FR2718307A1 - Full-duplex data transmission method e.g. for optical, radio transmission - Google Patents
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Abstract
Description
Transmission de données full-duplex entre une station
centrale et une station passive
La présente invention concerne de manière générale des procédé et système de transmission de données entre une station centrale et une station terminale. Plus particulièrement, l'invention a trait à des transmissions de données full-duplex entre une station centrale et une station terminale. La station terminale ne comprend aucun moyen pour produire une onde porteuse de modulation et constitue ainsi une station passive. L'onde porteuse est une onde lumineuse ou une onde radioélectrique.Full-duplex data transmission between a station
central and a passive station
The present invention relates generally to methods and system for transmitting data between a central station and a terminal station. More particularly, the invention relates to full-duplex data transmissions between a central station and a terminal station. The terminal station does not include any means for producing a modulation carrier wave and thus constitutes a passive station. The carrier wave is a light wave or a radio wave.
La technique antérieure, dans laquelle est incluse la FR-A-2 650 905 relative à des liaisons radioélectriques, enseigne des premiers systèmes de transmission de données half-duplex, ou à l'alternat, entre des stations centrale et passive. La figure 1 montre un système optique connu incluant une station centrale 1 et une station passive 2 reliées par une fibre optique 100. La station centrale 1 comprend un modulateur d'amplitude à diode laser 10, un détecteur optique 11 et un coupleur directif 12. Deux seconds accès du coup leur 12 sont connectés respectivement à une sortie du modulateur 10 et une entrée du détecteur 11. Un premier accès du coupleur 12 est relié à une première extrémité de la fibre optique 100. La station terminale 2 comprend une jonction en
Y 20, un modulateur à réflexion 21 et un détecteur optique 22. Une seconde extrémité de la fibre optique 100 est appliquée à un premier accès de la jonction 20. Deux seconds accès de la jonction 20 sont respectivement reliés à une entrée/sortie du modulateur 21 et une entrée du détecteur 22. The prior art, in which FR-A-2 650 905 relating to radio links is included, teaches the first half-duplex or half-duplex data transmission systems between central and passive stations. FIG. 1 shows a known optical system including a central station 1 and a passive station 2 connected by an optical fiber 100. The central station 1 comprises a laser diode amplitude modulator 10, an optical detector 11 and a directional coupler 12. Two second accesses at once 12 are respectively connected to an output of the modulator 10 and an input of the detector 11. A first access of the coupler 12 is connected to a first end of the optical fiber 100. The terminal station 2 comprises a junction in
Y 20, a reflection modulator 21 and an optical detector 22. A second end of the optical fiber 100 is applied to a first port of the junction 20. Two second ports of the junction 20 are respectively connected to an input / output of the modulator 21 and a detector input 22.
La figure 2 est un diagramme temporel de transmission des données à l'alternat entre station centrale 1 et station passive 2 du système de la figure 1. Des premiers et seconds intervalles temporels alternés T1 et T2 sont respectivement alloués à la transmission de données D12 en liaison descendante, de la station centrale 1 vers la station passive 2, et à la transmission de données D21 en liaison montante, de la station passive 2 vers la station centrale 1. FIG. 2 is a time diagram for the transmission of data in the half-cycle between central station 1 and passive station 2 of the system of FIG. 1. First and second alternating time intervals T1 and T2 are allocated to the data transmission D12 respectively. downlink from central station 1 to passive station 2, and data transmission D21 in uplink from passive station 2 to central station 1.
Durant un premier intervalle temporel T1, des données D12 à transmettre de la station 1 vers la station 2 sont appliquées à une entrée du modulateur 10 et modulent en amplitude une onde porteuse produite dans le modulateur 10. L'onde porteuse modulée résultante est transmise à travers la fibre optique 100 et reçue avec un retard de transmission
Rt à une entrée du détecteur, ou démodulateur, 22 dans la station passive 2 à travers la jonction en Y 20. Le détecteur 22 restitue en sortie les données
D12 transmises par la station centrale 1.During a first time interval T1, data D12 to be transmitted from station 1 to station 2 are applied to an input of the modulator 10 and amplitude modulate a carrier wave produced in the modulator 10. The resulting modulated carrier wave is transmitted to through optical fiber 100 and received with transmission delay
Rt at an input of the detector, or demodulator, 22 in the passive station 2 through the Y-junction 20. The detector 22 outputs the data
D12 transmitted by central station 1.
Durant un second intervalle temporel T2, le modulateur à diode laser 10 produit une onde porteuse non modulée P à travers le coupleur directif 12. During a second time interval T2, the laser diode modulator 10 produces an unmodulated carrier wave P through the directional coupler 12.
Cette onde porteuse non modulée est reçue, à travers la fibre optique 100 et la jonction 20, à une entrée/sortie du modulateur à réflexion 21 comprenant un moyen de réflexion et un moyen de modulation.This unmodulated carrier wave is received, through the optical fiber 100 and the junction 20, at an input / output of the reflection modulator 21 comprising a reflection means and a modulation means.
L'onde porteuse non modulée P est réfléchie en une onde porteuse réfléchie qui est modulée par des données D21 à transmettre de la station passive 2 vers la station centrale 1. Ces données D21 sont appliquées à une entrée de données du modulateur 21.The unmodulated carrier wave P is reflected in a reflected carrier wave which is modulated by data D21 to be transmitted from the passive station 2 to the central station 1. This data D21 is applied to a data input of the modulator 21.
L'onde porteuse réfléchie modulée dans le modulateur à réflexion 21 est reçue, à travers le coupleur directif 12, par le détecteur optique 11 dans la station centrale 1 qui restitue les données D21.The reflected carrier wave modulated in the reflection modulator 21 is received, through the directional coupler 12, by the optical detector 11 in the central station 1 which restores the data D21.
Ainsi la technique antérieure prévoit, dans ces premiers systèmes décrits, le mode à l'alternat pour la transmission de données entre une station centrale 1 et une station passive 2. Ce mode de transmission présente l'inconvénient principal de réduire les débits de transmission de données de la station centrale 1 vers la station passive 2 et de la station passive 2 vers la station centrale 1, respectivement des facteurs (T1 / T1+T2) et (T2 / T1+T2) par rapport à des débits réels respectifs. Thus the prior art provides, in these first systems described, the alternation mode for the transmission of data between a central station 1 and a passive station 2. This mode of transmission has the main drawback of reducing the transmission rates of data from central station 1 to passive station 2 and from passive station 2 to central station 1, respectively (T1 / T1 + T2) and (T2 / T1 + T2) factors with respect to respective actual bit rates.
Des seconds systèmes de transmission de données entre une station centrale et une station passive selon la technique antérieure sont basés sur le mode de transmission full-duplex et mettent en oeuvre un modulateur à réflexion. Second data transmission systems between a central station and a passive station according to the prior art are based on the full-duplex transmission mode and use a reflection modulator.
En référence à la figure 3, un modulateur à réflexion 210 connu inclus dans une station passive comprend une jonction en Y 212, trois plaques d'électrode parallèles de polarisation électrique 213, 214 et 215, un miroir semi-réfléchissant 216 et deux guides d'onde optiques lOOa et l00b. Un premier accès de la jonction en Y 212 reçoit la seconde extrémité de la fibre optique 100 constituant un support de communication avec la station centrale 1. With reference to FIG. 3, a known reflection modulator 210 included in a passive station comprises a Y-junction 212, three parallel electrode plates of electrical polarization 213, 214 and 215, a semi-reflecting mirror 216 and two guides d optical wave lOOa and l00b. A first access from the Y-junction 212 receives the second end of the optical fiber 100 constituting a communication medium with the central station 1.
Deux seconds accès de la jonction 212 reçoivent respectivement des premières extrémités des guides optiques lOOa et lOOb qui sont disposées parallèlement dans un plan vertical. Des faces de secondes extrémités respectives des guides 100a et lOOb sont en contact intime avec une face réfléchissante FA1 du miroir 216 définissant un plan perpendiculaire au plan vertical des guides l00a et lOOb. Les trois plaques d'électrode 213, 214 et 215 sont disposées dans trois plans horizontaux respectifs. Le guide optique lOOa s'étend entre la plaque centrale 214 et la plaque supérieure 213, parallèlement à celles-ci. Le guide optique lOOb s'étend entre la plaque centrale 214 et la plaque inférieure 215 parallèlement à celles-ci.Two second ports of junction 212 respectively receive first ends of optical guides 100a and 100b which are arranged parallel in a vertical plane. Faces of respective second ends of the guides 100a and 100b are in intimate contact with a reflecting face FA1 of the mirror 216 defining a plane perpendicular to the vertical plane of the guides 100a and 100b. The three electrode plates 213, 214 and 215 are arranged in three respective horizontal planes. The optical guide 100a extends between the central plate 214 and the upper plate 213, parallel to these. The optical guide 100b extends between the central plate 214 and the lower plate 215 parallel to them.
Dans le modulateur à réflexion 210, une onde porteuse modulée P12 par des données à transmettre de la station 1 vers la station 2 qui est reçue en provenance de la station centrale 1 est propagée à travers la fibre optique 100 et séparée par la jonction en Y 212 en deux ondes Pa et Pb diffusées respectivement dans les guides optiques lOOa et lOOb du modulateur 210. Ces deux ondes Pa et Pb incidentes sont en partie réfléchies sur la face réfléchissante
FA1 du miroir 216 en deux ondes porteuses de modulation réfléchies REa et REb qui se propagent respectivement dans les guides optiques lOOa et lOOb suivant une direction de propagation opposée à celle des ondes incidentes Pa et Pb, et en partie transmises à travers le miroir 216 en deux ondes modulées transmises TRa et TRb. Les plaques d'électrode supérieure et inférieure 213 et 215, et la plaque d'électrode centrale 214 sont connectées respectivement à des première et seconde bornes entre lesquelles est appliquée la tension d'un signal de données D21 à transmettre de la station passive 2 vers la station centrale 1. Le signal de données D21 induit en conséquence des champs électriques opposés
E respectivement entre les plaques 213 et 214 et entre les plaques 215 et 214.In the reflection modulator 210, a carrier wave modulated P12 by data to be transmitted from station 1 to station 2 which is received from central station 1 is propagated through optical fiber 100 and separated by the Y-junction. 212 in two waves Pa and Pb diffused respectively in the optical guides 100a and 100b of the modulator 210. These two incident waves Pa and Pb are partly reflected on the reflecting face
FA1 of the mirror 216 in two reflected modulation carrier waves REa and REb which propagate respectively in the optical guides lOOa and lOOb in a direction of propagation opposite to that of the incident waves Pa and Pb, and partly transmitted through the mirror 216 in two modulated waves transmitted TRa and TRb. The upper and lower electrode plates 213 and 215, and the central electrode plate 214 are connected respectively to first and second terminals between which is applied the voltage of a data signal D21 to be transmitted from the passive station 2 to the central station 1. The data signal D21 consequently induces opposite electric fields
E respectively between plates 213 and 214 and between plates 215 and 214.
Lorsque le signal de données D21 est à l'état "1", les champs électriques induits E provoquent un déphasage de (+li/4) de l'onde incidente Pa et un déphasage de (-X/4) de l'onde incidente Pb. De même, ces champs électriques induits E provoquent des déphasages respectifs de (+Z/4) et (-X/4) des ondes porteuses de modulation réfléchies REa et REb. Ainsi lorsque le signal de données D21 est à l'état "1", l'onde porteuse de modulation réfléchie REa est déphasée de (il/4 + ir/2 + r/4) = K par rapport à l'onde porteuse de modulation incidente Pa et l'onde porteuse de modulation réfléchie REb est déphasée de (-X/2 + r/2 -X/4) = 0 par rapport à l'onde porteuse de modulation incidente Pb. La somme des ondes porteuses de modulation réfléchies REa et REb effectuée dans la jonction 212 forme une onde porteuse modulée résultante P21 telle que:
P21 = REa + REb.When the data signal D21 is in the state "1", the induced electric fields E cause a phase shift of (+ li / 4) of the incident wave Pa and a phase shift of (-X / 4) of the wave incident Pb. Similarly, these induced electric fields E cause respective phase shifts of (+ Z / 4) and (-X / 4) of the reflected modulation carrier waves REa and REb. Thus when the data signal D21 is in the state "1", the reflected modulation carrier wave REa is phase shifted by (il / 4 + ir / 2 + r / 4) = K with respect to the carrier wave of incident modulation Pa and the reflected modulation carrier wave REb is phase shifted by (-X / 2 + r / 2 -X / 4) = 0 with respect to the incident modulation carrier wave Pb. The sum of the modulation carrier waves reflected REa and REb carried out in the junction 212 forms a resulting modulated carrier wave P21 such that:
P21 = REa + REb.
Sachant que les ondes REa et REb sont respectivement déphasées de (Ir) et (0) par rapport aux deux ondes incidentes Pa et Pb qui sont en phase, l'onde résultante est inhibée, c'est-à-dire P12 = 0 lorsque D21 = "1". Knowing that the waves REa and REb are respectively phase shifted by (Ir) and (0) with respect to the two incident waves Pa and Pb which are in phase, the resulting wave is inhibited, i.e. P12 = 0 when D21 = "1".
Lorsque le signal de données D21 est à l'état "0", les champs électriques E sont nuls entre les plaques 213 et 214 et les plaques 215 et 214 et n'induisent aucun déphasage. L'absence de déphasage dans les ondes incidentes Pa et Pb est maintenue dans les ondes réfléchies REa et REb, ce qui impose P12=
REa + REb = P21 en supposant les guides optiques sans pertes.When the data signal D21 is in the state "0", the electric fields E are zero between the plates 213 and 214 and the plates 215 and 214 and do not induce any phase shift. The absence of phase shift in the incident waves Pa and Pb is maintained in the reflected waves REa and REb, which imposes P12 =
REa + REb = P21 assuming lossless optical guides.
Le modulateur à réflexion 2 assure ainsi une modulation d'amplitude en "tout ou rien". The reflection modulator 2 thus provides amplitude modulation in "all or nothing".
Puisqu'un tel modulateur à réflexion 210 est utilisé en mode de transmission full-duplex, la face d'une extrémité d'une seconde fibre optique 200 est en contact intime avec une seconde face FA2 du miroir semi-réfléchissant 216 et disposée en regard des deux secondes extrémités des guides optiques lOOa et lOOb appliquees contre la face réfléchissante FA1. Since such a reflection modulator 210 is used in full-duplex transmission mode, the face of one end of a second optical fiber 200 is in intimate contact with a second face FA2 of the semi-reflecting mirror 216 and arranged opposite of the two second ends of the optical guides lOOa and lOOb applied against the reflecting face FA1.
Comme souligné précédemment, les ondes lumineuses incidentes Pa et Pb issues de l'onde P12 et se propageant dans les guides optiques lOOa et 100b sont en partie réfléchies par la face FA1 du miroir 216 en des composantes, ou portions énergétiques, réfléchies REa et REb, et en partie transmises dans la fibre optique 200 à travers le miroir 216 en des composantes transmises TRa et TRb. As previously pointed out, the incident light waves Pa and Pb originating from the wave P12 and propagating in the optical guides 100a and 100b are partly reflected by the face FA1 of the mirror 216 in components, or energetic portions, reflected REa and REb , and partly transmitted in the optical fiber 200 through the mirror 216 in transmitted components TRa and TRb.
Les ondes lumineuses incidentes Pa et Pb supportent un signal de données D12 transmis de la station centrale 1 vers la station passive 2, et l'onde modulée résultante P21 modulée en amplitude supporte un signal de données D21 transmis de la station passive 2 vers la station centrale 1.The incident light waves Pa and Pb support a data signal D12 transmitted from the central station 1 to the passive station 2, and the resulting amplitude modulated wave P21 supports a data signal D21 transmitted from the passive station 2 to the station control unit 1.
Dans ce mode de transmission full-duplex selon la technique antérieure, telle que rappelée dans l'article intitulé "Two-way transmission using electro-optical modulator" publié dans "ELECTRONICS
LETTERS" NO 9, vol.22, 24 avril 1986, p. 479-481, il est prévu, d'une part, que les débits respectifs des signaux de données D21 et D12 soient strictement différents et, d'autre part, de mettre en oeuvre des techniques de codage de données différentes dans le sens montant et dans le sens descendant, afin que les spectres respectifs des ondes modulées descendante
P12 = a + Pb et montante P21 = REa + REb ne se recouvrent pas. Une telle technique nécessite en outre des moyens de filtrage additionnels dans les stations centrale et passive pour séparer ces deux spectres. Cet inconvénient résulte du fait que la technique antérieure n'enseigne que des modulations d'amplitude dans les stations centrale et passive qui ont un taux de modulation identique. In this mode of full-duplex transmission according to the prior art, as recalled in the article entitled "Two-way transmission using electro-optical modulator" published in "ELECTRONICS
LETTERS "NO 9, vol.22, April 24, 1986, p. 479-481, it is intended, on the one hand, that the respective bit rates of the data signals D21 and D12 are strictly different and, on the other hand, implement different data encoding techniques in the uplink and downlink directions, so that the respective spectra of the downward modulated waves
P12 = a + Pb and rising P21 = REa + REb do not overlap. Such a technique also requires additional filtering means in the central and passive stations to separate these two spectra. This drawback results from the fact that the prior art teaches only amplitude modulations in the central and passive stations which have an identical modulation rate.
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités et ainsi fournir des procédé et système de transmission full-duplex de données entre station centrale et station passive sans recourir à une différence des débits de sens montant et de sens descendant et à des moyens de filtrage additionnels dans les stations centrale et passive. The invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and thus provide methods and system for full-duplex data transmission between central station and passive station without resorting to a difference in the uplink and downlink rates and to additional filtering means. in the central and passive stations.
A cette fin, selon une première réalisation de l'invention, un procédé de transmission de données full-duplex entre une station centrale et une station passive à travers une liaison, comprenant
dans la station centrale,
- une première modulation d'une première onde porteuse par des premières données en une onde porteuse modulée transmise de ladite station centrale vers ladite station passive à travers ladite liaison, et
dans la station passive,
- une réflexion d'une première portion énergétique de ladite onde porteuse modulée reçue à travers ladite liaison en une onde porteuse modulée réfléchie,
- une détection desdites premières données transmises dans une seconde portion énergétique de ladite onde porteuse modulée reçue; et
- une seconde modulation de ladite onde porteuse modulée réfléchie par des secondes données en une onde porteuse réfléchie modulée qui est transmise de ladite station passive vers ladite station centrale dans laquelle est opérée une détection desdites secondes données,
est caractérisé en ce que ladite première modulation est une modulation d'amplitude avec un premier taux de modulation faible comparativement à un second taux de modulation élevé de ladite seconde modulation qui est également une modulation d'amplitude.To this end, according to a first embodiment of the invention, a method of transmitting full-duplex data between a central station and a passive station over a link, comprising
in the central station,
a first modulation of a first carrier wave by first data into a modulated carrier wave transmitted from said central station to said passive station through said link, and
in the passive station,
- a reflection of a first energy portion of said modulated carrier wave received through said link into a reflected modulated carrier wave,
- a detection of said first data transmitted in a second energy portion of said received modulated carrier wave; and
a second modulation of said modulated carrier wave reflected by second data into a modulated reflected carrier wave which is transmitted from said passive station to said central station in which detection of said second data is carried out,
is characterized in that said first modulation is an amplitude modulation with a first low modulation rate compared to a second high modulation rate of said second modulation which is also an amplitude modulation.
De préférence, la liaison est une fibre optique, c'est-à-dire en pratique une branche à fibre optique dans un réseau arborescent et/ou étoilé, et les détections comportent chacune
- une photodétection d'une onde lumineuse reçue en un signal de courant ayant une intensité sensiblement proportionnelle à la puissance de ladite onde lumineuse, et
- une comparaison dudit signal de courant avec un seuil prédéterminé pour produire un signal de comparaison représentatif des données respectives à détecter.Preferably, the link is an optical fiber, that is to say in practice a branch of optical fiber in a tree and / or star network, and the detections each comprise
a photodetection of a light wave received in a current signal having an intensity substantially proportional to the power of said light wave, and
- a comparison of said current signal with a predetermined threshold to produce a comparison signal representative of the respective data to be detected.
Selon une seconde réalisation de l'invention, un procédé de transmission de données full-duplex entre une station centrale et une station passive à travers une liaison, comprenant
dans la station centrale,
- une première modulation d'une première onde porteuse par des premières données en une onde porteuse modulée transmise de ladite station centrale vers ladite station passive à travers ladite liaison, et
dans la station passive,
- une réflexion d'une première portion énergétique de ladite onde porteuse modulée reçue à travers ladite liaison une onde porteuse modulée réfléchie,
- une démodulation desdites premières données transmises dans une seconde portion énergétique de ladite onde porteuse modulée reçue, et
- une seconde modulation de ladite onde porteuse modulée réfléchie par des secondes données en une onde porteuse réfléchie modulée qui est transmise de ladite station passive vers ladite station centrale dans laquelle est opérée une détection desdites secondes données,
est caractérisé en ce que ladite première modulation est une modulation de phase et la seconde modulation est une modulation d'amplitude à taux de modulation élevé.According to a second embodiment of the invention, a method of transmitting full-duplex data between a central station and a passive station over a link, comprising
in the central station,
a first modulation of a first carrier wave by first data into a modulated carrier wave transmitted from said central station to said passive station through said link, and
in the passive station,
a reflection of a first energy portion of said modulated carrier wave received through said link a reflected modulated carrier wave,
a demodulation of said first data transmitted in a second energy portion of said received modulated carrier wave, and
a second modulation of said modulated carrier wave reflected by second data into a modulated reflected carrier wave which is transmitted from said passive station to said central station in which detection of said second data is carried out,
is characterized in that said first modulation is a phase modulation and the second modulation is an amplitude modulation with a high modulation rate.
Un système pour la mise en oeuvre de la première réalisation est caractérisé en ce que
la station centrale comprend:
- un moyen de modulation d'amplitude avec le premier taux de modulation pour moduler ladite première onde porteuse par lesdites premières données en l'onde porteuse modulée,
- un moyen pour détecter lesdites secondes données dans ladite onde porteuse réfléchie modulée qui est reçue en provenance de la station passive, et
la station passive comprend:
- un. moyen de modulation à réflexion pour réfléchir et moduler en amplitude avec ledit second taux de modulation ladite première portion énergétique de l'onde porteuse modulée reçue à travers ladite liaison, et
- un moyen pour détecter lesdites premières données transmises dans la seconde portion énergétique de l'onde porteuse modulée reçue.A system for implementing the first embodiment is characterized in that
the central station includes:
an amplitude modulation means with the first modulation rate for modulating said first carrier wave by said first data in the modulated carrier wave,
a means for detecting said second data in said modulated reflected carrier wave which is received from the passive station, and
the passive station includes:
- a. reflection modulation means for reflecting and modulating in amplitude with said second modulation rate said first energy portion of the modulated carrier wave received through said link, and
a means for detecting said first data transmitted in the second energy portion of the received modulated carrier wave.
Un système pour la mise en oeuvre de la seconde réalisation est caractérisé en ce que
la station centrale comprend:
- un moyen de modulation de phase pour moduler en phase ladite première onde porteuse par lesdites premières données en l'onde porteuse modulée,
- un moyen pour détecter lesdites secondes données dans ladite onde porteuse réfléchie modulée qui est reçue en provenance de la station passive, et
ladite station passive comprend:
- un moyen de modulation à réflexion pour réfléchir et moduler en amplitude ladite première portion énergétique de l'onde porteuse modulée transmise reçue à travers ladite liaison, et
- un moyen pour démoduler en phase lesdites premières données transmises dans la seconde portion énergétique de l'onde porteuse modulée reçue.A system for implementing the second embodiment is characterized in that
the central station includes:
a phase modulation means for modulating in phase said first carrier wave by said first data in the modulated carrier wave,
a means for detecting said second data in said modulated reflected carrier wave which is received from the passive station, and
said passive station comprises:
a reflection modulation means for reflecting and amplitude modulating said first energy portion of the transmitted modulated carrier wave received through said link, and
a means for demodulating in phase said first data transmitted in the second energy portion of the received modulated carrier wave.
Pour les deux réalisations le système peut être un système optique. La station passive comprend alors
un moyen de jonction en Y ayant un premier accès recevant ladite onde porteuse modulée reçue à travers la liaison et deux seconds accès produisant les première et seconde portions énergétiques de l'onde porteuse modulée reçue.For both embodiments the system can be an optical system. The passive station then includes
Y joining means having a first port receiving said modulated carrier wave received through the link and two second ports producing the first and second energy portions of the received modulated carrier wave.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
- la figure 1, déjà commentée, est un blocdiagramme d'un système optique selon la technique antérieure pour la transmission de données bidirectionnelles à l'alternat entre station centrale et station passive;
- la figure 2, également déjà commentée, est un diagramme temporel de transmission de données à l'alternat entre station centrale et station passive;
- la figure 3, aussi commentée dans le préambule de la description, est un schéma détaillé d'un modulateur optique à réflexion connu;
- la figure 4 est un bloc-diagramme d'un système de transmission de données full-duplex entre une station centrale et une station passive selon une première réalisation de l'invention;
- la figure 5A et 5B sont respectivement deux diagrammes temporels d'énergie de sens montant et de sens descendant entre station centrale et station passive pour expliquer le fonctionnement du système de la figure 4; et
- la figure 6 est un bloc-diagramme d'un système de transmission de données full-duplex entre une station centrale et une station passive selon une seconde réalisation de l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following description of several preferred embodiments of the invention with reference to the corresponding appended drawings in which
- Figure 1, already discussed, is a block diagram of an optical system according to the prior art for the transmission of bidirectional data in the half-mast between central station and passive station;
- Figure 2, also already commented on, is a time diagram of data transmission in the alternation between central station and passive station;
- Figure 3, also commented in the preamble of the description, is a detailed diagram of a known optical modulator with reflection;
- Figure 4 is a block diagram of a full-duplex data transmission system between a central station and a passive station according to a first embodiment of the invention;
- Figure 5A and 5B are respectively two time diagrams of upward and downward energy between central station and passive station to explain the operation of the system of Figure 4; and
- Figure 6 is a block diagram of a full-duplex data transmission system between a central station and a passive station according to a second embodiment of the invention.
En référence à la figure 4, une station centrale 1 et une station passive 2 dans un système de transmission de données selon une première réalisation de l'invention sont reliées par une fibre optique 100. With reference to FIG. 4, a central station 1 and a passive station 2 in a data transmission system according to a first embodiment of the invention are connected by an optical fiber 100.
La station centrale 1 comprend un modulateur 10 à diode laser ou à diode électroluminescente LED, un détecteur optique 11 et un coupleur directif 12. Dans la station centrale 1, une sortie du modulateur 10 et une entrée du détecteur 11 sont connectées respectivement à deux second accès du coup leur 12 dont un premier accès reçoit une première extrémité de la fibre optique 100. The central station 1 comprises a modulator 10 with a laser diode or a light-emitting diode LED, an optical detector 11 and a directional coupler 12. In the central station 1, an output of the modulator 10 and an input of the detector 11 are respectively connected to two second blow access their 12, a first access of which receives a first end of the optical fiber 100.
La station passive 2 comprend en cascade un modulateur à réflexion 210, du type décrit en référence à la figure 3, et un détecteur optique 220 reliés à travers une fibre optique 200. Une seconde extrémité de la fibre optique 100 est connectée à une entrée/sortie 211 du modulateur à réflexion 210. Dans la station passive 2 et en référence à la figure 3, une entrée du détecteur 220 reçoit, à travers la fibre optique 200, la composante transmise (TRa +
TRb) d'une onde porteuse modulée reçue en provenance de la station centrale 1.The passive station 2 comprises in cascade a reflection modulator 210, of the type described with reference to FIG. 3, and an optical detector 220 connected through an optical fiber 200. A second end of the optical fiber 100 is connected to an input / output 211 of the reflection modulator 210. In the passive station 2 and with reference to FIG. 3, an input of the detector 220 receives, through the optical fiber 200, the transmitted component (TRa +
TRb) of a modulated carrier wave received from central station 1.
Selon une caractéristique principale de l'invention, le modulateur 10 est un modulateur d'amplitude à faible taux de modulation ll2 tandis que, comme cela à été décrit précédemment en référence à la figure 3, la modulation opérée dans le modulateur à réflexion 210 est une modulation d'amplitude en "tout ou rien", c'est-à-dire correspondant à un taux de modulation élevé sensiblement égal à 1. According to a main characteristic of the invention, the modulator 10 is an amplitude modulator with a low modulation rate ll2 while, as has been described previously with reference to FIG. 3, the modulation operated in the reflection modulator 210 is amplitude modulation in "all or nothing", that is to say corresponding to a high modulation rate substantially equal to 1.
Le fonctionnement du système est le suivant. The system works as follows.
Dans le modulateur 10 est produite une onde porteuse lumineuse qui est modulée avec un faible taux de modulation d'amplitude par des données D12 appliquées à une entrée du modulateur 10. Cette onde porteuse lumineuse modulée à faible taux de modulation dans le modulateur 10 est transmise à travers le coupleur 12 et la fibre optique 100 vers l'entrée/sortie 211 du modulateur à réflexion 210. Une composante transmise (TRa+TRb) de l'énergie transportée par cette onde porteuse lumineuse modulée est fournie, selon le schéma de la figure 3, à une entrée du détecteur 220 dans la station passive 2. Dans le modulateur à réflexion 210, une composante de l'onde porteuse lumineuse modulée est réfléchie et modulée avec un taux de modulation égal à 1 pour être transmise dans la fibre optique 100 et reçue à une entrée du détecteur 11 à travers le coupleur 12.In the modulator 10 is produced a light carrier wave which is modulated with a low amplitude modulation rate by data D12 applied to an input of the modulator 10. This light carrier wave modulated with low modulation rate in the modulator 10 is transmitted through the coupler 12 and the optical fiber 100 to the input / output 211 of the reflection modulator 210. A transmitted component (TRa + TRb) of the energy transported by this modulated light carrier wave is provided, according to the diagram of the FIG. 3, at an input of the detector 220 in the passive station 2. In the reflection modulator 210, a component of the modulated light carrier wave is reflected and modulated with a modulation rate equal to 1 to be transmitted in the optical fiber 100 and received at an input of the detector 11 through the coupler 12.
Soit PM = 1 la puissance initiale d'une onde porteuse à moduler et PM et Pm les niveaux maximum et minimum de puissance de l'onde porteuse modulée correspondante avec un taux de modulation z = (PM
Pm)/PM). I1 est supposé à titre d'exemple que le niveau minimum de puissance d'onde porteuse modulée par les données D12 dans le modulateur 10 est égal à 0,9, soit un taux de modulation z12 = (1 - 0,9)/1 = 0,1 comme montré à la figure 5A, et le niveau minimum de puissance de l'onde porteuse modulée par les données D21 dans le modulateur 210 est égal à O soit un taux de modulation élevé z21= (1 - 0)/1 = 1. La différence des taux de modulation (T21 - T12) dans la liaison montante depuis la station passive 2 vers la station centrale 1 et dans la liaison descendante depuis la station centrale 1 vers la station passive 2 autorise la détection des données de modulation D12 et D21 par les détecteurs 220 et 11, respectivement.Let PM = 1 be the initial power of a carrier wave to be modulated and PM and Pm the maximum and minimum power levels of the corresponding modulated carrier wave with a modulation rate z = (PM
Pm) / PM). I1 is assumed by way of example that the minimum level of carrier wave power modulated by the data D12 in the modulator 10 is equal to 0.9, that is to say a modulation rate z12 = (1 - 0.9) / 1 = 0.1 as shown in FIG. 5A, and the minimum power level of the carrier wave modulated by the data D21 in the modulator 210 is equal to O or a high modulation rate z21 = (1 - 0) / 1 = 1. The difference in the modulation rates (T21 - T12) in the uplink from the passive station 2 to the central station 1 and in the downlink from the central station 1 to the passive station 2 allows the detection of modulation data D12 and D21 by detectors 220 and 11, respectively.
En effet, les diagrammes de puissance dans les figures 5A et 5B montrent que la définition de deux seuils adéquats S12 et S21 respectivement compris entre les niveaux PM et Pm dans les détecteurs 220 et 11 autorise une restitution des états logiques "0" et "1" des éléments binaires transmis dans les signaux de données D12 et D21 I1 est en effet bien connu de l'homme du métier qu'un détecteur optique, 220 ou 11, comprend en outre un photodétecteur et un comparateur. Le photodétecteur produit un courant de signal proportionnel à la puissance optique reçue. Le courant de signal est comparé à un seuil pour restituer les données modulantes D12 ou D21
I1 apparaît donc en ce qui concerne cette première réalisation de l'invention montrée à la figure 4, qu'une liaison full-duplex entre une station centrale 1 et une station passive 2 est obtenue par transmission, de la station centrale 1 vers la station passive 2, d'une onde porteuse modulée ayant une puissance suffisamment constante pour pouvoir être "remodulée" dans la station passive 2 en une onde porteuse remodulée par des données D21 qui peuvent être détectées sans filtre additionnel dans la station centrale 1, compte tenu de la puissance sensiblement constante de ladite onde porteuse modulée. Les secondes données D21 peuvent avoir ainsi le même débit que les premières données D12. Indeed, the power diagrams in FIGS. 5A and 5B show that the definition of two adequate thresholds S12 and S21 respectively between the levels PM and Pm in the detectors 220 and 11 allows a restitution of the logic states "0" and "1 "Binary elements transmitted in the data signals D12 and D21 I1 is indeed well known to those skilled in the art that an optical detector, 220 or 11, further comprises a photodetector and a comparator. The photodetector produces a signal current proportional to the optical power received. The signal current is compared with a threshold to restore the modulating data D12 or D21
I1 therefore appears with regard to this first embodiment of the invention shown in FIG. 4, that a full-duplex link between a central station 1 and a passive station 2 is obtained by transmission, from the central station 1 to the station passive 2, of a modulated carrier wave having a sufficiently constant power to be "remodulated" in the passive station 2 into a carrier wave remodulated by data D21 which can be detected without additional filter in the central station 1, taking into account the substantially constant power of said modulated carrier wave. The second data D21 can thus have the same bit rate as the first data D12.
En conséquence de ce résultat, l'invention fournit une deuxième réalisation, en référence à la figure 6, dans laquelle comparativement à la première réalisation, dans la station centrale, le modulateur d'amplitude 10 avec un faible taux de modulation est remplacé par un modulateur de phase 13 et, dans la station passive 2, le détecteur 220 est remplacé par un démodulateur de phase 23. En outre, le démodulateur de phase 23 et le modulateur à réflexion 210 ont des entrée 231 et entrée/sortie 211 respectivement connectées à deux seconds accès d'un coupleur 24, dont un premier accès reçoit la fibre optique 100 constituant un support de liaison avec la station centrale 1. As a consequence of this result, the invention provides a second embodiment, with reference to FIG. 6, in which compared to the first embodiment, in the central station, the amplitude modulator 10 with a low modulation rate is replaced by a phase modulator 13 and, in the passive station 2, the detector 220 is replaced by a phase demodulator 23. In addition, the phase demodulator 23 and the reflection modulator 210 have inputs 231 and input / output 211 respectively connected to two second ports of a coupler 24, a first port of which receives the optical fiber 100 constituting a connection support with the central station 1.
Selon une variante de la première réalisation selon la figure 4, un coupleur additionnel 24 est ajouté afin que l'entrée/sortie 211 du modulateur à réflexion 210 et l'entrée 221 du détecteur 220 soient connectées à deux seconds accès respectifs dudit coupleur additionnel, lequel possède un premier accès recevant une extrémité de la fibre optique 100. According to a variant of the first embodiment according to FIG. 4, an additional coupler 24 is added so that the input / output 211 of the reflection modulator 210 and the input 221 of the detector 220 are connected to two respective second ports of said additional coupler, which has a first access receiving one end of the optical fiber 100.
Par analogie avec la première réalisation, dans une variante de la seconde réalisation, le coupleur 23 est supprimé, l'entrée/sortie 211 du modulateur à réflexion 210 est reliée à la fibre optique 100, et l'entrée du démodulateur de phase 23 reçoit, à travers le miroir 216 (figure 3) du modulateur à réflexion 210, une composante transmise (TRa+TRb) de l'onde modulée en phase reçue en provenance de la station centrale 1. By analogy with the first embodiment, in a variant of the second embodiment, the coupler 23 is eliminated, the input / output 211 of the reflection modulator 210 is connected to the optical fiber 100, and the input of the phase demodulator 23 receives , through the mirror 216 (FIG. 3) of the reflection modulator 210, a transmitted component (TRa + TRb) of the phase modulated wave received from the central station 1.
Dans cette variante de la seconde réalisation, la condition selon laquelle l'onde porteuse modulée par des données D21 à transmettre de la station 1 vers la station 2 possède une puissance sensiblement constante est satisfaite. Cette condition autorise une remodulation d'amplitude avec un taux de modulation élevée (t =1) d'une portion énergétique réfléchie de ladite onde porteuse modulée reçue dans le modulateur à réflexion 210 de la station passive par des données D21 à transmettre de ladite station passive 2 vers ladite station centrale 1. In this variant of the second embodiment, the condition that the carrier wave modulated by data D21 to be transmitted from station 1 to station 2 has a substantially constant power is satisfied. This condition authorizes an amplitude remodulation with a high modulation rate (t = 1) of a reflected energy portion of said modulated carrier wave received in the reflection modulator 210 of the passive station by data D21 to be transmitted from said station. passive 2 to said central station 1.
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