexe, par conséquent coûteux, et ne permet pas de superposer des informations annexes aux programmes sélectionnés avant transmission vers l'abonné. However, such a technique has a number of drawbacks. Indeed, the fact of using as many bundles of fibers as there are programs to be distributed, and of providing as many selection devices as there are subscribers, leads to a general installation which is relatively bulky and difficult to carry out. . In addition, the operation consisting in opening the ends of the fiber bundles is a delicate operation to perform. In addition, the opto-mechanical selection device has a relatively complex structure, which is therefore costly, and does not make it possible to superimpose information annexed to the programs selected before transmission to the subscriber.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de sélection entièrement optique, qui n'utilise plus les faisceaux de fibres selon l'art antérieur, et traite tous les rayons lumineux qu'il reçoit de façon globale, ce qui permet d'installer aisément un seul dispositif commun à tous les abonnés. De plus, ce dispositif de sélection optique est entièrement satisfaisant, de faible taille, donc peu encombrant, et permet de multiplexer d'autres informations annexes aux informations déjà sélectionnées avant transmission vers l'abonné. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an entirely optical selection device, which no longer uses the fiber bundles according to the prior art, and processes all the light rays which it receives globally, this which allows easy installation of a single device common to all subscribers. In addition, this optical selection device is entirely satisfactory, of small size, therefore compact, and allows multiplexing of other information annexed to the information already selected before transmission to the subscriber.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de sélection optique destiné à acheminer une information donnée choisie parmi n informations vers un abonné, le nombre d'abonnés étant m égal ou différent de n, caractérisé en ce que le dispositif comporte:
- un ensemble de n sources lumineuses modulées chacune par une information, chaque source émettant un faisceau lumineux représentatif d'uné information;
- des moyens optiques recevant les faisceaux lumineux émis pour former une image de l'ensemble des n sources telle qu'elle soit constituée de n lignes représentant chacune une information ; et
- une matrice de photodétecteurs susceptibles d'être alimentés chacun leur tour et disposés sur les n lignes formées par les moyens optiques, la matrice étant constituée de n lignes correspondant chacune à une information et de m colonnes correspondant chacune à un abonné, de sorte que l'information choisie est reçue par l'abonné en alimentant le photodétecteur de la matrice correspondant à celui détectant l'information choisie.To this end, the subject of the invention is an optical selection device intended to route a given item of information chosen from among n items of information to a subscriber, the number of subscribers being m equal to or different from n, characterized in that the device comprises:
a set of n light sources each modulated by information, each source emitting a light beam representative of information;
- optical means receiving the light beams emitted to form an image of all n sources such that it consists of n lines each representing information; and
a matrix of photodetectors capable of being supplied in turn and arranged on the n lines formed by the optical means, the matrix consisting of n lines each corresponding to information and m columns each corresponding to a subscriber, so that the selected information is received by the subscriber by supplying the photodetector of the matrix corresponding to that detecting the chosen information.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens optiques recevant les faisceaux lumineux comportent une lentille cylindrique. According to another characteristic of the invention, the optical means receiving the light beams comprise a cylindrical lens.

On comprend qu'ainsi, par la présence de la lentille cylindrique, la matrice de photodétecteurs assurera la distribution sélective des informations choisies par les différents abonnés. Ainsi, ce dispositif de sélection est dune structure simple, est peu coûteux,, et ne comporte pas diéléments susceptibles de se déplacer, ce qui augmente notablement sa fiabilité. It is understood that thus, by the presence of the cylindrical lens, the array of photodetectors will ensure the selective distribution of the information chosen by the different subscribers. Thus, this selection device is of a simple structure, is inexpensive, and does not include elements capable of moving, which significantly increases its reliability.

L'invention vise également un réseau de transmission comportant un tel dispositif de sélection optique. The invention also relates to a transmission network comprising such an optical selection device.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront 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 est une vue en perspective du dispositif de sélection optique selon l'invention;
- la figure 2 est une vue schématique de la liaison entre la matrice de photodétecteurs et les abonnés S et
- la figure 3 est une vue en perspective d'une variante de l'élément d'émission représenté sur la figure I. Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly in the detailed description which follows and refers to the appended drawings given solely by way of example and in which:
- Figure 1 is a perspective view of the optical selection device according to the invention;
FIG. 2 is a schematic view of the connection between the array of photodetectors and the subscribers S and
- Figure 3 is a perspective view of a variant of the emission element shown in Figure I.

Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. In these different figures, the same references relate to the same elements.

Suivant un exemple de réalisation, et en se reportant à la figure 1, on a représenté en 10 un dispositif de sélection optique, conforme à l'invention, destiné à être utilisé par exemple dans un réseau de télédistribution par fibres optiques. Le nombre de programmes de télévision à distribuer est n, par exemple égal à 10, et le nombre d'abonnés est m égal ou différent de n, par exemple de l'ordre-de 50 dans ce dernier cas. According to an exemplary embodiment, and with reference to FIG. 1, there is shown at 10 an optical selection device, according to the invention, intended to be used for example in a cable distribution network by optical fibers. The number of television programs to be distributed is n, for example equal to 10, and the number of subscribers is m equal to or different from n, for example of the order of 50 in the latter case.

Pour effectuer la sélection d'un programme de télévision donné et choisi parmi les n programmes existants par un abonné, le dispositif 10 comporte tout d'abord un support 12 sur lequel sont disposées suivant une ligne verticale un ensemble de sources lumineuses ponctuelles en nombre égal à celui des programmes à distribuer, soit n, et modulées chacune de façon classique par un programme déterminé. To select a given television program chosen from among the n existing programs by a subscriber, the device 10 firstly comprises a support 12 on which are arranged in a vertical line a set of point light sources in equal number to that of the programs to be distributed, that is to say n, and each modulated in a conventional manner by a determined program.

Ainsi, selon un premier mode de réalisation préféré représenté sur la figure 1, chaque source lumineuse est constituée par une diode photoémettrice 14, telle que par exemple une diode électroluminescente modulée, à une longueur d'onde donnée, par un signal analogique représentant le programme de télévision destiné à être distribué. On a représenté en Prl Pr2. ..Prn les n programmes à distribuer constituant respectivement les signaux de modulation des n diodes photoémettrices identiques 14 qui forment donc une barrette d'émission 15 de n faisceaux lumineux représentant chacun un programme de télévision donné. Thus, according to a first preferred embodiment shown in FIG. 1, each light source consists of a light emitting diode 14, such as for example a light emitting diode modulated, at a given wavelength, by an analog signal representing the program television intended for distribution. We have shown in Prl Pr2. ..Prn the n programs to be distributed respectively constituting the modulation signals of the n identical light emitting diodes 14 which therefore form a transmission strip 15 of n light beams each representing a given television program.

Selon une variante représentée sur la figure 3, chaque source lumineuse est constituée par une fibre optique 18 monomode ou multimode dont l'une des extrémités est montée sur le support 12 et dont l'autre extrémité est couplée optiquement à la diode photoémettrice 14 modulée par un signal représentant le programme à distribuer. Ainsi, les n diodes photoémettrices 14 émettent respectivement des faisceaux lumineux représentant les n programmes (Prl Pr2...Prn) qui, après propagation dans les fibres optiques associées 18, sont émis au niveau de la barrette d'émission 15 constituée par les extrémités des n fibres optiques identiques disposées suivant une ligne verticale. According to a variant shown in FIG. 3, each light source is constituted by a monomode or multimode optical fiber 18, one end of which is mounted on the support 12 and the other end of which is optically coupled to the light emitting diode 14 modulated by a signal representing the program to be distributed. Thus, the n light emitting diodes 14 respectively emit light beams representing the n programs (Prl Pr2 ... Prn) which, after propagation in the associated optical fibers 18, are emitted at the level of the emission bar 15 formed by the ends n identical optical fibers arranged along a vertical line.

Comme il apparat sur la figure 1, le dispositif de sélection comporte de plus des moyens optiques, constitués par exemple par une lentille cylindrique 22, recevant les faisceaux lumineux émis par les n sources lumineuses 14, et destinés à former une image de l'ensemble des n sources telle qu'elle soit constituée de n lignes horizontales représentant chacune un programme donné. Ainsi, on a représenté en Pf sur la figure 1 le plan focal de la lentille cylindrique 22 dans lequel l'image des n sources lumineuses ponctuelles 14 est constituée de n lignes horizontales représentant respectivement les n programmes donnés (Prl Pr2...Prn). As it appears in FIG. 1, the selection device further comprises optical means, constituted for example by a cylindrical lens 22, receiving the light beams emitted by the n light sources 14, and intended to form an image of the whole n sources such that it consists of n horizontal lines each representing a given program. Thus, the focal plane of the cylindrical lens 22 has been shown in Pf in FIG. 1 in which the image of the n point light sources 14 is made up of n horizontal lines representing respectively the n given programs (Prl Pr2 ... Prn) .

Comme cela est connu, les rayons lumineux émis par une source et situés dans un plan perpendiculaire à une lentille cylindrique et contenant la source, sont transmis par ladite lentille sans réfraction, tandis que les rayons lumineux situés en dehors de ce plan sont réfractés par ladite lentille, de sorte que cette dernière a pour fonction de transformer un point en une ligne horizontale. As is known, the light rays emitted by a source and located in a plane perpendicular to a cylindrical lens and containing the source, are transmitted by said lens without refraction, while the light rays located outside this plane are refracted by said lens, so that the latter has the function of transforming a point into a horizontal line.

Bien entendu, les n sources lumineuses pourraient être disposées autrement que sur une ligne verticale, et la lentille cylindrique pourrait être remplacée par tout autre système optique ayant pour fonction de former une ligne comme image d'un point lumineux, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the n light sources could be arranged otherwise than on a vertical line, and the cylindrical lens could be replaced by any other optical system having the function of forming a line as an image of a light point, without going outside the framework of the 'invention.

Au niveau du plan focal pu sur la figure 1, est placé un support 26 sur lequel est montée une matrice de photodétecteurs 28, constitués par exemple par des photodiodes identiques et rapides, du type PIN silicium. La matrice de photodétecteurs 28 est dimensionnée de telle sorte qu'elle comporte n lignes de photodétecteurs disposés respectivement sur les n lignes horizontales formées dans le plan focal Pf, les n lignes de la matrice correspondant respectivement aux n programmes à distribuer (Prl Pr2...Prn), et de m colonnes correspondant respectivement aux m abonnés (Abl
Ab2...Abm). ).Ainsi, chaque photodétecteur 28 reçoit une puissance optique égale à la puissance optique émise par une source divisée par le nombre d'abonnés Ainsi, pour 10 programmes à distribuer et pour 50 abonnés, la matrice de photodétecteurs 28 est une matrice 10 x 50.At the focal plane pu in Figure 1, is placed a support 26 on which is mounted a matrix of photodetectors 28, constituted for example by identical and fast photodiodes, of the silicon PIN type. The photodetector array 28 is dimensioned such that it comprises n lines of photodetectors disposed respectively on the n horizontal lines formed in the focal plane Pf, the n lines of the matrix corresponding respectively to the n programs to be distributed (Prl Pr2 .. .Prn), and m columns corresponding respectively to the m subscribers (Abl
Ab2 ... Abm). Thus, each photodetector 28 receives an optical power equal to the optical power emitted by a source divided by the number of subscribers. Thus, for 10 programs to be distributed and for 50 subscribers, the photodetector array 28 is a 10 × 50 array. .

Lorsque l'abonné Abj désire recevoir le programme Prk, cet abonné commande, de façon classique, par exemple par relais, l'alimentation ou polarisation du photodétecteur 28 placé au point (Prk, Abj) de la matrice. Ce photodétecteur détecte donc le programme sélectionné Prk et engendre un signal électrique représentatif du programme Prk qui est ensuite transmis à Pabonné Abj. When the subscriber Abj wishes to receive the program Prk, this subscriber controls, in a conventional manner, for example by relay, the supply or polarization of the photodetector 28 placed at the point (Prk, Abj) of the matrix. This photodetector therefore detects the selected program Prk and generates an electrical signal representative of the program Prk which is then transmitted to the subscriber Abj.

La figure 2 représente la liaison entre le support 26 de la matrice de photodétecteurs 28 et les m abonnés (Abl Ab2...Abm). FIG. 2 represents the connection between the support 26 of the photodetector array 28 and the m subscribers (Abl Ab2 ... Abm).

Pour chaque abonné, la liaison est constituée par un câble coaxial 31 dont une extrémité est constituée de n dérivations reliées respectivement aux n photodétecteurs 28 d'une même colonne de la matrice de photodétecteurs. Ainsi, lorsque l'abonné Ab. désire recevoir le programme Prk, le signal électrique engendré par le photodétecteur 28 placé au point (Prk, Abj) est transmis par le câble coaxial 31 vers le poste d'abonné Ab. qui reçoit ainsi le programme désiré pro. For each subscriber, the link is constituted by a coaxial cable 31, one end of which consists of n branches connected respectively to the n photodetectors 28 of the same column of the photodetector matrix. Thus, when the subscriber Ab. Wishes to receive the program Prk, the electrical signal generated by the photodetector 28 placed at the point (Prk, Abj) is transmitted by the coaxial cable 31 to the subscriber station Ab. Which thus receives the program desired pro.

Avantageusement, chaque câble coaxial 31 est relié à un poste d'abonné par l'intermédiaire d'une fibre optique 33 dont l'une des extrémités est couplée optiquement à une diode photoémettrice 35, telle que par exemple une diode électroluminescente modulée par un signal électrique représentant le programme désiré transmis par le câble coaxial 31, et dont l'autre extrémité est couplée optiquement à un photodétecteur (non représenté) délivrant à l'abonné le programme choisi. Le fait d'utiliser une transmission optique permet, au niveau de chaque diode photoémettrice 35, de multiplexer des informations annexes représentées en S à l'information (programme) sélectionnée au moyen du dispositif de sélection optique selon Invention. Advantageously, each coaxial cable 31 is connected to a subscriber station via an optical fiber 33, one end of which is optically coupled to a light emitting diode 35, such as for example a light emitting diode modulated by a signal. electrical representing the desired program transmitted by the coaxial cable 31, and the other end of which is optically coupled to a photodetector (not shown) delivering the selected program to the subscriber. The fact of using an optical transmission makes it possible, at each photoemitting diode 35, to multiplex additional information represented at S to the information (program) selected by means of the optical selection device according to the invention.

On notera que la description ci-dessus a été faite en référence à un dispositif permettant de sélectionner optiquement des programmes de télévision. Bien sûr, ce dispositif de sélection s'applique également à tout autre type d'informations, telles que- par exemple des données numériques ou analogiques pour réseau de transmissionpar fibres optiques
Bien entendus l'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 cellesci sont effectuées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. Note that the above description was made with reference to a device for optically selecting television programs. Of course, this selection device also applies to any other type of information, such as, for example, digital or analog data for a fiber optic transmission network.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and represented and includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these are carried out according to the spirit of the invention and implemented in the context of claims that follow.

Claims

1. Optical selection device intended to route a given item of information chosen from n items of information to a subscriber, the number of subscribers being m equal to or different from n, characterized in that the device comprises:

- a set of n light sources (14) each modulated by information (Prl Pr2 ... Prn), each source emitting a light beam representative of information;

- optical means t22) receiving the light beams emitted to form an image of all n sources as it is made up of n lines each representing information; and

- an array of photodetectors (28) capable of being supplied in turn and arranged on the n lines formed by the optical means (22), the array consisting of n lines each corresponding to information (Prl Pr2 ... Prn ) and m columns each corresponding to a subscriber (Abl Ab2b..Abm), so that the chosen information is received by the subscriber by supplying the photodetector of the matrix corresponding to that detecting the chosen information.

2. Device according to claim 1, characterized in that the n light sources are arranged along a vertical line, and in that the n lines formed by the optical means (22) are horizontal lines.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the optical means compost a cylindrical lens, and in that the n lines each representing information are formed in the focal plane (Pf) of the lens.

4. Device according to one of claims 1 to 3 characterized in that the photodetectors (28) are photodiodes of the PIN type.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each light source consists of a light emitting diode (14).

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each light source comprises an optical fiber (18) and a light emitting diode (14) modulated by information and optically coupled to one of the ends of the fiber , The other end of the fiber emitting the light beam representative of the information and intended to be received by the optical means (22).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the n information is television programs.

8. Transmission network, characterized in that it comprises an optical selection device according to any one of the preceding claims.

9. Network according to claim 8, characterized in that the photodetectors (28) of the same column of the matrix are connected in parallel to one end of a coaxial cable (31) the other end of which is connected to- a subscriber station, so that after supplying the photodetector of the matrix corresponding to that detecting the selected information, this photodetector generates an electrical signal representing the information which is transmitted by the coaxial cable and received by the subscriber station .

10. Network according to claim 9, characterized in that each coaxial cable (31) is connected to a subscriber station by a light emitting diode (35) modulated by the selected signal transmitted by the coaxial cable and multiplexed to at least one signal annex (S), and by an optical fiber - (33) whose two ends are optically coupled to the light emitting diode and to the subscriber station, respectively.