FR3139396A1 - Routeur optique pour la distribution de signaux optiques - Google Patents

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Abstract

Routeur optique pour la distribution de signaux optiques Routeur optique (1) pour la distribution de signaux optiques, comprenant au moins trois ports d’entrée/sortie (10), chacun adapté pour être connecté optiquement à un émetteur/récepteur (2),chaque port d’entrée/sortie comprenant un système de routage optique (11) relié à une pluralité de chemins optiques (13), chacun des chemins optiques étant également relié à un autre des systèmes de routage optique de sorte à connecter optiquement le port d’entrée/sortie à chacun des autres ports d’entrée/sortie, le système de routage optique étant configuré pour diriger passivement un signal optique reçu par le port d’entrée/sortie dans un des chemins optiques choisi en fonction de la longueur d’onde dudit signal optique. Figure pour l’abrégé : Fig.2A

Description

Routeur optique pour la distribution de signaux optiques
L’invention concerne la communication d’informations par signaux optiques, en particulier les dispositifs de routage optique pour la distribution de signaux optiques entre différents systèmes optoélectroniques.
Il est courant de nos jours qu’un émetteur/récepteur communique des informations à d’autres émetteurs/récepteurs par l’intermédiaire de signaux optiques.
Lorsqu’un émetteur/récepteur est relié avec plusieurs autres émetteurs/récepteurs pour communiquer des informations différentes en fonction de chacun des autres émetteurs/récepteurs, il est usuel d’utiliser un ou plusieurs routeur(s) optique(s) passif(s), aussi appelé(s) routeur(s) PON (Passive Optimal Network).
Un routeur optique passif (PON) comprend une unique entrée et une pluralité de sorties, et permet de distribuer un signal optique reçu par l’unique entrée vers une ou plusieurs des sorties et de transmettre les signaux optiques reçus par chacune des sorties vers l’unique entrée. L’orientation d’un signal optique de l’unique entrée vers une ou plusieurs des sorties s’effectue en répartissant la puissance du signal dans des fibres optiques du routeur optique passif. Il y a donc une perte d’énergie optique importante en fonction du nombre de divisions nécessaires pour orienter le signal de l’unique entrée vers une ou plusieurs des sorties. De plus, le routeur optique passif (PON) est mal adapté à la communication photonique, en effet lors d’une telle communication, les photons sont orientés aléatoirement vers l’une des différentes sorties du routeur optique passif (PON).
Lorsqu’un premier émetteur/récepteur relié à une des sorties du routeur optique passif (PON) cherche à envoyer des informations à un deuxième émetteur/récepteur relié à une autre des sorties du routeur optique passif (PON), alors le premier émetteur/récepteur doit transmettre les informations à un relais relié à l’unique entrée du routeur optique passif (PON) qui transmet à son tour les informations au deuxième émetteur/récepteur. La communication d’informations entre deux émetteurs/récepteurs reliés à des sorties différentes d’un routeur optique passif (PON) s’avère par conséquent complexe. De plus, les routeurs optiques passifs (PON) de l’état de l’art ne sont pas adaptés à la transmissions d’information par photons successifs, un tel photon unique entrant par une entrée unique pouvant ressortir par l’une quelconque des nombreuses sorties.
Il existe donc un besoin pour améliorer les routeurs optiques passifs pour surmonter les problèmes précités. En particulier, il existe un besoin pour un routeur optique pour la communication d’informations entre différents émetteurs/récepteurs, la communication étant simple à mettre en œuvre et présentant une faible perte d’énergie.
Le but de l’invention est de répondre, au moins en partie, à ce besoin.
Pour ce faire, l’invention concerne un routeur optique pour la distribution de signaux optiques, comprenant au moins trois ports d’entrée/sortie, chacun adapté pour être connecté optiquement à un émetteur/récepteur configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes,
chaque port d’entrée/sortie comprenant un système de routage optique relié à une pluralité de chemins optiques, internes au routeur optique, chacun des chemins optiques étant également relié à un autre des systèmes de routage optique de sorte à connecter optiquement le port d’entrée/sortie à chacun des autres ports d’entrée/sortie, le système de routage optique étant configuré pour diriger passivement un signal optique reçu par le port d’entrée/sortie dans un des chemins optiques choisi en fonction de la longueur d’onde dudit signal optique,
le chemin optique par lequel est dirigé un signal optique d’une longueur d’onde donnée d’un premier port d’entrée/sortie vers un second port d’entrée/sortie étant le même chemin optique que celui emprunté par un signal optique de la longueur d’onde donnée du second port d’entrée/sortie vers le premier port d’entrée/sortie.
Par «chemin optique», on entend dans le sens de la présente invention, le trajet destiné à être suivi par un signal optique. Ainsi, un chemin optique peut comprendre le trajet destiné être suivi par le faisceau lumineux du signal optique dans un milieu transparent. Un chemin optique peut comprendre un ou des guides d’onde dans lesquels sont destinés à circuler les signaux optiques. De préférence, les guides d’onde sont des fibres optiques ou des guides à canal. De préférence encore, le canal a une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm. Le canal du guide à canal peut être en ruban, inscrit en surface ou enterré.
Par «signal optique», on entend dans le sens de la présente invention, un photon, une série de photons ou une onde lumineuse.
Chaque système de routage optique est relié à au moins N-1 chemins optiques, N étant égal au nombre de ports d’entrée/sortie du routeur optique.
Le routeur optique selon la présente invention permet, avantageusement, à chacun des émetteurs/récepteurs connectés à celui-ci de communiquer directement entre eux sans relais, sans que les signaux optiques n’interfèrent entre eux et avec peu de perte d’énergie. La communication entre les différents émetteurs/récepteurs est, ainsi, grandement facilitée. Puisqu’il y a peu de perte des photons lors d’une communication entre un émetteur/récepteur et un autre émetteur/récepteur, le routeur optique selon la présente invention est particulièrement adapté pour la communication par polarisation de photons et/ou par photons intriqués. En outre et avantageusement, chacun des émetteurs/récepteurs n’est connecté qu’à un unique port d’entrée/sortie d’un routeur optique selon la présente invention, le routeur optique est donc simple d’utilisation.
Le routeur optique peut comprendre plus de trois ports d’entrée/sortie, de préférence plus de dix.
Les systèmes de routage optique peuvent être configurés pour diriger passivement des signaux optiques de longueur d’onde dans l’ultra-violet, le visible ou l’infra-rouge, par exemple comprise entre 169 nm et 14 μm.
Un système de routage optique peut être configuré pour diriger passivement et simultanément des signaux optiques vers un même chemin optique pour une pluralité de longueurs d’onde différentes, par exemple pour des longueurs d’onde comprises dans une bande de longueur d’onde de largeur prédéfinie. Ainsi, le routeur optique selon la présente invention permet la communication d’informations entre deux émetteurs/récepteurs avec des signaux optiques de longueurs d’onde différentes envoyés simultanément, ce qui peut augmenter la vitesse de transmission des informations.
De préférence, au moins un, de préférence chacun, des systèmes de routage optique comprend un ou plusieurs commutateurs pour diriger un signal optique en fonction de sa longueur d’onde, chaque commutateur étant choisi parmi :
- un prisme en matériau transparent dispersif,
- un coupleur résonateur comprenant des premier et deuxième guides d’onde et au moins un résonateur en anneau agencé entre les premier et deuxième guides d’onde, le résonateur en anneau étant configuré pour transmettre un signal optique du premier guide d’onde au deuxième guide d’onde, et inversement, en fonction de la longueur d’onde du signal optique,
- un coupleur optique comprenant deux guides d’onde comprenant une section dans laquelle les deux guides d’onde sont rapprochés l’un de l’autre de sorte à transmettre un signal optique d’un des guides d’onde à l’autre des guides d’onde en fonction de la longueur d’onde du signal optique,
- un filtre de Bragg incliné par rapport à la direction de propagation du signal incident et configuré pour transmettre dans la rection de propagation du signal incident ou refléter dans une direction différente de celle de propagation du signal incident, un signal optique incident en fonction de sa longueur d’onde.
Les indices de réfraction des matériaux utilisés pour des filtres de Bragg successifs ou pour des coupleurs résonateurs successifs peuvent être choisis en fonction de la largeur de la bande de longueur d’onde pour laquelle un système de routage optique dirige passivement des signaux optiques vers un même chemin optique.
Le prisme peut être recouvert d’au moins une couche antireflet. Cela permet de limiter les pertes d’énergie optique dues à des reflets indésirables causés par les changements d’indices de réfraction lors de l’orientation du signal optique.
Le coupleur résonateur peut comprendre une pluralité de résonateurs en anneaux agencés entre les premier et deuxième guides d’onde de sorte que la transmission d’un signal optique du premier guide d’onde au deuxième guide d’onde, et inversement, s’effectue par passage dudit signal optique dans chacun des résonateurs en anneaux. La longueur d’onde pour laquelle les résonateurs en anneaux transmettent un signal optique peut être la même pour chacun des résonateurs en anneaux. Les résonateurs en anneaux peuvent être identiques.
Le coupleur résonateur peut comprendre des guides d’ondes entre chacun des résonateurs en anneaux, lesdits guides d’onde étant connectés au premier guide d’onde. Lesdits guides d’onde permettent ainsi de recombiner ensemble vers une même sortie un signal optique non transmis par certains des résonateurs en anneaux. De préférence, la longueur desdits guides d’onde est adaptée de sorte à éviter les interférences destructrices lors de la recombinaison des signaux optiques.
Le coupleur résonateur peut comprendre des premier et deuxième résonateurs en anneau et des premier, deuxième et troisième filtres polarisant, chacun des filtres polarisant étant configurés pour orienter un signal optique entrant dans le coupleur résonateur vers le premier résonateur en anneau, si ledit signal optique est trans-électrique, ou vers le deuxième résonateur en anneau, si ledit signal optique est trans-magnétique.
De préférence, les filtres polarisant sont des cristaux biréfringents.
De préférence, le coupleur résonateur comprend des rotateurs de polarisation configurés pour faire tourner de 90° la polarisation du deuxième signal polarisé, en amont et en aval du deuxième résonateur en anneau. Autrement dit, les rotateurs de polarisation sont configurés pour transformer un signal optique tans-électrique en un signal optique trans-magnétique et inversement.
Les guides d’ondes des commutateurs peuvent être des fibres optiques ou des guides à canal. De préférence, le canal présente une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm. Le canal du guide à canal peut être en ruban, inscrit en surface ou enterré.
Au moins un des ports d’entrée/sortie peut comprendre un connecteur sur lequel un émetteur/récepteur est destiné être branché, le connecteur étant configuré pour connecter optiquement un émetteur/récepteur, éventuellement prolongé par une fibre optique ou un guide à canal, au système de routage optique dudit port d’entrée/sortie.
De préférence, au moins un des systèmes de routage optique comprend des raccordements configurés pour connecter optiquement les commutateurs entre eux et/ou pour connecter optiquement les commutateurs avec le connecteur.
Les raccordements peuvent être des fibres optiques ou des guides à canal. De préférence, le canal du guide à canal a une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm. Le canal du guide à canal peut être en ruban, inscrit en surface ou enterré.
Au moins un des raccordements peut comprendre, à au moins une de ses extrémités, un convertisseur de mode, configuré pour passer d’un guidage monomode à un guidage multimode ou inversement.
Au moins un des raccordements peut comprendre à au moins une de ses extrémités une jointure pour connecter optiquement une fibre optique à un guide à canal, la fibre optique appartenant à un commutateur ou au connecteur et le guide à canal appartenant respectivement au connecteur ou à un commutateur.
Les systèmes de routage optique peuvent comprendre au moins une lentille agencée entre un des raccordements et un des prismes ou un des filtres de Bragg, la lentille étant configurée pour diriger les rayons lumineux en sortie du raccordement en un faisceau lumineux à rayons parallèles vers le prisme ou le filtre de Bragg et inversement.
Le routeur optique peut comprendre un boitier dans lequel les systèmes de routage optique et les chemins optiques sont logés.
Le routeur optique peut comprendre au moins deux boitiers, les systèmes de routage optique d’une partie des ports d’entrée/sortie étant logés dans un des boitiers et les systèmes de routage optique d’une autre partie des ports d’entrée/sortie étant logés dans l’autre des boitiers. De préférence, le routeur optique comprend au moins un multiplexeur configuré de sorte qu’au moins deux des chemins optiques, destinés transporter des signaux optiques de longueurs d’onde différentes et reliant entre eux deux systèmes de routage optique logés dans des boitiers différents l’un de l’autre, sont confondus le long de leur portion entre les deux boitiers.
L’invention concerne également un système de communication optique comprenant au moins un routeur optique tel que décrit précédemment et, pour chaque routeur optique, une pluralité d’émetteurs/récepteurs configurés pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes, chacun des émetteurs/récepteurs étant connecté à un des ports d’entrée/sortie du routeur optique.
De préférence, au moins un, de préférence chacun, des émetteurs/récepteurs est configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes au moins égale à N moins un, N étant égal au nombre de ports d’entrée/sortie du routeur optique auquel l’émetteur/récepteur est connecté.
Au moins un des émetteurs/récepteurs peut être configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes au moins égale à N, N étant égal au nombre de ports d’entrée/sortie du routeur optique auquel l’émetteur/récepteur est connecté. Cela est particulièrement avantageux si le nombre N est impair, par exemple si N est égale à 3, car le système de communication optique peut être conçu de sorte que l’émetteur/récepteur peut être connecté à n’importe lequel des ports d’entrée/sortie du routeur optique.
Le système de communication optique peut comprendre au moins deux routeurs optiques et un routeur actif connecté aux deux routeurs optiques, le routeur actif étant configuré pour recevoir un signal optique, comprenant des informations, de la part d’un émetteur/récepteur connecté à un des deux routeurs optiques et pour émettre un signal optique, comprenant lesdites informations, vers un autre émetteur/récepteur connecté à l’autre des deux routeurs optiques. De préférence, les informations comprennent une indication de l’autre émetteur/récepteur destiné recevoir lesdites informations.
Au moins un des émetteurs/récepteurs peut comprendre une pluralité de lasers, chaque laser étant configuré pour émettre un signal optique laser de longueur d’onde différente des autres lasers. De préférence, ledit émetteur/récepteur est configuré de sorte que les signaux optiques lasers sont dirigés vers une même sortie optique dudit émetteur/récepteur, la sortie optique étant reliée au port d’entrée/sortie correspondant. De préférence encore, ladite sortie optique est également une entrée optique configurée pour recevoir des signaux optiques du port d’entrée/sortie correspondant.
L’invention concerne également un procédé de communication optique comprenant l’utilisation d’un système de communication optique tel que décrit précédemment, l’utilisation comprenant l’émission d’un signal optique par un des émetteurs/récepteurs, dit premier émetteur/récepteur, et la réception du signal optique par au moins un autre des émetteurs/récepteurs, dit deuxième émetteur/récepteur.
Les premier et deuxième émetteurs/récepteurs peuvent être connectés avec un premier composant électronique, respectivement un deuxième composant électronique, l’utilisation comprenant la communication d’informations du premier composant électronique au deuxième composant électronique par l’émission d’un signal optique du premier émetteur/récepteur et la réception dudit signal optique par le deuxième émetteur/récepteur. Les premier et deuxième composants électroniques peuvent être des processeurs et/ou des blocs mémoires et/ou des périphériques réseaux et/ou des périphériques informatiques.
De préférence, l’utilisation comporte une étape de calibrage durant laquelle au moins un des émetteurs/récepteurs, dit émetteur/récepteur à calibrer, envoie au moins un signal optique à une longueur d’onde donnée, puis le signal optique est reçu par un autre des émetteurs/récepteurs qui envoie en retour un signal optique de réponse indiquant son identité à la même dite longueur d’onde donnée, et l’émetteur/récepteur à calibrer enregistre ensuite l’identité de l’autre émetteur/récepteur et l’associe à la longueur d’onde donnée.
De préférence le signal optique émis par l’émetteur/récepteur à calibrer indique l’identité dudit émetteur/récepteur et l’autre émetteur/récepteur enregistre l’identité de l’émetteur/récepteur à calibrer et l’associe à la longueur d’onde donnée.
Durant l’étape de calibrage, l’émetteur/récepteur à calibrer peut envoyer une pluralité de signaux optiques, chacun à une longueur d’onde donnée différente des autres signaux optiques, de sorte que l’émetteur/récepteur à calibrer enregistre l’identité et la longueur d’onde donnée associée de chacun des autres émetteurs/récepteurs connectés au routeur optique. L’envoi de la pluralité de signaux optiques peut être simultané.
D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée, faite à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures suivantes :
la est un schéma représentant un système de communication optique selon l’invention ;
les figures 2A et 2B sont chacune un schéma représentant un mode de réalisation d’un routeur optique selon l’invention ;
la est un schéma représentant un mode de réalisation d’un système de routage optique pour un routeur optique selon la , le système de routage optique comprenant un prisme en matériau dispersif ;
les figures 3B et 3C sont des simulations d’un système de routage optique pour un routeur optique selon l’invention, le système de routage optique comprenant un prisme en matériau dispersif ;
la est un schéma représentant un autre mode de réalisation d’un système de routage optique pour un routeur optique selon la , le système de routage optique comprenant deux coupleurs résonateurs ;
les figures 5A, 5B, 5C et 5D sont chacune un schéma représentant un mode de réalisation d’un coupleur résonateur pour un système de routage optique selon la ;
la est un schéma représentant un autre mode de réalisation d’un système de routage optique pour un routeur optique selon la , le système de routage optique comprenant deux coupleurs optiques ;
la est un schéma représentant un coupleur optique pour un système de routage optique selon la ;
la est une courbe représentant le rapport entre la puissance en sortie sur la puissance en entrée d’un signal optique après transmission du signal optique par un coupleur optique selon la en fonction de la longueur d’onde ;
la est un schéma représentant un autre mode de réalisation d’un système de routage optique pour un routeur optique selon l’invention, le système de routage optique comprenant une pluralité de coupleurs optiques connectés les uns aux autres sous la forme d’une arborescence ;
la est un schéma représentant un autre mode de réalisation d’un système de routage optique pour un routeur optique selon l’invention, le système de routage optique comprenant une pluralité de filtres de Bragg inclinés agencés les uns à la suite des autres ;
la est un schéma représentant un système de communication optique selon l’invention ;
les figures 12A et 12B sont chacune un schéma représentant un mode de réalisation d’un routeur optique selon l’invention, le routeur optique comprenant deux boitiers séparés l’un de l’autre.
 Description détaillée
On a illustré à la un système 100 de communication optique selon l’invention, celui-ci comprend un routeur optique 1 selon l’invention et une pluralité d’émetteurs/récepteurs 2.
Chacun des émetteurs/récepteurs 2 est connecté à un composant électronique 4, et également, est connecté optiquement à un port d’entrée/sortie 10 du routeur optique 1 par l’intermédiaire d’une fibre optique 3. Ainsi, les émetteurs/récepteurs 2 connectés au routeur optique 1 peuvent communiquer entre eux, le routeur optique 1 distribuant les signaux optiques de communication entre lesdits émetteur/récepteurs 2, ce qui permet les transmissions informations entre les différents composants électroniques 4.
On a illustré à la un premier exemple d’un routeur optique 1 selon l’invention. Le routeur optique 1 comprend quatre ports d’entrée/sortie 10.1-10.4, chacun comprenant un système de routage optique 11.1-11.4 et un connecteur 12.1-12.4 adapté pour le branchement d’une fibre optique 3.
Chaque système de routage optique 11.1-11.4 est connecté optiquement à chacun des autres systèmes de routage optique 11.1-11.4 par des chemins optiques 13a-13c. Les chemins optiques 13a, 13b et 13c sont destinés à transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λa, λbet λc, respectivement. C’est-à-dire que les systèmes de routage optique 11.1-11.4 dirigent un signal optique de longueur d’onde λa, λbou λc, respectivement, dans un chemin optique 13a, 13b ou 13c. Le routeur optique 1 peut comporter un boîtier 14 dans lequel sont logés les chemins optiques 13a-13c et les systèmes de routage optique 11.1-11.4.
Par exemple, un signal optique de longueur d’onde λareçu par le port d’entrée/sortie 10.1, respectivement 10.3, sera dirigé par le système de routage optique 11.1, respectivement 11.3, dans un chemin optique 13a qui transmettra ledit signal optique au port d’entrée/sortie 10.2, respectivement 10.4. Inversement, un signal optique de longueur d’onde λareçu par le port d’entrée/sortie 10.2, respectivement 10.4, sera dirigé par le système de routage optique 11.2, respectivement 11.4, dans un chemin optique 13a qui transmettra ledit signal optique au port d’entrée/sortie 10.1, respectivement 10.3.
Le tableau 1 ci-dessous représente l’affectation des longueurs d’onde pour la communication entre les différents ports d’entrée/sortie 10.1-10.4 du routeur optique 1 selon la .
Port de sortie 10.1 Port de sortie 10.2 Port de sortie 10.3 Port de sortie 10.4
Port d’entrée 10.1 Ø λa λb λc
Port d’entrée 10.2 λa Ø λc λb
Port d’entrée 10.3 λb λc Ø λa
Port d’entrée 10.4 λc λb λa Ø
Comme le montre le tableau 1, il suffit qu’un émetteur/récepteur 2 connecté à un des ports d’entrée/sortie 10.1-10.4 du routeur optique 1 soit configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon au moins trois longueurs d’onde différentes pour que ledit émetteur/récepteur 2 puisse transmettre ou recevoir des signaux optiques vers ou depuis chacun des autres ports d’entrée/sortie 10.1-10.4 du routeur optique 1.
On a illustré à la un deuxième exemple d’un routeur optique 1 selon l’invention. Le routeur optique 1 est similaire à celui de la excepté qu’il comprend trois ports d’entrée/sortie 10.1-10.3, chacun comprenant un système de routage optique 11.1-11.3 et un connecteur 12.1-12.3 adapté pour le branchement d’une fibre optique 3.
Le routeur optique 1 comprend également des chemins optiques 13a, 13b et 13c destinés à transmettre des signaux optiques de longueur d’onde λa, λbet λc, respectivement. Le système de routage optique 11.1 dirige un signal optique de longueur d’onde λa, respectivement λb, dans le chemin optique 13a, respectivement 13b. Le système de routage optique 11.2 dirige un signal optique de longueur d’onde λa, respectivement λc, dans le chemin optique 13a, respectivement 13c. Le système de routage optique 11.3 dirige un signal optique de longueur d’onde λb, respectivement λc, dans le chemin optique 13b, respectivement 13c.
Le tableau 2 ci-dessous représente l’affectation des longueurs d’onde pour la communication entre les différents ports d’entrée/sortie 10.1-10.3 du routeur optique 1 selon la .
Port de sortie 10.1 Port de sortie 10.2 Port de sortie 10.3
Port d’entrée 10.1 Ø λa λb
Port d’entrée 10.2 λa Ø λc
Port d’entrée 10.3 λb λc Ø
Comme le montre le tableau 2, il suffit qu’un émetteur/récepteur 2 connecté à un des ports d’entrée/sortie 10.1-10.3 du routeur optique 1 soit configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon au moins deux longueurs d’onde différentes pour que ledit émetteur/récepteur 2 puisse transmettre ou recevoir des signaux optiques vers ou depuis chacun des autres ports d’entrée/sortie 10.1-10.3 du routeur optique 1. Toutefois et contrairement au routeur optique 1 de la , les longueurs d’onde utilisées pour la communication dépendent du port d’entrée/sortie 10.1-10.3 auquel est connecté l’émetteur/récepteur 2.
Dans chacun des modes de réalisation des figures 2A et 2B, les chemins optiques 13 peuvent être des guides d’onde, par exemple des guide à canal ou des fibres optiques. De préférence, les guides d’onde 13 ne se croisent pas. Par exemple, les guides d’onde 13 peuvent se chevaucher les uns aux autres. Par ailleurs, les connecteurs 12 ne sont que préférentiels, les émetteurs/récepteurs 2 peuvent être connectés optiquement aux systèmes de routage optique 11 directement, c’est-à-dire par un faisceau optique à l’air libre ou bien par un guide optique d’un émetteur/récepteur 2 soudé au routeur optique 1.
Bien entendu, le nombre de ports d’entrée/sortie 10 peut être tout nombre supérieur ou égal à trois. Par exemple, un routeur optique 1 selon l’invention peut comprendre six ports d’entrée/sortie 10.1-10.6, voire huit ports d’entrée/sortie 10.1-10.8, voire dix ports d’entrée/sortie 10.1-10.10, voire plus de dix ports d’entrée/sortie. Les tableau 3, 4 et 5 ci-dessous représentent, respectivement, les affectations des longueurs d’onde pour la communication entre six ports d’entrée/sortie 10.1-10.6, huit ports d’entrée/sortie 10.1-10.8, et, dix ports d’entrée/sortie 10.1-10.10 d’un routeur optique 1 selon l’invention.
Port de sortie 10.1 Port de sortie 10.2 Port de sortie 10.3 Port de sortie 10.4 Port de sortie 10.5 Port de sortie 10.6
Port d’entrée 10.1 Ø λa λb λc λd λe
Port d’entrée 10.2 λa Ø λc λd λe λb
Port d’entrée 10.3 λb λc Ø λe λa λd
Port d’entrée 10.4 λc λd λe Ø λb λa
Port de sortie 10.5 λd λe λa λb Ø λc
Port de sortie 10.6 λe λb λd λa λc Ø
Port de sortie 10.1 Port de sortie 10.2 Port de sortie 10.3 Port de sortie 10.4 Port de sortie 10.5 Port de sortie 10.6 Port de sortie 10.7 Port de sortie 10.8
Port d’entrée 10.1 Ø λa λb λc λd λe λf λg
Port d’entrée 10.2 λa Ø λc λb λg λd λe λf
Port d’entrée 10.3 λb λc Ø λa λf λg λd λe
Port d’entrée 10.4 λc λb λa Ø λe λf λg λd
Port de sortie 10.5 λd λg λf λe Ø λa λb λc
Port de sortie 10.6 λe λd λg λf λa Ø λc λb
Port de sortie 10.7 λf λe λd λg λb λc Ø λa
Port de sortie 10.8 λg λf λe λd λc λb λa Ø
Port de sortie 10.1 Port de sortie 10.2 Port de sortie 10.3 Port de sortie 10.4 Port de sortie 10.5 Port de sortie 10.6 Port de sortie 10.7 Port de sortie 10.8 Port de sortie 10.9 Port de sortie 10.10
Port d’entrée 10.1 Ø λa λb λc λd λe λf λg λh λi
Port d’entrée 10.2 λa Ø λc λd λe λf λg λh λi λb
Port d’entrée 10.3 λb λc Ø λe λf λg λh λi λd λa
Port d’entrée 10.4 λc λd λe Ø λg λh λi λa λb λf
Port de sortie 10.5 λd λe λf λg Ø λi λb λc λa λh
Port de sortie 10.6 λe λf λg λh λi Ø λa λb λc λd
Port de sortie 10.7 λf λg λh λi λb λa Ø λd λe λc
Port de sortie 10.8 λg λh λi λa λc λb λd Ø λf λe
Port de sortie 10.9 λh λi λd λb λa λc λe λf Ø λg
Port de sortie 10.10 λi λb λa λf λh λd λc λe λg Ø
On a illustré à la , un premier mode de réalisation d’un système de routage optique 11. Le système de routage optique 11 comprend un prisme 14 en matériau transparent dispersif et des raccordements 20.
Un des raccordements 20 connecte optiquement le connecteur 12 au prisme 14 de sorte que lorsqu’un émetteur/récepteur 2 branché au connecteur 12 émet un signal optique celui-ci est transmis jusqu’au prisme 14 sous la forme d’un faisceau lumineux F. Les autres raccordements 20 sont chacun connectés optiquement à un des chemins optiques 13a-13c.
Une lentille 21 est agencée en sortie du raccordement 20 entre le prisme 14 et le connecteur 12. Cette lentille 21 est configurée pour diriger les rayons lumineux en sortie du raccordement 20 en un faisceau lumineux à rayons parallèles vers le prisme 14 et, inversement, pour diriger les rayons lumineux parallèles en sortie du prisme 14 dans ledit raccordement 20.
En fonction de la longueur d’onde du signal optique, le faisceau lumineux F sera plus au moins dévié par le prisme 14. Ainsi, le prisme 14 dirige le faisceau lumineux F dans un des raccordements 20 connecté à un des chemins optiques 13a-13c en fonction de la longueur d’onde du signal optique.
Par exemple, comme illustré à la , le signal optique est de longueur d’onde λb et le prisme 14 dévie le faisceau lumineux F vers le raccordement 20 connecté au chemin optique 13b.
Inversement, selon le principe du retour inverse de la lumière, un signal optique provenant d’un des chemins optiques 13a-13c sera dirigé vers le raccordement 20 connecté au connecteur 12.
De préférence, les raccordements 20 sont configurés pour que le signal optique S se propage sous la forme d’une onde plane dans lesdits raccordements 20.
On a illustré à la une simulation informatique d’un système de routage optique 11 comprenant un prisme 14 en un matériau transparent dispersif recouvert d’une couche antireflet. Le prisme 14 est configuré pour diriger les signaux optiques de longueurs d’onde λa, respectivement λb, en sortie d’un raccordement 20 vers un chemin optique 13a, respectivement un chemin optique 13b. Dans la simulation présentée, un signal optique de longueur d’onde λaest dirigé sous la forme d’un faisceau lumineux F vers le chemin optique 13a.
Les chemins optiques 13a et 13b sont chacun des guides d’onde dont la largeur est sensiblement égale à trois fois la longueur d’onde des signaux optiques qu’ils sont destinés transmettre.
On a illustré à la une simulation informatique d’un système de routage optique 11 comprenant un prisme 14 en un matériau transparent dispersif recouvert d’une couche antireflet. Le prisme 14 est configuré pour diriger les signaux optiques de longueurs d’onde, respectivement, λa, λb, λc, λd, λe, λfet λgen sortie d’un raccordement 20 vers, respectivement, un chemin optique 13a, un chemin optique 13b, un chemin optique 13c, un chemin optique 13d, un chemin optique 13e, un chemin optique 13f et un chemin optique 13g. Dans la simulation présentée, un signal optique de longueur d’onde λdest dirigé sous la forme d’un faisceau lumineux F vers le chemin optique 13d.
Les chemins optiques 13a à 13g sont chacun des guides d’onde dont la largeur est sensiblement égale à quinze fois la longueur d’onde des signaux optiques qu’ils sont destinés transmettre.
On a illustré à la un deuxième mode de réalisation d’un système de routage optique 11. Le système de routage optique 11 comprend des premier 15 et deuxième 15’ coupleurs résonateurs et des raccordements 20.
Les raccordements 20 sont ici des guides à canal inscrit. Le raccordement 20 relié avec le connecteur 12 comprend une jointure 22 soudée à son extrémité reliée au connecteur 12. La jointure 22 permet la transmission d’un signal optique du guide à canal inscrit 20 au connecteur 12, et inversement, avec une perte du signal comprise entre 10 % et 90 %.
Le premier coupleur résonateur 15 comprend des premier 151 et deuxième 152 guides d’onde à canal inscrit, et, un résonateur en anneau 150 agencé entre les premier 151 et deuxième 152 guides d’onde. Le résonateur en anneau 150 est configuré pour transmettre un signal optique du premier guide d’onde 151 au deuxième guide d’onde 152 si la longueur d’onde du signal optique est λa, et, de laisser passer un signal optique sans transmission d’un guide d’onde à un autre si la longueur d’onde du signal optique est λbou λc.
Le deuxième coupleur résonateur 15’ comprend des premier 151’ et deuxième 152’ guides d’onde à canal inscrit, et, un résonateur en anneau 150’ agencé entre les premier 151’ et deuxième 152’ guides d’onde. Le résonateur en anneau 150’ est configuré pour transmettre un signal optique du premier guide d’onde 151’ au deuxième guide d’onde 152’ si la longueur d’onde du signal optique est λb, et, de laisser passer un signal optique sans transmission d’un guide d’onde à un autre si la longueur d’onde du signal optique est λaou λc.
Ainsi, lorsqu’un signal optique est émis par un émetteur/récepteur 2 branché au connecteur 12, celui-ci sera transmis par le premier coupleur résonateur 15, ou respectivement par le deuxième coupleur résonateur 15’, vers le chemin optique 13a, ou respectivement le chemin optique 13b, si la longueur d’onde du signal optique est λa, respectivement λb. Si la longueur d’onde du signal optique est λc, le signal optique sera dirigé vers le chemin optique 13c sans transmission par les premier 15 et deuxième 15’ coupleurs résonateurs.
Inversement, selon le principe du retour inverse de la lumière, un signal optique provenant d’un des chemins optiques 13a, 13b ou 13c sera dirigé vers le raccordement 20 connecté au connecteur 12 si les longueurs d’onde des lumières sont respectivement λa, λbou λc.
On a illustré aux figures 5A à 5D différents mode de réalisation de coupleurs résonateurs 15.
Le coupleur résonateur 15 illustré à la comprend des premier 151 et deuxième 152 guides d’onde couplés optiquement à un résonateur en anneau 150. L’homme du métier sait de manière usuelle comment coupler optiquement un résonnateur en anneau 150 à un guide d’onde 151, ou 152. Notamment, il sait que le couplage optique dépend du rayon de courbure r du résonateur en anneau 150 à l’approche des guides d’onde 151 et 152, de la distance d entre le résonnateur en anneau 150 et les guides d’onde 151 et 152 et de l’indice de réfraction du milieu entre le résonnateur en anneau 150 et le guide d’onde 151, ou 152.
Le résonateur en anneau 150 comprenant deux demi-cercles de rayon r éloigné l’un de l’autre par des segments de longueur L. Le rayon r et la longueur L sont choisis de sorte que le périmètre du résonateur en anneau 150 multiplié par son indice de réfraction est un multiple plus la moitié de la longueur d’onde λ pour laquelle un signal optique est transmis du guide d’onde 151 au guide d’onde 152. Ainsi, le résonateur en anneau 150 transmet les signaux optiques de longueur d’onde λ du premier guide d’onde 151 au deuxième guide d’onde 152 et inversement. Le résonateur en anneau 150 peut également être un cercle de rayon r, autrement dit, la longueur L des segments et égale à 0 µm.
L’inventeur a déterminé que pour des guides d’onde 151 et 152 et pour un résonateur en anneau 150 d’indice de réfraction égal à 3, de distance d entre le résonnateur en anneau 150 et les guides d’onde 151 et 152 égale à 0,2 µm et pour un indice de réfraction du milieu transparent entre le résonnateur en anneau 150 et les guides d’onde 151 et 152 égal à 1, par exemple le milieu transparent étant de l’air :
- le résonateur en anneau 150 transmettra un signal optique de longueur d’onde λaégale à 1,33 µm si il se présente sous la forme d’un cercle de rayon r égal à 1,62 µm ;
- le résonateur en anneau 150 transmettra un signal optique de longueur d’onde λbégale à 1,57 µm si il se présente sous la forme d’un cercle de rayon r égal à 1,67 µm ;
- le résonateur en anneau 150 transmettra un signal optique de longueur d’onde λcégale à 1,11 µm si il se présente sous la forme d’un cercle de rayon r égal à 1,65 µm ;
- le résonateur en anneau 150 transmettra un signal optique de longueur d’onde λdégale à 1,77 µm si il se présente sous la forme d’un cercle de rayon r égal à 2,72 µm.
Pour chacune des dimensions décrites au paragraphe précédent, le résonateur en anneau 150 ne transmettra pas un signal optique de longueur d’onde λeégale à 1,885 µm. Ainsi, un système de routage optique 11 selon l’invention peut comprendre une succession de quatre coupleurs résonateurs 15, chacun comprenant un résonateur en anneau 150 selon les dimensions qui précèdes. Un tel système de routage optique 11 est adapté pour diriger les signaux optiques de longueurs d’onde, respectivement, λa, λb, λc, λdet λevers, respectivement, un chemin optique 13a, un chemin optique 13b, un chemin optique 13c, un chemin optique 13d et un chemin optique 13e.
Le coupleur résonateur 15 illustré à la comprend un premier guide d’onde 151 couplé optiquement à un premier résonateur en anneau 150 et deuxième guide d’onde 152 couplé optiquement à un deuxième résonateur en anneau 150’, les premier 150 et deuxième 150’ résonateurs en anneau étant couplés optiquement entre eux.
Les premier 150 et deuxième 150’ résonateurs en anneau ont la forme de cercles de rayons différents et donc de périmètres différents. Le périmètre du premier résonnateur en anneau 150 multiplié par l’indice de réfraction dudit résonnateur en anneau 150 est un multiple plus la moitié de la longueur d’onde λ pour laquelle un signal optique est transmis du guide d’onde 151 au guide d’onde 152. Le périmètre du deuxième résonnateur en anneau 150’ multiplié par l’indice de réfraction dudit résonnateur en anneau 150’ est un autre multiple plus la moitié de la longueur d’onde λ pour laquelle un signal optique est transmis du guide d’onde 151 au guide d’onde 152. Ainsi, les premier 150 et deuxième 150’ résonateurs en anneau transmettent les signaux optiques de longueur d’onde λ du premier guide d’onde 151 au deuxième guide d’onde 152 et inversement.
Le mode de réalisation illustré à la permet, avantageusement, une sélection précise des longueurs d’onde permettant la transmission d’un signal optique du premier guide d’onde 151 au deuxième guide d’onde 152, et inversement.
Un autre mode de réalisation comportant une succession de trois résonateurs en anneau 150, 150’ et 150’’ est illustré à la . Les trois résonateurs en anneau 150, 150’ et 150’’ sont identiques et configurés pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λ. Ce mode de réalisation permet une sélection encore plus précise des longueurs d’onde pour la transmission du guide d’onde 151 au guide d’onde 152. Les signaux optiques dont la longueur d’onde n’est pas suffisamment proche de λ ne seront pas transmis par chacun des résonateurs en anneau 150, 150’ et 150’’ du guide d’onde 151 jusqu’au guide d’onde 152. Les parties des tels signaux optiques non transmises par chacun des résonateurs en anneau 150, 150’ et 150’’ sont recombinées ensemble à la jonction 153. Puisque la sélection des longueurs d’onde pour la transmission du guide d’onde 151 au guide d’onde 152 est plus précise, il est, avantageusement, possible d’élargir la bande passante des signaux optiques transmis par la jonction 153. Les longueurs des guides d’ondes, dans lesquels circulent lesdites parties non transmises par chacun des résonateurs en anneau 150, 150’ et 150’’, sont déterminées de sorte que les ondes lumineuses se rejoignant à la jonction 153 puissent s’ajouter, quel que soit leur longueur d’onde.
On a illustré à la un autre mode de réalisation d’un coupleur résonateur 15 selon l’invention. Ce coupleur résonateur 15 de la est, avantageusement, adapté pour les ondes électromagnétiques dont le champ électrique est perpendiculaire au plan dans lequel sont inscrit les canaux du coupleur résonateur 15, également appelées «ondes trans - électriques», que pour les ondes électromagnétiques dont le champ électrique est dans le plan dans lequel sont inscrit les canaux du coupleur résonateur 15, également appelées «ondes trans - magnétiques».
Le coupleur résonateur 15 comprend un premier filtre polarisant 154.1 configuré pour orienter un signal optique entrant par un guide d’onde 157.1 dans le coupleur résonateur 15 vers un guide d’onde 151, si ce signal optique est trans-électrique, et vers un guide d’onde 151’, si ce signal optique est trans-magnétique. Le coupleur résonateur 15 comprend également un premier rotateur de polarisation 155.1, en sortie du premier filtre polarisant 154.1, configuré pour modifier la polarisation du signal optique trans-magnétique en un signal optique trans-électrique.
Le coupleur résonateur 15 comprend deux résonateurs en anneau 150 et 150’ configurés pour transmettre le signal optique, du guide d’onde 151, respectivement 151’, au guide d’onde 152, respectivement 152’, et inversement, si leur longueur d’onde est égale à λ.
Le coupleur résonateur 15 comprend un deuxième rotateur de polarisation 155.2, en sortie du guide d’onde 151’, configuré pour modifier la polarisation du signal optique n’ayant pas été transmis par le résonateur en anneau 150’ de trans-électrique à trans-magnétique.
Les signaux optiques transportés par les guides d’ondes 151 et 151’ sont ensuite transmis vers le guide d’onde de sortie 157.2 par un deuxième filtre polarisant 154.2.
Le coupleur résonateur 15 comprend un troisième rotateur de polarisation 155.3, en sortie du guide d’onde 152’, configuré pour modifier la polarisation du signal optique ayant été transmis par le résonateur en anneau 150’ de trans-électrique à trans-magnétique.
Les signaux optiques transportés par les guides d’ondes 152 et 152’ sont ensuite transmis vers le guide d’onde de sortie 157.3 par un troisième filtre polarisant 154.3.
On a illustré à la un troisième mode de réalisation d’un système de routage optique 11. Le système de routage optique 11 comprend des premier 16 et deuxième 16’ coupleurs optiques et des raccordements 20.
On a illustré à la un coupleur optique 16, celui-ci comprend des premier 160 et deuxième 161 guides d’onde. Les premier 160 et deuxième 161 guides d’onde peuvent être des fibres optique ou des guides à canal inscrit. Les premier 160 et deuxième 161 guides d’onde sont rapprochés l’un de l’autre sur une section de longueur H et dans laquelle les premier 160 et deuxième 161 guides d’onde sont séparés d’une distance e. La longueur H, la distance e ainsi que l’indice de réfaction du milieu entre les premier 160 et deuxième 161 guides d’onde sont déterminés de sorte à permettre le couplage optique du premier guide d’onde 160 avec le deuxième guide d’onde 161 pour certaines longueurs d’onde.
Dans le mode de réalisation illustré à la , le premier coupleur optique 16 est configuré de sorte à transmettre un signal optique du premier guide d’onde 160 au deuxième guide d’onde 161 si la longueur d’onde du signal optique est λa, et, de laisser passer un signal optique sans transmission d’un guide d’onde à un autre si la longueur d’onde du signal optique est λbou λc.
Le deuxième coupleur optique 16’ est configuré de sorte à transmettre un signal optique du premier guide d’onde 160’ au deuxième guide d’onde 161’ si la longueur d’onde du signal optique est λb, et, de laisser passer un signal optique sans transmission d’un guide d’onde à un autre si la longueur d’onde du signal optique est λc.
Ainsi, lorsqu’un signal optique est émis par un émetteur/récepteur 2 branché au connecteur 12, celui-ci sera transmis par le premier coupleur optique 16, ou respectivement par le deuxième coupleur optique 16’, vers le chemin optique 13a, ou respectivement le chemin optique 13b, si la longueur d’onde du signal optique est λa, respectivement λb. Si la longueur d’onde du signal optique est λc, le signal optique sera dirigé vers le chemin optique 13c sans transmission par les premier 16 et deuxième 16’ coupleurs optiques.
Inversement, un signal optique provenant d’un des chemins optiques 13a, 13b ou 13c sera dirigé vers le raccordement 20 connecté au connecteur 12 si les longueurs d’onde des lumières sont respectivement λa, λbou λc.
On a illustré à la le rapport entre la puissance en sortie sur la puissance en entrée d’un signal optique pour un coupleur optique 16 selon la en fonction de la longueur d’onde λ du signal optique, le signal optique étant transmis du premier guide d’onde 160 au deuxième guide d’onde 161. Comme le montre la , un coupleur optique 16 est adapté pour la transmission d’un signal optique du premier guide d’onde 160 au deuxième guide d’onde 161 pour une pluralité de longueurs d’onde différentes.
Un système de routage optique 11 peut donc comprendre une pluralité de coupleurs optiques 16 connectés les uns aux autres sous la forme d’un arbre. Un tel mode de réalisation est illustré à la .
Le système de routage optique 11 illustré à la est configuré pour diriger un signal optique dans six chemins optiques 13a-13f différents en fonction de la longueur d’onde du signal optique. Pour cela, le système de routage optique 11 comprend cinq coupleurs optiques 16.1-16.5 différents et des raccordements 20 pour connecter optiquement les coupleurs optiques 16.1-16.5 entre eux, et, avec les chemins optiques 13a-13f, et, avec le connecteur 12.
Le coupleur optique 16.1 est configuré pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λa, λb, ou λcvers le coupleur optique 16.2 et pour laisser passer les signaux optiques de longueur d’onde λd, λe, ou λfvers le coupleur optique 16.3. Le coupleur optique 16.2 est configuré pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λa, ou λbvers le coupleur optique 16.4 et pour laisser passer les signaux optiques de longueur d’onde λcvers le chemin optique 13c. Le coupleur optique 16.3 est configuré pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λe, ou λfvers le coupleur optique 16.5 et pour laisser passer les signaux optiques de longueur d’onde λdvers le chemin optique 13d. Le coupleur optique 16.4 est configuré pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λavers le chemin optique 13a et pour laisser passer les signaux optiques de longueur d’onde λbvers le chemin optique 13b. Le coupleur optique 16.5 est configuré pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λfvers le chemin optique 13f et pour laisser passer les signaux optiques de longueur d’onde λevers le chemin optique 13e.
On a illustré à la un quatrième mode de réalisation d’un système de routage optique 11. Le système de routage optique 11 comprend une succession de trois filtres de Bragg inclinés 17.1, 17.2 et 17.3, chacun configuré pour transmettre ou refléter un signal optique en fonction de sa longueur d’onde.
Le système de routage optique 11 comprend également des raccordements 20. Une lentille 21 est agencée en sortie du raccordement 20 entre les filtres de Bragg 17.1, 17.2 et 17.3 et le connecteur 12 de sorte que lorsqu’un émetteur/récepteur 2 branché au connecteur 12 émet un signal optique celui-ci est transmis jusqu’aux filtres de Bragg 17.1, 17.2 et 17.3 sous la forme d’un faisceau lumineux F à rayons parallèles. Les autres raccordements 20 sont chacun connectés optiquement à un des chemins optiques 13a-13c.
Le premier filtre de Bragg 17.1 est configuré de sorte à refléter les signaux optiques de longueur d’onde λavers le raccordement 20 connecté au chemin optique 13a et pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λb ou λc.
Le deuxième filtre de Bragg 17.2 est configuré de sorte à refléter les signaux optiques de longueur d’onde λbvers le raccordement 20 connecté au chemin optique 13b et pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λa ou λc.
Le troisième filtre de Bragg 17.3 est configuré de sorte à refléter les signaux optiques de longueur d’onde λcvers le raccordement 20 connecté au chemin optique 13c et pour transmettre les signaux optiques de longueur d’onde λa ou λb.
Ainsi, un signal optique en sortie du connecteur 12 sera dirigé vers un des chemins optiques 13a-13c en fonction de sa longueur d’onde. Par exemple, comme illustré à la , le signal optique est de longueur d’onde λbet le deuxième filtre de Bragg 17.2 reflète le faisceau lumineux F vers le raccordement 20 connecté au chemin optique 13b.
Inversement, selon le principe du retour inverse de la lumière, un signal optique provenant d’un des chemins optiques 13a-13c sera dirigé vers le raccordement 20 connecté au connecteur 12.
Selon une autre alternative non représentée ici, le système de routage optique 11 peut comprendre d’autres lentilles optiques insérées entre les filtres de Bragg 17.1-17.3 et configurées pour focaliser le faisceau F de sorte à limiter sont évasement. Alternativement, le système de routage optique 11 peut comprendre un premier milieu transparent dans lequel est destiné circuler le faisceau F jusqu’aux filtres de Bragg 17.1-17.3 et un deuxième milieu transparent, bordant le premier milieu transparent et présentant un indice de réfraction inférieure à celui du premier milieu transparent de sorte à guider le faisceau F dans le premier milieu transparent tout en laissant passer les faisceaux réfléchis par les filtres de Bragg 17.1-17.3.
On a illustré à la un autre mode de réalisation d’un système 100 de communication optique selon l’invention, celui-ci comprenant une pluralité de routeurs optiques 1 selon l’invention et une pluralité d’émetteurs/récepteurs 2.
Chacun des émetteurs/récepteurs 2 est connecté à un composant électronique 4, et également, est connecté optiquement à un port d’entrée/sortie 10 d’un des routeurs optiques 1 par l’intermédiaire d’une fibre optique 3. Ainsi, les émetteurs/récepteurs 2 connectés à un même routeur optique 1 peuvent communiquer entre eux, le routeur optique 1 distribuant les signaux optiques de communication entre lesdits émetteur/récepteurs 2, ce qui permet les transmissions informations entre les différents composants électroniques 4.
Un port d’entrée/sortie 10 d’un routeur optique 1 peut également être connecté optiquement à un port d’entrée/sortie 10 d’un autre routeur optique 1 par l’intermédiaire d’un routeur actif 5 comme illustré à la .
Un routeur actif 5 analyse un signal optique reçu pour déterminer l’émetteur/récepteur 2 destinataire et pour émettre un nouveau signal optique vers le routeur optique 1 auquel est connecté optiquement ledit émetteur/récepteur 2, le signal optique présentant la longueur d’onde adéquate pour que ledit routeur optique 1 dirige le signal optique vers ledit émetteur/récepteur 2.
La présence d’un routeur actif 5 dans le système de communication optique 100 est avantageuse, car elle permet de diminuer la quantité de longueurs d’onde différentes que doivent émettre les émetteurs/récepteurs 2 pour communiquer entre eux.
Par exemple, le système de communication optique 100 comprend un premier émetteur/récepteur 2 connecté à un premier routeur optique 1, ledit premier routeur optique 1 étant configuré pour diriger les signaux optiques à une première longueur d’onde, respectivement à une deuxième longueur d’onde, émis par ledit premier émetteur/récepteur 2 vers un autre émetteur/récepteur 2 connecté au premier routeur optique 1, respectivement à un routeur actif 5 connecté au premier routeur optique 1. Le système de communication optique 100 comprend également un deuxième routeur optique 1 auquel est connecté un deuxième émetteur/récepteur 2, le deuxième routeur optique 1 étant configuré pour diriger les signaux optiques à la première longueur d’onde émise par le routeur actif 5 vers le deuxième émetteur/récepteur 2. Ainsi, lorsque le premier émetteur/récepteur 2 souhaite communiquer avec le deuxième émetteur/récepteur 2, il émet un signal optique, contenant l’information du destinataire, à la deuxième longueur d’onde, ledit signal optique est dirigé par le premier routeur optique 1 vers le routeur actif 5, qui l’analyse puis émet un nouveau signal optique à la première longueur d’onde vers le deuxième routeur optique 1, ledit signal optique étant alors dirigé par le deuxième routeur optique 1 vers le deuxième émetteur/récepteur 2.
Le système de communication optique 100 peut également comprendre une connexion 6 connectant le relais 5 à un réseau de communication comportant une pluralité de systèmes de communication optique 100 connectés entre eux.
On a illustré à la un autre mode de réalisation d’un routeur optique 1 selon l’invention. Le routeur optique 1 comprend huit ports d’entrée/sortie 10.1-10.8 et deux boitiers 14.1 et 14.2. Les ports d’entrée/sortie 10.1-10.4 sont fixés au boitier 14.1 et les ports d’entrée/sortie 10.5-10.8 sont fixés au boitier 14.2. Les signaux optiques entrant dans un des ports d’entrée/sortie 10.1-10.8 sont dirigés en fonction de leur longueur d’onde vers un autre des ports d’entrée/sortie 10.1-10.8 selon le précédent tableau 4 d’affectation des longueurs d’onde.
La illustre les différents chemins optiques 13a-13g reliant optiquement le port d’entrée/sortie 10.1 à chacun des autres ports d’entrée/sortie 10.2-10.8. Les chemins optiques 13a-13c sont logés dans le boitier 14.1. Les chemins optiques 13d-13g sortent du boitier 14.1 puis rentre dans l’autre boitier 14.2 pour relier optiquement le port d’entrée/sortie 10.1 aux ports d’entrée/sortie 10.5-10.8.
Le routeur optique 1 comprend un premier multiplexeur 18.1 et un deuxième multiplexeur 18.2 connectés aux chemins optiques 13d-13g. Le premier multiplexeur 18.1 est configuré pour concentrer l’ensemble des chemins optiques 13d-13g en sortie du boitier 14.1 en un unique guide d’onde 19. Le deuxième multiplexeur 18.2 est configuré pour répartir chacun des chemins optiques 13d-13g, alors concentrés en l’unique guide d’onde 19, en entrée de l’autre boitier 14.2 vers le port d’entrée/sortie 10.5-10.8 correspond. Ainsi, les chemins optiques 13d-13g sont confondus entre le boitier 14.1 et l’autre boitier 14.2.
De manière alternative, le routeur optique 1 peut comprendre un multiplexeur 18, les chemins optiques 13d-13g étant confondus entre le port d’entrée/sortie 10.1 et l’entrée dans le boitier 14.2, le multiplexeur 18 étant configuré pour séparer les chemins optiques 13d-13g à l’entrée du boitier 14.2 en répartissant chaque chemin optique 13d-13g vers le port d’entrée/sortie 10.5-10.8 associé. Cette alternative est illustrée à la .
D’autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications ci-après.
Notamment, il est possible de combiner les différents modes de réalisation des systèmes de routage optique 11 entre eux. Par exemple, un système de routage optique 11 peut comprendre un prisme 14 ou un filtre de Bragg 17 et une pluralité de coupleurs résonateurs 15 et/ou une pluralité de coupleurs optiques 16, le prisme 14 ou le filtre de Bragg 17 étant configuré pour transmettre les signaux optiques de longueurs d’onde inférieures à une longueur prédéterminée vers un premier groupe de coupleurs résonateurs 15 ou coupleurs optiques 16 et pour transmettre les signaux optiques de longueurs d’onde supérieures à la longueur prédéterminée vers un deuxième groupe de coupleurs résonateurs 15 ou coupleurs optiques 16.

Claims (15)

  1. Routeur optique (1) pour la distribution de signaux optiques, comprenant au moins trois ports d’entrée/sortie (10), chacun adapté pour être connecté optiquement à un émetteur/récepteur (2) configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes,
    chaque port d’entrée/sortie comprenant un système de routage optique (11) relié à une pluralité de chemins optiques (13), internes au routeur optique, chacun des chemins optiques étant également relié à un autre des systèmes de routage optique de sorte à connecter optiquement le port d’entrée/sortie à chacun des autres ports d’entrée/sortie, le système de routage optique étant configuré pour diriger passivement un signal optique reçu par le port d’entrée/sortie dans un des chemins optiques choisi en fonction de la longueur d’onde dudit signal optique,
    le chemin optique par lequel est dirigé un signal optique d’une longueur d’onde donnée d’un premier port d’entrée/sortie vers un second port d’entrée/sortie étant le même chemin optique que celui emprunté par un signal optique de la longueur d’onde donnée du second port d’entrée/sortie vers le premier port d’entrée/sortie.
  2. Routeur optique selon la revendication précédente, au moins un, de préférence chacun, des systèmes de routage optique comprenant un ou plusieurs commutateurs pour diriger un signal optique en fonction de sa longueur d’onde, chaque commutateur étant choisi parmi :
    - un prisme (14) en matériau transparent dispersif,
    - un coupleur résonateur (15) comprenant des premier (151) et deuxième (152) guides d’onde et au moins un résonateur en anneau (150) agencé entre les premier et deuxième guides d’onde, le résonateur en anneau étant configuré pour transmettre un signal optique du premier guide d’onde au deuxième guide d’onde, et inversement, en fonction de la longueur d’onde du signal optique,
    - un coupleur optique (16) comprenant deux guides d’onde (160, 161) comprenant une section dans laquelle les deux guides d’onde sont rapprochés l’un de l’autre de sorte à transmettre un signal optique d’un des guides d’onde à l’autre des guides d’onde en fonction de la longueur d’onde du signal optique,
    - un filtre de Bragg (17) incliné et configuré pour transmettre ou refléter un signal optique en fonction de sa longueur d’onde.
  3. Routeur optique selon la revendication précédente, les guides d’onde des commutateurs étant des fibres optiques ou des guides à canal, de préférence le canal ayant une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm.
  4. Routeur optique selon la revendication 2 ou 3, au moins un des ports d’entrée/sortie comprenant un connecteur (12) sur lequel un émetteur/récepteur est destiné être branché, le connecteur étant configuré pour connecter optiquement un émetteur/récepteur, éventuellement prolongé par une fibre optique ou un guide à canal, au système de routage optique dudit port d’entrée/sortie.
  5. Routeur optique selon l’une des revendications 2 à 4, au moins un des systèmes de routage optique comprenant des raccordements (20) configurés pour connecter optiquement les commutateurs entre eux et/ou pour connecter optiquement les commutateurs avec le connecteur.
  6. Routeur optique selon la revendication précédente, les raccordement étant des fibres optiques ou des guides à canal, de préférence le canal ayant une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm.
  7. Routeur optique selon l’une des revendications précédentes, les systèmes de routage optique étant configurés pour diriger passivement des signaux optiques de longueur d’onde comprise entre 169 nm et 14 μm.
  8. Routeur optique selon l’une des revendications précédentes, les chemins optiques comprenant un ou des guides d’onde (13) dans lesquels sont destinés circuler les signaux optiques, de préférence les guides d’onde étant des fibres optiques ou des guides à canal, de préférence le canal ayant une base rectangulaire, de préférence carrée, de côté compris entre 0,020 µm et 5 µm par exemple, de préférence entre 0,15 µm et 5 µm.
  9. Système de communication optique (100) comprenant au moins un routeur optique (1) selon l’une des revendications précédentes et, pour chaque routeur optique, une pluralité d’émetteurs/récepteurs (2) configurés pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes, chacun des émetteurs/récepteurs étant connecté à un des ports d’entrée/sortie du routeur optique.
  10. Système selon la revendication précédente, au moins un, de préférence chacun, des émetteurs/récepteurs étant configuré pour émettre et recevoir des signaux optiques selon une pluralité de longueurs d’onde différentes au moins égale à N-1, N étant égal au nombre de ports d’entrée/sortie du routeur optique auquel l’émetteur/récepteur est connecté.
  11. Système selon la revendication 9 ou 10, au moins un des émetteurs/récepteurs comprenant une pluralité de lasers, chaque laser étant configuré pour émettre un signal optique laser de longueur d’onde différente des autres lasers.
  12. Procédé de communication optique comprenant l’utilisation d’un système de communication optique (100) selon l’une des revendications 9 à 11, l’utilisation comprenant l’émission d’un signal optique par un des émetteurs/récepteurs (2), dit premier émetteur/récepteur, et la réception du signal optique par au moins un autre des émetteurs/récepteurs, dit deuxième émetteur/récepteur.
  13. Procédé selon la revendication précédente, les premier et deuxième émetteurs/récepteurs étant connectés avec un premier composant électronique (4), respectivement un deuxième composant électronique (4), l’utilisation comprenant la communication d’informations du premier composant électronique au deuxième composant électronique par l’émission d’un signal optique du premier émetteur/récepteur et la réception dudit signal optique par le deuxième émetteur/récepteur, de préférence les premier et deuxième composants électroniques étant des processeurs et/ou des blocs mémoires et/ou des périphériques réseaux et/ou des périphériques informatiques.
  14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, l’utilisation comportant une étape de calibrage durant laquelle au moins un des émetteurs/récepteurs, dit émetteur/récepteur à calibrer, envoie au moins un signal optique à une longueur d’onde donnée,
    puis le signal optique est reçu par un autre des émetteurs/récepteurs qui envoie en retour un signal optique de réponse indiquant son identité à la même dite longueur d’onde donnée,
    et l’émetteur/récepteur à calibrer enregistre ensuite l’identité de l’autre émetteur/récepteur et l’associe à la longueur d’onde donnée.
  15. Procédé selon la revendication précédente, le signal optique émis par l’émetteur/récepteur à calibrer indique l’identité dudit émetteur/récepteur et l’autre émetteur/récepteur enregistre l’identité de l’émetteur/récepteur à calibrer et l’associe à la longueur d’onde donnée.
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