FR2771568A1 - Surveillance centralisee de liaisons a fibres optiques d'un reseau de communication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la détection de défaillances de liaisons optiques (OptL) d'un réseau (Net) de communication, le réseau comprenant au moins un central (Ctr) de transmission relié par au moins une fibre optique (Fib1) avec une pluralité de postes d'abonnés (Sub1, Sub2,..., Subn), chaque fibre transmettant au moins un signal optique (lambda, lambda') de communication entre le central et au moins un poste d'abonné.L'invention prévoit des étapes consistant à : - dériver une portion (a) de chaque signal optique (lambda, lambda') transmis par une fibre (Fib1), la dérivation étant restreinte aux signaux (lambda') de communication provenant de postes d'abonnés (Sub),- décomposer spectralement les portions dérivées de signaux (lambda', lambda2',..., lambdan') en composantes spectrales,- mesurer au moins une composante spectrale (Sn) correspondant au signal (lambdan') de communication provenant d'au moins un poste d'abonné (Subn), et- surveiller l'évolution des mesures de chaque composante spectrale (Sn) mesurée.Il est prévu un réseau comportant un dispositif de détection de défaillances de liaisons optiques.

Description

SURVEILLANCE CENTRALISEE DE LIAISONS A FIBRES OPTIQUES
D'UN RESEAU DE COMMUNICATION
La présente invention concerne le domaine des réseaux de communication comportant des liaisons par fibres optiques aptes à transmettre des signaux optiques de communication et concerne plus particulierement un procédé de détection de défaillances de telles liaisons optiques de réseau de communication.

Les communications par signaux optiques se sont développées suite à la croissance des besoins de transmission de données et à la mise au point des fibres optiques. Au prélude de leur développement, les liaisons par fibres optiques ont été installées entre centraux de télécommunication, dont les transmissions atteignent les débits les plus élevés. Ensuite, les liaisons optiques se sont développées en direction des abonnés en remplaçant certaines liaisons téléphoniques pour former des réseaux mixtes à fibres optiques et à liaisons électriques bifilaires. A tel point qu'il est maintenant envisagé de relier par fibre optique chaque abonné aux télécommunications en réalisant ainsi des réseaux totalement optiques.

La surveillance et la maintenance de la qualité des liaisons optiques est une question cruciale pour les abonnés et les services de télécommunication.

La figure 1 schématise une liaison OptL classique par fibre optique Fib comportant un dispositif Tst de détection de défaillance d'un type connu. Ce dispositif fonctionne en permanence, même lorsque la fibre optique
Fib transmet des signaux de communication.

Suivant l'exemple de la figure 1, la fibre optique
Fib transmet en effet des signaux optiques de communication X entre un central Ctr et un abonné Sub.

Une ligne d'abonnement aux communications optiques comporte essentiellement un émetteur E disposé dans un poste relais Rel du central de télécommunication, une liaison OptL par fibre optique Fib et un récepteur T prévu dans un poste d'abonné Sub.

En répartie, le poste d'abonné Sub comporte un émetteur W pour émettre des signaux optiques de communication'à destination du central Ctr, le poste relais Rel comportant un récepteur R adapté. Le signal optique'provenant du poste d'abonné, appelé signal montant peut être transmis par la même fibre Fib que le signal optique X provenant du central, appelé signal descendant, grâce à l'utilisation de coupleurs optiques
Cpl et Dcp ainsi qu'à l'émission de signaux optiques X et'due longueurs d'ondes distinctes pour éviter des phénomènes d'ondes stationnaires.

L'émission descendante k et l'émission montante' sont de préférence effectuées dans deux fenêtres de longueurs d'ondes distinctes, par exemple dans une fenêtre spectrale cadrée autour de la longueur d'onde de 1300 nm et dans une fenêtre cadrée autour de 1550 nm (1300 et 1550 nanomètres équivalent à des longueurs d'ondes de 1,3 et 1,5 micromètre ou micron).

On voit sur la figure 1 que les coupleurs Cpl et
Dcp jouent un rôle d'aiguillage des signaux optiques selon leur provenance et transmettent respectivement la quasi-totalité du signal X ou'provenant d'un émetteur E ou W vers le récepteur T ou R destinataire.

Les coupleurs d'aiguillage Cpl et Dcp peuvent séparer les signaux selon leur sens de propagation ou selon leur longueur d'onde, faisant alors fonction de filtre de séparation.

On sait surveiller l'intégrité de réseaux câblés de fibres optiques par des techniques de réflectrométrie. Ces techniques consistent à mesurer des phénomènes de rétrodiffusion de lumière dans une fibre optique.

Les fibres optiques présentent des phénomènes de rétrodiffusion de lumière analogues aux phénomènes de réflexion de lumière provoqué par l'éclairage de phares d'automobile dans une nappe de brouillard. La quantité de lumière revenant vers la source lumineuse est modifiée par tout incident affectant la qualité de transmission optique de la fibre, tel qu'un endommagement de la fibre ou l'application de contraintes sur la fibre.

Les techniques de réflectométrie optique consistent à mesurer la quantité de lumière revenant vers la source qui injecte le signal lumineux dans la fibre. Ce test se déroule donc à une seule extrémité de fibre.

La figure 1 montre la fibre Fib de la liaison optique OptL en cours de test par un dispositif Tst de détection de défaillances par réflectométrie d'un type connu.

Comme la fibre Fib transmet des signaux optiques x et 3' de communication normale, le test est effectué avec un signal X0 de longueur d'onde différente de celle des signaux # et B'afin d'éviter toute interférence.

L'émission du signal de test X0 provenant du dispositif Tst est donc couplée par un mélangeur Mix aux transmissions de signaux # et La figure 1 illustre schématiquement les phénomènes de rétrodiffusion progressive le long de la fibre Fib, de petites parties du signal X0 injecté revenant vers un récepteur Rg du dispositif Tst. Un tel signal rétrodiffusé k00 de même longueur d'onde que le signal de test #0 forme un signal montant qui est aiguillé vers le récepteur Rg plutôt que vers l'émetteur E0 grâce à un coupleur Cpl0. Le coupleur cpl0, comme le coupleur Cpl, sépare les signaux en fonction de leur sens de propagation. Par contre, le mélangeur Mix est de préférence un coupleur séparant les transmissions de signaux #, #' et X0 en fonction de leur longueur d'onde.

Un inconvénient des techniques connues de détection de défaillance par réf lectométrie est que les mesures de phénomènes de rétrodiffusion aux longueurs d'ondes de test ne sont pas représentatives des phénomènes de rétrodiffusion ayant lieu aux longueurs d'ondes de communication normale, puisque les phénomènes d'absorption et d'atténuation présentés par une fibre varient énormément selon la longueur d'onde.

Un autre inconvénient des techniques de réflectométrie est la complexité de l'interprétation des mesures de rétrodiffusion lorsque des coup leurs sont intercalés dans la liaison optique par fibre.

De plus, les dispositifs de test ne présentent pas suffisamment de dynamique de mesure pour tester différentes liaisons par fibre optiques dont les longueurs et les valeurs d'affaiblissement varient considérablement.

Enfin, l'inconvénient majeur des techniques de réflectométrie est la diminution voire la disparition des phénomènes de rétrodiffusion résultant de l'amélioration des qualités de transparence optique des fibres actuelles.

Le but de l'invention est de réaliser un procédé et un dispositif de détection de défaillance de liaison optique d'un réseau de communication sans les inconvénients précités.

Succinctement, ce but est atteint selon l'invention en prévoyant de mesurer, à l'endroit d'un central de transmission, le niveau des signaux optiques de communications normales provenant des abonnés en utilisant un analyseur de spectre optique ayant une sensibilité et une résolution convenant à séparer et à mesurer précisément le niveau de chacun des signaux transmis par une fibre.

L'invention est réalisée en mettant en oeuvre un procédé de détection de défaillances de liaisons optiques d'un réseau de communication, le réseau comprenant au moins un central de transmission relié par au moins une fibre optique avec une pluralité de postes d'abonnés, chaque fibre transmettant au moins un signal optique de communication entre le central et au moins un poste d'abonné, le procédé étant caractérisé par des étapes consistant à
dériver une portion de chaque signal optique transmis par une fibre, la dérivation étant restreinte aux signaux de communication provenant de postes d'abonnés,
- décomposer spectralement les portions dérivées de signaux en composantes spectrales,
mesurer au moins une composante spectrale correspondant au signal de communication provenant d'au moins un poste d'abonné, et
- surveiller l'évolution des mesures de chaque composante spectrale mesurée, afin de détecter l'apparition d'une' défaillance d'émission d'un poste d'abonné ou d'un défaut de transmission sur une liaison optique du réseau.

De préférence, il est prévu de
mesurer un niveau d'au moins une composante spectrale,
- surveiller l'évolution du niveau de chaque composante spectrale mesurée.

Plus particulièrement, il est prévu de
- fixer, pour chaque composante spectrale mesurée, une marge respective de variation de niveau,
détecter toute variation du niveau d'au moins une composante spectrale mesurée hors de sa marge respective.

En outre, selon l'invention, il est prévu un réseau de communication comportant des liaisons optiques, le réseau comprenant au moins un central de transmission relié par au moins une fibre optique avec une pluralité de postes d'abonnés, chaque fibre transmettant au moins un signal optique de communication entre le central et au moins un poste d'abonné, le réseau ayant pour particularité que le central comprend un dispositif de détection de défaillances de liaisons optiques comportant
- des moyens de dérivation d'une portion de chaque signal optique transmis par une fibre, la dérivation opérant sur les signaux de communication provenant de postes d'abonnés,
- des moyens d'analyse spectrale de signaux optiques, l'analyse décomposant les portions dérivées de signaux en composantes spectrales et mesurant chaque niveau de composante spectrale, et
- des moyens de surveillance de l'évolution du niveau mesuré d'au moins une composante spectrale correspondant au signal provenant d'au moins un poste d'abonné, afin de détecter l'apparition d'une défaillance d'émission de poste d'abonné ou d'un défaut de transmission sur une liaison optique du réseau.

L'invention s'applique à diverses structures de réseau de communication comportant des liaisons optiques.

De préférence, l'invention s'applique à un réseau dans lequel chaque poste d'un groupe de postes d'abonnés reçoit un signal optique à spectre monochromatique et émet un signal optique à spectre monochromatique.

Plus particulièrement il est prévu que les postes d'un groupe de postes d'abonnés reçoivent des signaux optiques compris dans une fenêtre spectrale réduite, et émettent des signaux optiques compris dans une fenêtre spectrale réduite.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description et des dessins ci-après, donnés uniquement à titre d'exemples de réalisation non-limitatifs ; Sur les planches de dessins annexés
- la figure 1, précédemment décrite, représente une liaison par fibre optique comportant un dispositif de détection de défaillances par réflectométrie de type connu
- la figure 2 représente une réalisation de système de détection de défaillances de liaisons optiques d'un réseau de communication selon l'invention
- la figure 3 représente une autre réalisation de système de détection de défaillances de liaisons optiques pour un autre réseau de communication selon l'invention
- la figure 4 représente un exemple de résultats de décomposition et de mesure de composantes spectrales selon l'invention, et,
- la figure 5 représente des variantes de réalisation de réseaux de communication aptes à mettre en oeuvre un système de détection de défaillances de liaisons optiques selon l'invention.

Les réseaux de communication auxquels s'applique la présente invention incluent de façon extensive tous systèmes de télécommunication prévoyant des transmissions de signaux optiques sur au moins une liaison comportant une fibre optique.

De tels réseaux peuvent être totalement ou partiellement optiques, l'invention s'appliquant en particulier aux réseaux mixtes, c'est-à-dire comportant quelques liaisons optiques, destinées notamment à joindre deux centraux ou un central avec des noeuds de répartition, ainsi que des liaisons non-optiques, telles que des liaisons téléphoniques (câbles électriques bifilaires), des liaisons à haute-fréquence (câbles coaxiaux) ou des liaisons à très hautefréquence (transmissions hertziennes). La figure 5 illustre diverses possibilités de mélanges de liaisons optiques OptLl,OptL2,OptL3,... et non-optiques (liaisons bifilaires Bif entre multiplex Mux et postes Subl,..., Subn, ou entre noeud de répartition Nod et poste 22 ; liaisons coaxiales Cx22 et Cx20 entre noeud
Nod et poste Sub22 ou standard Std20).

Le réseau peut ainsi comporter des liaisons OptL3 entièrement optiques entre le central de transmission et des postes d'abonnés et/ou des liaisons OptLl,OptL2 partiellement optiques, une partie de la transmission étant effectuée via une fibre optique, le reste de la transmission étant relayé par une interface Mux,Nod via une liaison non optique. Dans le premier cas, le central est connecté par une ou des fibres aux postes d'abonnés. Dans le second cas, le central est connecté par une fibre avec l'interface qui est connectée aux postes d'abonnés. De façon générale, on dira dans la présente demande que le central est relié par au moins une fibre optique avec une pluralité de postes d'abonnés, la relation n'étant pas nécessairement directe.

Par liaison optique, on entend dans la présente l'ensemble des éléments reliant un émetteur de signal optique à un récepteur dudit signal, l'ensemble comprenant l'émetteur, le récepteur et au moins une fibre optique, d'autres éléments tels que des coupleurs, filtres, mélangeur, multiplexeurs, démultiplexeurs, diffracteurs, réfracteurs, sélecteurs étant généralement insérés dans la liaison.

Réseau optique est un terme qui peut porter à confusion et désigner soit l'ensemble d'un système de voies de télécommunication et ses liaisons, soit un élément spécial analogue à un prisme, qui sépare les différentes longueurs d'ondes composant un faisceau lumineux. Un tel élément qui est utilisé pour diffracter ou réfracter des composantes lumineuses, sera appelé par la suite, selon le type d'utilisation, réseau de diffraction ou réseau de réfraction.

Les figures 2 et 3 illustrent des mises en oeuvre de l'invention sur trois types de liaisons optiques
OptL adaptées chacune à un mode de transmission
- une liaison simple dans laquelle une paire de fibres FibO+FibOO relie le central Ctr et un seul poste d'abonné SubO, la paire étant constituée d'une fibre aller FibO et d'une fibre retour FibOO transmettant respectivement un signal descendant X0 et un signal montant X00 (mode de transmission monodirectionnelle non groupée)
- une liaison évoluée dans laquelle une unique fibre Fibl relie le central Ctr et un seul poste d'abonné Subl, la liaison étant prevue pour transmettre un signal descendant 1 et un signal montant Xl' en général simultanément (mode de transmission bidirectionnelle mais non groupée) ; et
- une liaison complexe dans laquelle une fibre unique Fibl relie le central Ctr et un groupe Grp de plusieurs postes d'abonnés Subl,Sub2,...,Subn, la liaison étant prévue pour transmettre simultanément de façon groupée plusieurs signaux montants et descendants (mode de transmission bidirectionnelle et groupée) ; On parle alors de "réseau partagé".

On peut envisager, bien que la figure ne le représente pas, de mettre en oeuvre l'invention sur une liaison optique comportant une paire de fibres reliant le central et un groupe de plusieurs postes d'abonnés, la fibre aller transmettant de façon groupée les signaux descendants, la fibre retour transmettant de façon groupée les signaux montant (mode de transmission monodirectionnelle mais groupée).

Une première mise en oeuvre de procédé selon l'invention est envisagée ci-après sur une liaison du type simple. La figure 2 montre ainsi qu'une fibre FibO dite fibre aller transmet un signal optique Xo provenant du central vers le poste d'abonné SubO.

Inversement, une autre fibre FibOO de la paire, dite fibre retour, transmet un signal B00 provenant du poste d'abonné SubO au central Ctr.

L'émission dite descendante de signal optique Xo est effectuée par un émetteur EO, tel qu'une diode laser, situé à une extrémité de la fibre aller FibO, l'autre extrémité comportant un récepteur TO, tel qu'un détecteur à semi-conducteur ou une cellule photoélectrique.

Inversement, un émetteur WO disposé dans le poste d'abonné SubO à l'extrémité de la fibre retour FibOO, effectue les émissions dite montante de signal optique 00 à destination du central. Un récepteur RO adéquat est disposé à l'autre extrémité de la fibre retour
FibOO dans un poste relais RelO du central Ctr.

L'invention prévoit de dériver une portion a de signal optique de communication Xoo transmis par la fibre FibOO et provenant du poste d'abonné SubO. La dérivation est effectuée au niveau du central Ctr grâce à un coupleur de prélèvement Br inséré dans la liaison optique, entre l'extrémité de fibre FibOO et le récepteur RO. La transmission des communications normales n'est quasiment pas perturbée car le coupleur de prélèvement Br transmet au poste relais RelO, une portion complémentaire 1-α de signal optique Xoo représentant la quasi-totalité du niveau de signal.

Le coup leur de prélèvement est par exemple un coup leur dont la branche de dérivation présente une atténuation de 10 dB, c'est-à-dire que la portion a dérivée représente seulement 10 % de la puissance reçue du signal optique Xoo. Le coupleur Br transmet alors sur la branche principale une portion 1-a complémentaire correspondant à 90 % de la puissance du signal X00 normalement reçu à l'extrémité de la fibre retour FibOO.

Il est prévu selon l'invention que la portion dérivée a est appliquée en entrée d'un analyseur de spectre SpAn de signaux optiques particulièrement sensible. Ainsi, on peut mesurer le niveau de puissance précis de la portion a de signal Xoo de communication, et donc établir la puissance exacte du signal optique hoo transmis par la fibre FibOO.

Une telle mesure est effectuée de préférence sur une composante spectrale principale du signal optique Xoo.

Il est prévu en effet de surveiller l'évolution des mesures de niveau de puissance de la composante spectrale mesurée afin de détecter toute baisse suspecte du niveau de signal reçu. Une baisse de niveau est en effet indicatrice d'un défaut de transmission sur la fibre optique FibOO ou sur la liaison optique
OptL dans son entier. La baisse de niveau peut provenir aussi d'une défaillance d'émission du poste d'abonné
SubO et en particulier de la diode WO émettrice. Il est à noter que les défaillances de liaison optique commencent généralement par une diminution du niveau de puissance des signaux optiques émis et/ou transmis.

Les signaux optiques de communication émis par diode laser sont généralement des signaux binaires, donc à deux états, un état haut et un état bas ou nul.

L'absence d'état intermédiaire de signal est favorable au procédé'de détection selon l'invention. Il suffit en effet de mesurer le niveau de signal correspondant seulement aux états hauts pour détecter tout affaiblissement de la puissance d'émission du poste d'abonné ou tout affaiblissement de la qualité de transmission de la liaison optique.

Il est prévu de préférence d'étalonner le niveau de signal optique provenant d'un poste d'abonné au moment de la mise en service. Le niveau étalonné est le niveau de puissance de signal X00 tel qu'il est reçu, dérivé et mesuré à l'endroit du central, après transmission et atténuation par la fibre FibOO.

Par la suite, la détection de défaillance est permise en surveillant l'évolution dans le temps du niveau des signaux de communication reçu auprès du central Ctr.

De préférence, il est prévu au moment de l'étalonnage de fixer une marge de variation du niveau de puissance de la composante spectrale mesurée, la détection de défaillance consistant alors à détecter une variation du niveau de la composante mesurée hors d'une telle marge.

La figure 4 illustre un exemple de résultat de mesures d'analyse spectrale de signaux optiques X1',X2',n' reçus et dérivés auprès d'un central de transmission. L'analyseur décompose le niveau de puissance S1 des signaux optiques et/ou de leur différentes composantes spectrales en fonction de leur longueur d'onde A.

On a schématisé, sur la figure 4, la fixation d'une marge A de variation du niveau Sn de la composante principale d'un signal optique kan'.

La mesure de niveau peut de façon équivalente porter sur l'intensité lumineuse d'une composante. On peut également vérifier que le niveau de fréquence ou de longueur d'onde X du signal mesuré ne s'est pas modifié depuis l'étalonnage au risque de nuire à la réception.

Le procédé de détection de défaillance de liaisons optiques de réseau selon l'invention a l'avantage d'être simple et fiable.

Un autre avantage est l'économie, la rapidité et la précision permise par les moyens d'analyse spectrale comparée à la complexité et au coût des techniques de réf lectométrie.

Un avantage du procédé selon l'invention est que la précision apportée par les moyens d'analyse spectrale permet de mesurer des niveaux de signal très affaiblis. On peut ainsi détecter de très faibles variations de niveau même sur les signaux affaiblis transmis par des fibres optiques longues distances.

On voit par exemple sur la figure 4 que le niveau
Sn de la composante principale d'un signal de longueur d'onde kan'se distingue nettement au dessus d'un bruit de fond ayant une densité spectrale de niveau Nl.

A titre d'illustration numérique, considérons qu'un poste d'abonné Subn émet un signal optique Xn' ayant un niveau typique de puissance de 1 milliwatt, soit 0 dBm. Un exemple d'atténuation provoquée par des éléments de liaison optique séparant l'émetteur Wn de l'analyseur SpAn, tels qu'une fibre Fibn de 20 km de long, suivie d'un coupleur de prélèvement Brn de type 10%/90%, suivi d'un mélangeur Mix couplant 16 fibres ...,Fib7',Fib8,... vers une' voie, suivi d'un sélecteur
S.lct reliant les voies surveillées à l'entrée In de l'analyseur SpAn, atteint environ 40 déciBels. Le niveau de puissance reçu par l'analyseur se réduit alors à -40 dBm soit 100 nanowatt. Les analyseurs de spectre optique mis au point récemment présentent un niveau de bruit propre limité à une puissance inférieure à 1 nanowatt, soit -60dBm. Finalement, la marge d'analyse, c'est-à-dire le rapport en puissance du signal mesuré au bruit de mesure est supérieur à 20 déciBel soit une précision meilleure que 1%. Ce bilan de puissance permet d'apprécier l'excellente sensibilité du système de détection selon l'invention, même appliqué sur de longues liaisons optiques.

Une deuxième mise en oeuvre de l'invention sur le type évolué de liaisons de la figure 2 qui prévoit des transmissions bidirectionnelles de signaux sur une unique fibre optique Fibl va maintenant être décrite.

A l'instar de la liaison de la figure 1, la liaison optique OptL à fibre unique Fibl comprend un poste relais Rell ayant un émetteur El, un récepteur R1 et un coupleur d'aiguillage Cpll, relié par la fibre optique Fibl à un poste d'abonné Subl ayant un récepteur T1, un émetteur W1 et un coupleur d'aiguillage Dcpl. Lors des communications normales, la fibre optique Fibl transmet un signal descendant B1 et un signal montant hil qui ont des longueurs d'ondes distinctes pour être transmis simultanément bien qu'on puisse transmettre des signaux Xl, xi' de même longueur d'onde si les émissions descendantes et montantes sont séquentielles ("question/réponse" par voie unique).

L'invention prévoit alors de dériver une portion al du signal optique de communication provenant de postes d'abonnés, lors de telles communications normales.

Le dispositif de détection de défaillance Surv selon l'invention, comporte ainsi un coupleur de prélèvement Brl inséré entre l'extrémité côté central de la fibre Fibl et le coupleur d'aiguillage Cpll.

De préférence, le coupleur Brl dérive une portion al de signal uniquement sur le signal Xl' montant et ne prélève pas de portion sur le signal A1 descendant.

On peut par exemple choisir un coupleur de prélèvement Brl apte à dériver les signaux ayant un certain sens de propagation (abonné vers central) ou ayant une certaine longueur d'onde (fonction filtre et prélèvement). Sur la figure 2, on a schématisé un coup leur Brl dont la branche principale diffuse vers une branche secondaire, via un anneau optique une portion de la lumière transmise. La portion al du signal optique Xl' provenant du poste d'abonné Subl est prélevée à une extrémité de la branche secondaire pour être appliquée en entrée In de l'analyseur de spectre optique SpAn.

Il est prévu de pouvoir surveiller plusieurs fibres Fib00,Fibl de liaisons optiques OptL d'un réseau en introduisant un sélecteur Slct reliant plusieurs sorties a,al des moyens de dérivation Br,Brl à l'entrée
In de l'analyseur de spectre SpAn. On peut surveiller successivement chaque liaison par fibre optique FibOO ou Fibl' ou Fibl en commutant le sélecteur Slct sur la sortie correspondante et en mesurant la portion dérivée a ou al de signal optique X00 ou hl' correspondante.

En outre, il peut être prévu de surveiller plusieurs liaisons par fibres optiques, 'par exemple
Fibl,Fib2,...,Fibn, simultanément, si de telles fibres transmettent des signaux optiques Xl',X2',...,Xn' de longueurs d'ondes différentes. En effet, comme illustré figure 4, l'analyseur de spectre optique est capable de mesurer simultanément les composantes de tels signaux.

La figure 3 montre ainsi qu'un mélangeur Mix, c'est-àdire un coup leur apte à regrouper les transmissions de signaux #1',#2',...,#n', est connecté d'une part aux sorties des dérivateurs Brl,Br2,...,Brn et d'autre part sur une entrée Vb du sélecteur Slct relié à l'analyseur
SpAn. Les composantes spectrales Sl, S2,..., Sn, Sn', Sn" et Sn"' des signaux mélangés #1',#2',...,#n' sont alors séparés et mesurés par l'analyseur SpAn.

Un autre avantage du procédé selon l'invention est que l'étendue de la dynamique de mesure apportée par les moyens d'analyse spectrale permet de surveiller successivement, voire simultanément, des transmissions de signaux ayant des niveaux de puissance répartis sur plusieurs magnitudes. La plage de mesure des analyseurs de spectre optique mis au point récemment est par exemple supérieure à 80 dB.

La résolution spectrale de tels analyseurs de spectre est en outre particulièrement élevée puisqu'elle permet de séparer et de mesurer des émissions de signaux Xl' et X2' dont les longueurs d'ondes diffèrent de moins de 0,05 nm.

Or les postes d'abonnés peuvent, de façon normalisée, émettre dans une fenêtre spectrale s'étendant de 1530 nm à 1560 nm, la largeur de la fenêtre étant réduite à 30 nm. La résolution des analyseurs de spectre optique permet ainsi de séparer et de mesurer simultanément plusieurs centaines d'émissions de signaux optiques de longueurs d'onde très proche, préalablement mélangés.

Un avantage du procédé de détection de défaillance selon l'invention est donc de permettre une surveillance simultanée d'un nombre élevé d'émetteurs et/ou de liaisons optiques.

Par exemple, en utilisant un mélangeur Mix comportant 16 entrées vers une sortie, on peut surveiller simultanément 16 émetteurs de postes d'abonnés dont les longueurs d'ondes diffèrent en moyenne de 2 nm, écart quarante fois supérieur à la résolution spectrale indiquée précédemment.

Il existe également des mélangeurs comportant 32 entrées vers une sortie, ce qui ra par les moyens d'analyse spectrale mais par la capacité des mélangeurs disponibles ainsi que par la finesse et la précision spectrale des émetteurs utilisés.

Un tel écart laisse une grande latitude pour trouver une diode de remplacement lorsque une diode émettrice est défaillante, sachant que la longueur d'onde d'émission des diodes n'est pas contrôlée précisément lors de la production.

Un avantage du système de détection de défaillance de liaisons optiques selon l'invention est donc de faciliter la maintenance du réseau.

Pour surveiller simultanément un nombre maximal d'émetteurs, il est nécessaire de disposer d'émetteurs à spectre monochromatique, c'est-à-dire de diodes émettant une seule composante spectrale optique, dites diodes à une seule raie. On peut utiliser notamment des diodes lasers de type DFB ("distributive feed-back"), c'est-à-dire des diodes lasers comportant une contreréaction régulant la distribution de raies spectrales pour conserver une seule raie. De préférence donc, le réseau de communication comprenant un dispositif de détection de défaillances de liaisons optiques selon l'invention, comporte des postes d'abonnés recevant et émettant des signaux optiques à spectre monochromatique.

On peut cependant utiliser des émetteurs ayant plusieurs composantes spectrales, telles que des diodes lasers Fabry-Pérot, mais il est cependant préférable que les signaux optiques reçus et émis par les postes d'abonnés soient compris dans une fenêtre spectrale réduite.

Une mise en oeuvre préférée de l'invention va maintenant être décrite en se référant à la liaison
OptL par fibre optique Fibl de la figure 3. Cette mise en oeuvre convient particulièrement à des transmissions de signaux monochromatiques compris dans une fenêtre spectrale réduite émis ou reçus par un groupe Grp de postes d'abonnés Subl,Sub2,...,Subn, comme évoqué précédemment.

La figure 3 montre en effet un groupe Grp de postes d'abonnés Subl, Sub2,..., Subn reliés au central par une liaison à fibre optique Fibl unique.

Les transmissions de signaux de communication entre le central et les postes d'abonnés Subl, Sub2,..., Subn sont effectuées de façon groupée et bidirectionnelle sur l'unique fibre Fibl.

A cette fin, le central de transmission Ctr comporte des émetteurs El,E2,...,En en nombre égal au nombre de postes d'abonnés, chaque émetteur ayant une longueur d'onde propre. Les émissions de signaux optiques k 2,..., Xn de longueurs d'ondes distinctes sont regroupées dans la fibre unique Fibl. On effectue ainsi une transmission groupée de signaux optiques k.

Les signaux optiques descendant X sont orientés vers des récepteurs Tl, T2,..., Tn par un coupleur d'aiguillage Dcpl. La transmission de signaux optiques groupés X est alors décomposée en signaux individuels #1,#2,...,#n par un élément de diffraction Dif.

Un tel diffracteur décompose le faisceau lumineux X en composantes spectrales et peut être constitué d'un prisme, d'un réseau de diffraction Dif ou d'un élément équivalent. Les signaux optiques #1,#2,...,#n sont ainsi convenablement séparés et dirigés respectivement vers les récepteurs Tl,T2,.. .,Tn des postes d'abonnés
Subl,Sub2,...,Subn destinataires.

Inversement, les postes Sub1,Sub2,...,Subn du groupe de postes d'abonnés comportent chacun un émetteur de signaux optiques #1',#2',...,#n' ayant chacun une longueur d'onde propre.

Les émissions de signaux #1',#2',...,#n' sont regroupées et injectées réciproquement dans la fibre unique Fibl qui transmet au central Ctr de tels signaux optiques groupés'. Le regroupement des signaux descendants X ou montants X' peut être effectué par un réseau de réfraction ayant la fonction réciproque du réseau de diffraction Dif' ou Dif. Il est préférable cependant de regrouper les émissions de signaux #1',#2',...,#n' par un mélangeur ou comme représenté à la figure 3 par un ensemble torsadé de fibrilles provenant respectivement des émetteurs E1,E2,...,En ou
W1,W2,...,Wn.

La dérivation d'une portion a du groupe de signaux X' est effectuée par un coupleur de prélèvement Brl similaire au coupleur Brl de la figure 2. Un tel coup leur en dérivant une portion des signaux groupés ', dérive en fait une portion a de chacun des signaux Xl',X2',...,Xn'. Les portions a de chacun des signaux Xl',X2',...,Xn' sont séparées et mesurées par l'analyseur de spectre optique SpAn, comme illustré figure 4.

Un avantage majeur de l'invention est ainsi de permettre de détecter une défaillance de liaison optique ou une défaillance d'un des postes d'abonnés de la liaison d'un réseau partagé avec la capacité de connaître le poste défaillant, et la capacité de surveiller simultanément tous les postes d'un groupe.

L'invention s'applique de préférence aux réseaux de liaisons par fibre optique prévoyant des transmissions de signaux bidirectionnelles sur fibre unique illustrées par les deuxièmes et troisièmes mises en oeuvre, et particulièrement aux transmissions bidirectionnelles et groupées, c'est-à-dire aux réseaux appelés réseaux partagés.

Les avantages de précision, de fiabilité, de simplicité, d'économie et de surveillance de longues liaisons apportées par le système de détection de défaillances selon l'invention comparées aux techniques de réf lectométrie utilisées actuellement sont apparus nettement au cours de la description.

Cependant, on peut prévoir, lorsqu'on détecte une défaillance de liaison par fibre optique, d'utiliser ces techniques pour repérer la localisation exacte du défaut ou de l'endommagement de la fibre. On peut ainsi mesurer la distance à laquelle un défaut de la fibre provoque une variation de "l'écho", c'est-à-dire une variation de la quantité de lumière rétrodiffusée. Les techniques de réflectométrie sont en effet plus adaptées à la maintenance des liaisons qu'à leur surveillance en utilisation normale.

D'autres caractéristiques, buts et avantages apparaîtront à l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention tels que définis par les revendications ci-après.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection de défaillances de liaisons optiques (OptL) d'un réseau (Net) de communication, le réseau comprenant au moins un central (Ctr) de transmission relié par au moins une fibre optique (Fibl) avec une pluralité de postes d'abonnés (Sub1,Sub2,...,Subn), chaque fibre transmettant au moins un signal optique (X,X') de communication entre le central et au moins un poste d'abonné, le procédé étant caractérisé par des étapes consistant à

dériver une portion (a) de chaque signal optique (') transmis par une fibre (Fibl), la dérivation étant restreinte aux signaux (R') de communication provenant de postes d'abonnés (Sub),

- décomposer spectralement les portions dérivées de signaux (#1',#2',...,#n') en composantes spectrales (Sî,S2, ... ,Sn,Sn' ,Sn",Sn'")

mesurer au moins une composante spectrale (Sn) correspondant au signal (#n') de communication provenant d'au moins un poste d'abonné (Subn), et

- surveiller l'évolution des mesures de chaque composante spectrale (Sn) mesurée, afin de détecter l'apparition d'une défaillance d'émission d'un poste d'abonné (Subn) ou d'un défaut de transmission sur une liaison optique (Fibl) du réseau.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de mesure et de surveillance consistant à

mesurer un niveau (Sl) d'au moins une composante spectrale (Sn),

- surveiller l'évolution du niveau de chaque composante spectrale mesurée.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes supplémentaires consistant à

- fixer, pour chaque composante spectrale (Sn) mesurée, une marge (A) respective de variation de niveau,

détecter toute variation du niveau (S1) d'au moins une composante spectrale (Sn) mesurée hors de sa marge (A) respective.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par la mise en oeuvre d'un analyseur de spectre (SpAn) de signaux optiques.

5. Réseau (Net) de communication comportant des liaisons optiques (OptL), le réseau comprenant au moins un central (Ctr) de transmission relié par au moins une fibre optique (Fibl) avec une pluralité de postes d'abonnés (Subl,Sub2,...,Subn), chaque fibre transmettant au moins un signal optique (X,X') de communication entre le central et au moins un poste d'abonné, le réseau étant caractérisé en ce que le central comprend un dispositif (Surv) de détection de défaillances de liaisons optiques comportant

- des moyens (Brl) de dérivation d'une portion (a) de chaque signal optique (X,X') transmis par une fibre (Fibl), la dérivation opérant sur les signaux (R') de communication provenant de postes d'abonnés (Sub),

- des moyens (SpAn) d'analyse spectrale de signaux optiques (R'), l'analyse décomposant les portions dérivées de signaux (#1',#2',...,#n') en composantes spectrales (S1,S2,...,Sn) et mesurant chaque niveau de composante spectrale, et

- des moyens de surveillance de l'évolution du niveau mesuré d'au moins une composante spectrale (Sn) correspondant au signal (#n') provenant d'au moins un poste d'abonné (Subn), afin de détecter l'apparition d'une défaillance d'émission de poste d'abonné (Subn) ou d'un défaut de transmission sur une liaison optique (Fibl) du réseau.

6. Réseau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de dérivation comportent un coupleur (Brl) de prélèvement prélevant une portion (a) de chaque signal (R') optique transmis.

7. Réseau selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de dérivation comportent un sélecteur (Slct) prélevant au moins un signal (hou) parmi plusieurs signaux optiques (X0O,Xî',X2',...,Xn').

8. Réseau selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une liaison optique comprend une paire de fibres optiques (FibO,FibO0) reliant le central (Ctr) avec au moins un poste d'abonné (SubO), une fibre aller (FibO) de chaque paire transmettant au moins un signal optique (#0) de communication provenant du central (Ctr), une fibre retour (FibOO) de chaque paire transmettant au moins un signal optique (hou) de communication provenant d'un poste d'abonné (SubO), le dispositif de surveillance (Surv) comportant des moyens (Br) de dérivation d'une portion (a) de chaque signal optique (hou) de communication transmis par une fibre retour (FibOO).

9. Réseau selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une liaison optique comprend une unique fibre optique (Fibl) reliant le central (Ctr) avec au moins un poste d'abonné (Subl), la liaison comportant des moyens (Cpll,DCpl) de transmission bidirectionnelle de signaux optiques entre entre le central et ledit poste d'abonné via l'unique fibre.

10. Réseau selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une liaison optique comprend au plus deux fibres optiques (Fibl) reliant le central (Ctr) avec un groupe (Grp) de postes d'abonnés, la liaison comportant des moyens (Ref,Dif) de transmission simultanée de signaux optiques (#1,#2,...,#n) de longueurs d'ondes distinctes entre le central et chaque poste (Sub1,Sub2,...,Subn) du groupe via chaque fibre (Fibl).

11. Réseau selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que chaque poste (Subn) d'un groupe (Grp) de postes d'abonnés reçoit un signal optique (kn) à spectre monochromatique et émet un signal optique (#n') à spectre monochromatique.

12. Réseau selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que les postes (Subl,Sub2,...,Subn) d'un groupe (Grp) de postes d'abonnés reçoivent des signaux optiques (#1,#2,...,#n) compris dans une fenêtre spectrale réduite, et émettent des signaux optiques (Xl',X2',. ..,#n') compris dans une fenêtre spectrale réduite.