FR2500247A1 - Concentrateur-distributeur optique matriciel - Google Patents
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Abstract
CONCENTRATEUR-DISTRIBUTEUR OPTIQUE MATRICIEL. IL COMPREND UNE MATRICE 1 D'ORGANES 2 DE DEFLEXION DE LUMIERE ESCAMOTABLES, DONT LES M LIGNES ET K COLONNES (RESPECTIVEMENT LES L COLONNES RESTANTES) SONT RELIEES OPTIQUEMENT A M ET K EMETTEURS-RECEPTEURS 5 (RESPECTIVEMENT L EMETTEURS 9) DE SIGNAUX LUMINEUX POUR FORMER DEUX SOUS-MATRICES 3, 4 AYANT RESPECTIVEMENT KXM ET LXM DESDITS ORGANES. DE PREFERENCE, LES KXM ORGANES LAISSENT PASSER LES SIGNAUX INCIDENTS DES EMETTEURS ET EN PARTIE CEUX DES EMETTEURS-RECEPTEURS ET LES LXM ORGANES LAISSENT PASSER EN PARTIE LES SIGNAUX INCIDENTS PROVENANT DES L EMETTEURS ET DES M EMETTEURS-RECEPTEURS. ON REALISE AINSI DES COMMUNICATIONS BIDIRECTIONNELLE ENTRE LES M ET LES K EMETTEURS-RECEPTEURS ET UNIDIRECTIONNELLE DES L EMETTEURS VERS LES M EMETTEURS-RECEPTEURS, GEREES OPTIQUEMENT PAR DES MOYENS 14, 15, 16 CAPTANT UNE PARTIE TRANSMISE DES SIGNAUX. APPLICATION AUX TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES.
Description
La présente invention concerne un concentrateur-distributeur optique matriciel. Elle s'ap- plique notamment aux télécommunications optiques.
On connaît des systèmes de commutation appelés concentrateurs et permettant d'établir une communication bidirectionnelle entre au plus m émetteurs-récepteurs d'informations tels que des postes téléphoniques et au plus k autres. En général, le rapport m/k est différent de l'unité mais peut lui être égal.
On connaît également des systemes de commutation appelés distributeurs et permettant d'établir une communication unidirectionnelle d'au plus 1 émetteurs d'informations vers au plus p récepteurs.
I1 peut s'agir par exemple d'informations télévisées.
Dans l'état de la technique, il est connu de juxtaposer un concentrateur et un distributeur électroniques pour permettre par exemple a' des abonnés au téléphone, également munis de récepteurs de télévision, de pouvoir être raccordés à d'autres abonnés et en même temps à des émetteurs de télévision, de façon à pouvoir échanger des informations avec ces autres abonnés et également capter différents program;nes télévisés. Le système concentrateur-distributeur obtenu est complexe et a une consommation d'énergie électrique importante.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle a pour objet un concentrateur-distributeur optique matriciel caractérisé en ce qu'il comprend - une matrice à m lignes et n colonnes d'organes de
déflexion de lumière escamotables, formée :
d'une sous-matrice de concentration, à m lignes
et k colonnes, de ces organes, pour établir une
communication optique bidirectionnelle et biu
nivoque entre au plus k émetteurs-récepteurs de
signaux lumineux pris parmi m et au plus k au
tres émetteurs-récepteurs de signaux lumineux,
et
d'une sous-matrice de distribution, à m lignes
et 1 colonnes, desdits organes, n étant la somme
de k et l,pour établir une communication optique
unidirectionnelle d'au plus 1 émetteurs de si
gnaux lumineux vers au plus les m émetteurs-ré
cepteurs, et - des moyens de gestion de ces communications, en ce que chaque organe de déflexion de la sousmatrice de distribution est apte à transmettre au moins une partie de tout faisceau lumineux incident, provenant de l'un des l émetteurs, et en ce que les m émetteurs-récepteurs, les k autres émétteurs-récepteurs et les l émetteurs sont respectivement reliés optiquement aux m lignes de la matrice, aux k colonnes de la sous-matrice de concentration et aux l colonnes de la sous-matrise de distribution, respectivement par l'intermédiaire de m, k et l moyens de propagation de lumière, pour transmettre lesdites communications.
déflexion de lumière escamotables, formée :
d'une sous-matrice de concentration, à m lignes
et k colonnes, de ces organes, pour établir une
communication optique bidirectionnelle et biu
nivoque entre au plus k émetteurs-récepteurs de
signaux lumineux pris parmi m et au plus k au
tres émetteurs-récepteurs de signaux lumineux,
et
d'une sous-matrice de distribution, à m lignes
et 1 colonnes, desdits organes, n étant la somme
de k et l,pour établir une communication optique
unidirectionnelle d'au plus 1 émetteurs de si
gnaux lumineux vers au plus les m émetteurs-ré
cepteurs, et - des moyens de gestion de ces communications, en ce que chaque organe de déflexion de la sousmatrice de distribution est apte à transmettre au moins une partie de tout faisceau lumineux incident, provenant de l'un des l émetteurs, et en ce que les m émetteurs-récepteurs, les k autres émétteurs-récepteurs et les l émetteurs sont respectivement reliés optiquement aux m lignes de la matrice, aux k colonnes de la sous-matrice de concentration et aux l colonnes de la sous-matrise de distribution, respectivement par l'intermédiaire de m, k et l moyens de propagation de lumière, pour transmettre lesdites communications.
Dans la présente invention, le concentrateur et le distributeur sont donc intégrés en un même système matriciel. L'architecture de ce système se prête particulièrement bien a la commutation optique utilisée qui facilite à son tour la combinaison du concentrateur et du distributeur. Cette combinaison permet d'obtenir un concentrateur-distributeur particulièrement simple st limite les pertes lumineuses qui résulteraient d'une liaison optique entre un concentrateur et un distributeur séparés.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque organe de déflexion de la sousmatrice de concentration est apte à transmettre au moins une partie de tout faisceau lumineux incident, provenant de l'un des 1 émetteurs.
Selon une autre caractéristique particulière, chaque organe de déflexion de la sous-matrice de distribution est apte à transmettre au moins une partie d'un faisceau lumineux incident provenant de l'émetteur-récepteur correspondant à la ligne de cet organe et chaque organe de déflexion de la sousmatrice de concentration est apte à transmettre au moins une partie d'un faisceau lumineux incident, provenant de l'émetteur-récepteur correspondant à la ligne de cet organe et d'un faisceau lumineux incident provenant dudit autre émetteur-récepteur correspondant à la colonne de cet organe.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, lesdits moyens de gestion des communications sont prévus pour capter une partie transmise des faisceaux lumineux provenant des m émetteurs récepteurs, des k autres émetteurs-récepteurs et des 1 émetteurs, de façon à réaliser une gestion optique des communications.
Selon d'autres caractéristiques particulières de l'invention, lesdits moyens de propagation de l mière coqprennent chacun une fibre optique et une optique de liaison placée entre la fibre et une rangée de la matrice, et les organes de déflexion de lumière sont des miroirs semi-transparents ou bien comportent un prisme pentagonal et deux autres prismes triangulaires, présentant chacun deux faces adjacentes orthogonales et disposés de façon à permettre une déflexion à angle droit d'un faisceau lumineux inci dent et à transmettre au moins une partie de ce faisceau dans la direction d'incidence de ce dernier.
Enfin, de préférence, les faisceaux lumineux provenant respectivement des m émetteurs-récepteurs des k autres émetteurs-récepteurs et des 1 émetteurs ont respectivement des longueurs d'onde différentes X 2 et
D'autres caractéristiques et avantages du concentrateur-distributeur optique matriciel objet de l'invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels ::
- la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier du concentrateurdistributeur objet de l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique desdits moyens de propagation de lumière utilisés avec le concentrateur-distributeur représenté sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique d'une colonne d'organes de déflexion de lumière faisant partie de la sous-matrice de distribution ;
- la figure 4 est une vue d'un prisme pentagonal ;
- la figure 4a est une vue schématique d'une réalisation particulière d'un organe de déflexion de lumière comprenant un prisme pentagonal représenté à la figure 4 ;- et
- la figure 5 est une vue schématique d'une autre réalisation particulière du concentrateur-distributeur objet de l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages du concentrateur-distributeur optique matriciel objet de l'invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels ::
- la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation particulier du concentrateurdistributeur objet de l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique desdits moyens de propagation de lumière utilisés avec le concentrateur-distributeur représenté sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique d'une colonne d'organes de déflexion de lumière faisant partie de la sous-matrice de distribution ;
- la figure 4 est une vue d'un prisme pentagonal ;
- la figure 4a est une vue schématique d'une réalisation particulière d'un organe de déflexion de lumière comprenant un prisme pentagonal représenté à la figure 4 ;- et
- la figure 5 est une vue schématique d'une autre réalisation particulière du concentrateur-distributeur objet de l'invention.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une réalisation particulière du concentra teur-distributeur optique matriciel objet de l'in- vention. Ce concentrateur-distributeur comprend une matrice 1 à m lignes et n colonnes d'organes de déflexion de lumière escamotables 2 dont quelques uns seulement sont représentés sur la figure 1. Ces organes 2 sont donc situés aux m x n intersections de m rangées horizontales (sur la figure 1), appelées lignes, et de n rangées verticales (sur la figure 1), appelées colonnes. Ces rangées sont coplanaires. Chaque organe 2 est prévu pour dévier tout faisceau lumineux incident, de direction parallèle à une ligne de la matrice 1, dans une direction perpendiculaire, parallèlement à une colonne de la matrice 1, et réciproquement.Bien entendu, on pourrait réaliser un réseau des organes 2 selon des lignes par exemple horizontales et des colonnes inclinées d'un angle inférieur à 900 sur ces lignes ; les organes 2 seraient alors par exemple des miroirs plans semi-transparents orientés selon une bissectrice de l'angle en question.
La matrice 1 est divisée en deux sous-matrices : une sous-matrice 3 de concentration, à m lignes et k colonnes, et une sous-matrice 4 de dis tribution, à m lignes et 1 colonnes. Ces deux sousmatrices forment respectivement les parties 1concentrateur" et "distributeur" du concentrateur-distributeur objet de l'invention.
Les nombres k, 1, m et n (n étant la somme de k et 1) sont entiers et supérieurs ou égaux à un.
En général, m est différent de k, mais peut bien entendu lui être étal. On a suppose rn supérieur à k dans la réalisation particulière représentée à la figure 1 et dans laquelle m, k et 1 sont par exemple respectivement égaux à 64, 16 et 2.
Les m lignes de la matrice 1 sont reliées optiquement à m émetteurs-récepteurs 5 d'informa tions codes sous forme de signaux lumineux, à l'aide de moyens 6 de propagation de lumiere représentés de façon plus détaillée sur la figure 2. Chaque moyen 6 de propagation de lumière permet d 7 envoyer (cas de l'émission) ou de recevoir (cas de la réception) un faisceau lumineux dirigé selon une ligne de la matrice 1.
De meme, les k colonnes de la sous-matrice 3 de concentration sont reliées optiquement à k autres moyens 6 de propagation de lumière, ou circuits optiques, identiques aux précédents et reliés euxmêmes optiquement à un centre 7 de commutation. Ces k circuits correspondent à k autres émetteurs-récepteurs 5 d'informations codes sous forme de signaux lumineux.Ces k autres émetteurs-récepteurs 5 sont reliés optiquement à un auto-commutateur (non représenté) du centre 7 de commutation qui leur permet d'etre reliés optiquement par l'intermédiaire de la sous-matrice de concentration ou concentrateur 3, comme on le verra plus loin, aux m émetteurs-récepteurs précédents
Enfin, les 1 colonnes de la sous-matrice de distribution ou distributeur 4 sont reliées optiquement par l'intermédiaire d'une régie 8 de distribution, à 1 émetteurs 9 d'informations codées sous forme de signaux lumineux; à l'aide de moyens 6 de propagation de lumière identiques aux précédents.
Enfin, les 1 colonnes de la sous-matrice de distribution ou distributeur 4 sont reliées optiquement par l'intermédiaire d'une régie 8 de distribution, à 1 émetteurs 9 d'informations codées sous forme de signaux lumineux; à l'aide de moyens 6 de propagation de lumière identiques aux précédents.
Ces I émetteurs 9 permettent, par l'intermédiaire du distributeur a, d'envoyer des informations aux m émetteurs-récepteurs 5, comme on le verra plus loin.
Les émetteurs 9 sont par exemple des émetteurs de télévision diffusant des programmes selon les 1 colonnes du distributeur 4. Dans ce cas, ces colonnes correspondent donc à des canaux de diffusion de programmes télévises. Les m émetteurs récepteurs 5 sont alors, par exemple, des postes téléphoniques associés à des récepteurs de télévision.
La régie 8 de distribution gère les affectations des 1 colonnes du distributeur 4 en fonction des demandes afin d'avoir un distributeur 4 de taille réduite.
On pourrait réaliser une matrice 1 dans laquelle on aurait permuté le concentrateur 3 et le distributeur 4 représentés à la figure 1 : ce distributeur 4 serait alors à gauche du concentrateur 3 sur la figure 1. Mais les signaux portant les informations échangées entre les émetteurs-récepteurs 5 seraient alors perturbés en traversant le distributeur 4, que ce dernier soit utilisé ou non.
Sur la figure 2, on a représenté schématiquement les moyens 6 de propagation de lumière. Ils comportent par exemple chacun une fibre optique 10 et une optique de liaison 11 de distance focale donnée, placée entre la fibre 10 et une rangée (ligne ou colonne) de la matrice 1 (figure 1). L'extrémité 12 de la fibre 10 en regard de ladite rangée est placée à proximité du foyer 13 de l'optique 11.
Ainsi, la lumière issue d'un émetteur-récepteur 5 et transmise par la fibre 10 est-elle focalisée par l'optique 11 pour donner à la sortie de celle-ci un faisceau lumineux parallèle. Par exemple, avec une distance focale de 16 mm pour l'optique 11 et une fibre optique 10 dont le coeur a un diamètre de 60 um, le faisceau obtenu à la sortie de l'optique 11 a un diamètre de 6 ms sur une longueur pouvant atteindre 1,90 m. Après réflexion à 900 par un organe 2 de déflexion, ledit faisceau parallèle est focalisé par une optique 11 sur l'extrémité 12 d'une fibre optique 10 pour parvenir à un autre émetteurrécepteur 5.
De la même façon! la lumière issue d'un émetteur 9 est guidée par une fibre optique 19 puis focalisée par une optique de liaison 11 pour donner un faisceau lumineux parallèle, dirigé selon une colonne du distributeur 4 (figure 1).
Les organes 2 de déflexion de lumière (figure 1) sont montés sur des coulisseaux connus dans l'état de la technique, non représentés sur la figure 1 et permettant de déplacer les organes 2 en translation perpendiculairement au plan des rangées de la matrice 1 (plan de la figure 1). De façon connue dans l'état de la technique, le déplacement des coulisseaux- (et donc des organes 2) est obtenu par la manoeuvre d'un dispositif de commande, non représenté sur la figure 1, comprenant des barres de sélection et des barres de travail parallèles aux rangées de la matrice 1 et actionnées par. des électroaimants situés à la périphérie de cette matrice 1.
Au repos, les organes 2 sont escamotés et n'interceptent pas les rangées de la matrice 1. Les faisceaux lumineux issus des émetteurs-récepteurs 5 se propagent alors librement, respectivement selon les m lignes de la matrice 1 et les k colonnes du concentrateur 3. De même, les faisceaux lumineux issus des émetteurs 9 se propagent librement suivant les 1 colonnes du distributeur 4.
Les organes 2 de déflexion de lumière sont par exemple des miroirs semi-transparents inclinés à 450 sur les rangées de la matrice 1. Par manoeuvre d'un coulisseau du concentrateur 3, le miroir 2 monté sur ce coulisseau vient intercepter les faisceaux lumineux respectivement confondus avec la ligne et la colonne du concentrateur 3 à l'intersection desquelles ce miroir 2 se trouve et les dévie à 900 respectivement selon ladite colonne et ladite ligne, mettant ainsi en communication l'un des m émetteursrécepteurs 5 et l'un des k autres émetteurs-récepteurs 5. Par déplacement d'un miroir 2 correspondant à l'intersection d'une autre ligne et d'une autre colonne on peut mettre en communication deux autres émetteurs-récepteurs 5.
Ainsi, le concentrateur 3 permet-il d'établir une communication optique bidirectionnelle et biunivoque entre au plus k émetteurs-récepteurs 5 pris parmi m et au plus k autres émetteursrécepteurs 5.
De la même façon, par manoeuvre d'un coulisseau du distributeur 4, le miroir 2 monté sur ce coulisseau vient intercepter le faisceau lumineux confondu avec la colonne du distributeur 4 sur laquelle il se trouve et le dévie à 900 selon une ligne de la matrice 1, permettant ainsi à l'un des m émetteurs-récepteurs 5 de recevoir des informations de l'un des 1 émetteurs 9. Par déplacement d'autres miroirs 2 correspondant à ladite colonne, d'autres émetteurs-récepteurs 5 pris parmi les m peuvent recevoir les informations dudit émetteur 9. De même, par déplacement des miroirs 2 correspondant à d'autres colonnes du distributeur 4, les m émetteursrécepteurs 5 peuvent recevoir des informations provenant d'autres émetteurs 9.
Ainsi, le distributeur 4 permet-il d'établir une communication optique unidirectionnelle d'au plus 1 émetteurs 9 vers au plus les m émetteurs-récepteurs 5.
Des moyens de gestion des communications, reliés au centre 7, sont prévus pour le concentrateur-distributeur objet de l'invention : moyens 14 de gestion des m émetteurs-récepteurs 5, moyens 15 de gestion des k circuits optiques 6, correspondant aux k autres émetteurs-récepteurs 5, et moyens 16 de gestion de la distribution des informations issues des émetteurs 9.Du fait de la semi-transparence des miroirs 2, la gestion des communications peut être optique : les moyens 14, 15 et 16 de gestion comportent respectivement m, k et 1 photodétecteurs 17, respectivement dans le prolongement des m lignes de la matrice 1, des k colonnes du concentrateur 3 et des 1 colonnes du distributeur 4 (et à l'opposé des moyens 6 de propagation de lumière correspondant respectivement auxdites m lignes, auxdites k colonnes et auxdites 1 colonnes). Chaque photodétecteur 17 peut capter la partie transmise du faisceau lumineux dans le prolongement duquel il se trouve.
Par exemple, lorsque les miroirs 2 du concentrateur 3 n'interceptent pas les différents faisceaux lumineux dirigés selon les lignes de la matrice 1, ^'est-à-dire en l'absence de communication bidirectionnelle, un faisceau arrivant sur la matrice 1 la traverse sans déviation et est reçu sur le photodétecteur 17 correspondant, sans affaiblissement, indiquant que "1a ligne est libre". Lors d'une communication, le photodétecteur 17 capte une fraction dufaisceau lumineux incident et moyennant une détection et un traitement appropriés, les moyens 14 de gestion des m ni émetteurs-récepteurs S peuvent sur- veiller et gérer la communication en cours : nouvelle demande de service, fin de communication...
Les faisceaux lumineux provenant respec tivement des m émetteurs-récepteurs 5, des k autres émetteurs-récepteurs 5 et des 1 émetteurs 9 peuvent avoir respectivement des longueurs d'onde différen tes #1, et et #3. De plus, les 1 émetteurs peuvent diffuser respectivement des informations sur des fréquences fl, f2; . i f1 différentes.
Tout organe 2 de déflexion (tel qu'un miroir semi-transparent) du concentrateur 3 est. alors prévu, de préférence, pour - réfléchir à 90 la majeure partie d'un faisceau
lumineux incident de longueur d'onde B1 ou
(pour que la réception soit bonne, le faisceau lu
mineux incident sur l'émetteur-récepteur 5 cor
respondant ayant alors une intensité importante),
le reste étant transmis (pour la supervision d'une
ligne de la matrice 1 ou d'une colonne du distri
buteur 3) ou absorbé, et - être transparent à un faisceau lumineux incident
de longueur d'onde X3 (pour que la réception des
informations de l'émetteur 9 correspondant soit
bonne).
lumineux incident de longueur d'onde B1 ou
(pour que la réception soit bonne, le faisceau lu
mineux incident sur l'émetteur-récepteur 5 cor
respondant ayant alors une intensité importante),
le reste étant transmis (pour la supervision d'une
ligne de la matrice 1 ou d'une colonne du distri
buteur 3) ou absorbé, et - être transparent à un faisceau lumineux incident
de longueur d'onde X3 (pour que la réception des
informations de l'émetteur 9 correspondant soit
bonne).
De plus, tout organe 2 de déflexion (tel qu'un miroir semi-transparent) du distributeur 4 est prévu, de préférence pour - être transparent à un faisceau lumineux incident
de longueur d'onde B1 (pour que la gestion de la
ligne de ltémetteur-récepteur 5 correspondant
soit perturbée le moins possible par la présence
des miroirs 2 du distributeur 4), et - transmettre la majeure partie d'un faisceau lumi
neux incident de longueur d'onde B3 (pour que
l'intensité de ce faisceau lumineux ne soit pas
trop faible à son arrivée sur le mième miroir 2 de
la colonne à laquelle ledit miroir 2 appartient),
le reste étant réfléchi à 90 vers l'un des m
émetteurs-récepteurs correspondant, ou absorbé.
de longueur d'onde B1 (pour que la gestion de la
ligne de ltémetteur-récepteur 5 correspondant
soit perturbée le moins possible par la présence
des miroirs 2 du distributeur 4), et - transmettre la majeure partie d'un faisceau lumi
neux incident de longueur d'onde B3 (pour que
l'intensité de ce faisceau lumineux ne soit pas
trop faible à son arrivée sur le mième miroir 2 de
la colonne à laquelle ledit miroir 2 appartient),
le reste étant réfléchi à 90 vers l'un des m
émetteurs-récepteurs correspondant, ou absorbé.
D'après ce qui précède, en désignant par I ) l'intensité d'un faisceau lumineux de longueur d'onde X1 issu de l'un des m émetteurs-récepteurs 5 et tombant, selon une ligne de la matrice 1, sur un miroir 2 semi-transparent du concentrateur 3, et par a le coefficient de réflexion de ce miroir 2 pour la longueur d'onde ll a est voisinde 1, l'intensité réfléchie est αI(#1) et l'intensité transmise vaut (1-α)I(#1), en négligeant l'absorption du miroir 2.
Par suite de la transparence du miroir 2 du distributeur 4 à un faisceau de longueur d'onde X1, cette intensité (l-a)I(ll) parvient au photodétecteur 17 correspondant à ladite ligne.
De même, en désignant par I(X2) l'intensité d'un faisceau lumineux de longueur d'onde #2 issu de l'un des k autres émetteurs-récepteurs 5 et tombant, selon une colonne du concentrateur 3, sur le miroir 2 précédent, et par ss le coefficient de réflexion dudit miroir 2 pour la longueur d'onde #2, ss est voisin de 1, l'intensité réfléchie est ssI(#2) et l'intensité transmise vaut (1-ss)I(#2), en négligeant encore l'absorption du miroir 2.
En supposant 1 = 2, en désignant par I(X3,fl) et I(3,f2) les intensités des faisceaux lumineux issus des deux émetteurs 9 diffusant des informations sur des fréquences respectivement égales à fl et f2 et en supposant enfin que tous les miroirs 2 des deux colonnes du distributeur 4, du premier au ième, interceptent chacun la ligne de la matrice 1 qui leur correspond, l'intensité résultante parvenant au .ème des m émetteurs-récepteurs 5, vaut, du fait de la transparence des miroirs 2 du concentrateur 3 pour un faisceau de longueur d'onde aux aux pertes près, et pour des miroirs ayant tous le même coefficient de réflexion T:: #00-#)i-1 I(#3,f1)+ #(I-#)i I(#3,f2)
Aux émetteurs 9 diffusant respectivement des informations sur les fréquences f1 et f2 corres pondent deux photodétecteurs 17 recevant sensiblement les fractions (1-r)mI(#3,f1) et (1-r)mI(#3,f2) des intensités I(X3,fl) et I(X3,2).
Aux émetteurs 9 diffusant respectivement des informations sur les fréquences f1 et f2 corres pondent deux photodétecteurs 17 recevant sensiblement les fractions (1-r)mI(#3,f1) et (1-r)mI(#3,f2) des intensités I(X3,fl) et I(X3,2).
Sur la figure 3, on a représenté schématiquement une colonne de m organes 2 de déflexion de lumière (miroirs semi-transparents par exemple) faisant partie du distributeur 4 (figure 1). En désignant par I(X3) l'intensité du faisceau lumineux de longueur d'onde B3 issu de l'émetteur 9 correspondant à ladite colonne et tombant sur les m miroirs 2, et par T1, T2,..., Tm les coefficients de réflexion de ces m miroirs, les intensités lumineu ses I1; I2,...*Im réfléchies par ces miroirs et cap
ni tées par les m émetteurs-récepteurs sont égales si le miroir de rang i a un coefficient Ti égal à l/i : le coefficient du premier miroir (de rang m) recevant le faisceau lumineux d'intensité I(X3) vaut alors l/m, celui du second (de rang m-l), l/m-l,...
ni tées par les m émetteurs-récepteurs sont égales si le miroir de rang i a un coefficient Ti égal à l/i : le coefficient du premier miroir (de rang m) recevant le faisceau lumineux d'intensité I(X3) vaut alors l/m, celui du second (de rang m-l), l/m-l,...
et celui de l'avant dernier (de rang 2), . Néanmoins, le dernier miroir est alors choisi pour avoir un coefficient de réflexion légèrement inférieur à un pour que l'on puisse effectuer ladite gestion optique.
Sur la figure 4, on a représenté en vue de dessus, un prisme pentagonal 18. Deux faces 19 et 19a de ce prisme 18 forment entre elles un angle de 450 ; deux autres faces 20 et 20a sont perpendiculaires et se raccordent symétriquement aux faces 19 et 19a précédentes, selon des angles de 112,50. Ce prisme 18 présente l'avantage de permettre à tout faisceau lumineux 21 tombant sur l'une des faces 20 et 20a de ressortir, après réflexion dans le prisme 18, par l'autre et perpendiculairement à la direction du faisceau initial incident. On dispose ainsi d'un organe de déflexion à 900 d'un faisceau lumi neux. On peut donc remplacer les miroirs employés dans le concentrateur-distributeur objet de l'invention, par Ces prismes pentagonaux.
Un prisme pentagonal peut défléchir un faisceau lumineux incident, parallèle à une rangée de la matrice, à 900, même si ce prisme ne présente pas rigoureusement ses faces 20 et 20a perpendiculairement aux rangées de la matrice, contrairement à un miroir qui a l'inconvénient connu de doubler l'erreur de positionnement angulaire, mais reste néanmoins simple et économique.
Cependant, le prisme pentagonal 18 ne permet pas d'extraire une fraction du faisceau 21 incident pour réaliser la gestion optique des communications mentionnée plus haut. Pour pallier cet inconvénient, on utilise l'ensemble 22 représenté schématiquement en vue de dessus sur la figure 4a.
Cet ensemble 22 comporte le prisme pentagonal 18 représenté sur la figure 4 et deux autres prismes triangulaires 23 et 23a identiques l'un à l'autre. Chacun de ces derniers a deux faces 31a et 31b ou 31c et 31d orthogonales, la troisième 25 ou 25a faisant respectivement des angles de 67,50 et 22,50 avec ces faces 31a et 31b ou 31c et 31d orthogonales. Cette troisième face 25 ou 25a a par ailleurs les mêmes dimensions que les faces 19 et 19a du prisme pentagonal 18.L'ensemble 22 est alors obtenu en disposant chaque prisme triangulaire 23 ou 23a de façon que sa troisième face 25 ou 25a vienne recouvrir une face 19 ou 19a du prisme pentagonal 18 et que sa face 31a ou 31c soit dans le prolongement d'unie faoe 20 ou 20a du prisme pentagonal 18 pour former ainsi des faces 24 et 24a de l'ensemble 22.
De tels ensembles 22, munis d'une couche dichroïque d'interface disposee sur les faces 19 et l9a du prisme pentagonal 18 et choisie pour entre transparente à un faisceau incident de longueur d'onde B3 et pour réfléchir en majeure partie un faisceau incident de longueur d'onde X, ou B2 peuvent donc remplacer les miroirs semi-transparents dans la sous-matrice 3 de concentration (figure 1).
En effet, tout faisceau 21a ou 21b tombant sur une face 20 ou 20a du prisme 18, et de longueur d'onde ou ou B2 est en majeure partie dévié par eux à 900, une faible partie 21c ou 21d de ce faisceau 21a ou 21b étant transmise dans la direction d'incidence de ce dernier, car les faces 24 et 31d (respectivement 24a et 31b) de ces ensembles 22 sont parallèles.
La structure matricielle du concentrateur-distributeur objet de l'invention présente l'avantage d'être modulaire et donc extensible selon l'un quelconque des côtés de ce concentrateur-distributeur. En particulier, une extension du côté du distributeur 4 (figure 1) est possible, afin d'augmenter le nombre d'émissions distribuées selon les colonnes du distributeur 4.Ce type d'extension peut conduire, compte tenu des dimensions de la matrice 1 et du pas de raccordement des fibres optiques 10 d'entrée et de sortie (figure 2) qui est d'envircn 30 mm, à une autre réalisation particulière du concentrateur-distributeur objet de l'invention, représentée schématiquement, en coupe, à la figure 5 et dans laquelle ladite matrice 1 est repliée au moins une fois sur elle-même, selon un axe AA parallèle à l'une de ses rangées, pour former au moins deux autres matrices 25 et 26 comportant des rangées 27 et 28 se correspondant de à deux et perpendiculaires audit axe AA.Des moyens optiques de renvoi 29, tels que des miroirs diélectriques, sont prévus pour diriger tout faisceau lumineux 30 issu de l'une 27 desdites rangées de l'une 25 de ces autres matrices vers la rangée 28 correspondante d'une autre matrice 26 adjacente.
Le concentrateur-distributeur objet de l'invention présente bien des avantages : il ne nécessite que peu de composants et son fonctionnement est fondé sur les lois de l'optique géométrique classique. Grâce aux organes de déflexion tels que des miroirs semi-transparents, il permet de gérer optiquement les signaux lumineux qui lui parvien- nent.
Lesdits miroirs (qui peuvent etre remplacés par des prismes pentagonaux associés à deux autres prismes) permettent de dévier des signaux Oc- cupant une tres large bande de frequences-Par ailleurs, pour mettre deux émetteurs-récepteurs en communication, il suffit de mettre un seul miroir semitransparent sur le trajet des faisceaux lumineux correspondant à ces émetteurs=recepteurs, ce qui n'introduit qu'un seul élément d'affaiblissement et n'entraîne donc que de faible pertes d'énergie 9u- mineuse. De plus, ce concentrateur-dsstributeur affaiblit peu les signaux traités par lui car les faisceaux lumineux qui portent ces signaux sont rendus parallèles par les optiques de liaison à leur entrée dans le concentrateur-distributeur et le restent jusqu'à leur focalisation par d'autres optiques de liaison pour être injectés dans les fibres optiques de sortie.
Enfin, la structure de ce concentrateurdistributeur permet d'employer le meme dispositif de commande pour le concentrateur et le distributeur et permet également de réduire fortement les pertes en énergie lumineuse en supprimant toute liaison optique qu'il faudrait établir entre un concentrateur et un distributeur qui seraient séparés, liaison nécessitant une focalisation dans une fibre optique de liaison et l'obtention d'un nouveau faisceau parallèle.
Claims (10)
1. Concentrateur-distributeur optique matriciel, caractérisé en ce qu'il comprend : - une matrice (1) à m lignes et n colonnes d'organes
(2) de déflexion de lumière escamotables, formée
d'une sous-matrice (3) de concentration, à m li
gnes et k colonnes, de ces organes (2), pour
établir une communication optique bidirection
nelle et biunivoque entre au plus k émetteurs
récepteurs (5) de signaux lumineux pris parmi m
et au plus k autres émetteurs-récepteurs (5) de
signaux lumineux, et
d'une sous-matrice (4) de distribution, à m li
gnes et 1 colonnes, desdits organes (2), n étant
la somme de k et 1, pour établir une communica
tion optique unidirectionnelle d'au plus 1 émet
teurs (9) de signaux lumineux vers au plus les m
émetteurs-récepteurs (5), et - des moyens de gestion (14, 15r 16] de ces communi
cations, en ce que chaque organe (2) de déflexion de la sousmatrice (4) de distribution est apte à transmettre au moins une partie de tout faisceau lumineux incident, provenant de l'un des 1 émetteurs (9), et en ce que les n émetteurs-récepteurs (5), les k autres e-metteurs-récepteurs (5) et les 1 émetteurs (9) sont respectivement reliés optiquement aux m lignes de la matrice (1), aux k colonnes de la sous-matrice (3) de concentration et aux 1 colonnes de la sous-matrice (4) de distribution, respectivement par l'intermédiaire de m, k et 1 moyens-(6) de propagation de lumière, pour transmettre lesdites communications.
2. Concentrateur-distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque organe (2) de déflexion de la sous-matrice (3) de concentration est apte à transmettre au moins une partie de tout faisceau lumineux incident, provenant de l'un des 1 émetteurs (9).
3. Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque organe (2) de déflexion de la sousmatrice (4) de distribution est apte à transmettre au moins une partie d'un faisceau lumineux incident, provenant de l'émetteur-récepteur (5) correspondant à la ligne de cet organe (2) et en ce que chaque organe (2) de déflexion de la sous-matrice (3) de concentration est apte à transmettre au moins une partie d'un faisceau lumineux incident, provenant de l'émetteur-récepteur (S) correspondant à la ligne de cet organe (2) et d'un faisceau lumineux incident, provenant dudit autre émetteur-récepteur (5) correspondant à la colonne de cet organe (2).
4. Concentrateur-distributeur selon la revendication 3,caractérisé en ce que lesdits moyens de gestion (14, 15, 16) des communications sont prévus pour capter une partie transmise des faisceaux lumineux provenant des m émetteurs-récepteurs (5), des k autres émetteurs-récepteurs (5) et des 1 émetteurs (9), de façon à réaliser une gestion optique des communications.
5. Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (6) de propagation de lumière comprennent chacun une fibre optique (10) et une optique de liaison (11) placée entre la fibre (10) et une rangée de la matrice (1).
6. Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes (2) de déflexion de lumière sont des miroirs semi-transparents.
7. Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes (2) de déflexion de lumière comportent un prisme pentagonal (18) et deux autres prismes triangulaires (23, 23a), présentant chacun deux faces adjacentes (20-20a, 31a-31b, 31c-31d) orthogonales et disposés de façon à permettre une déflexion à angle droit d'un faiscean lumineux (21a ou 21b) incident et à transmettre au noins une partie 21c ou 21d) de ce faisceau (21a cu 21t) dans la direction d'incidence de
8.Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractéris6 en ce que les faisceaux lumineux provenant respectivement des m émetteurs-récepteurs (5), des k autres émetteurs-récepteurs (5) et des l émetteurs (9) ont respectivement des lonqueurs d'onde différentes #1, et
9.Concentrateur-distributeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les organes (2) de déflexion de la sous-matrice (3) de concentration sont prévus pour réfl6chir la majeure partie des faisceaux lumineux incidents, de longueur d'onde #1 ou #2, le reste étant transmis ou absorbé, et pour etre transparents à ceu de longueur onde et en ce que les organe (2) de déflexion de la sous-matrice (4) de distribution sont prévus pour transmettre la majeure partie des faisceaux lumineux de longueur d'onde X3, le reste etant réfléchi ou absorbé, et pour etre transparents à ceux de longueur d'onde X1.
10. Concentrateur-distributeur selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que ladite matrice (1) est repliée au moins une fois sur elle-meme, selon un axe (AA) pa parallèle à l'une de ses rangées, pour former au moins deux autres matrices (25, 26) comportant des rangées (27, 28) se correspondant deux à deux et perpendiculaires audit axe (AA) et en ce que des moyens optiques de renvoi (29) sont prévus pour diriger tout faisceau lumineux (30) issu de l'une (27) desdites rangées de l'une (25) de ces autres matrices vers la rangée (28) correspondante d'une autre matrice (26) adjacente.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8102883A FR2500247B1 (fr) | 1981-02-13 | 1981-02-13 | Concentrateur-distributeur optique matriciel |
| FR8117149A FR2512620B2 (fr) | 1981-02-13 | 1981-09-10 | Concentrateur-distributeur optique matriciel |
| GB8203737A GB2093304B (en) | 1981-02-13 | 1982-02-09 | Matrix-type optical concentrator distributor |
| CA000395964A CA1178464A (fr) | 1981-02-13 | 1982-02-10 | Concentrateur-distributeur optique du type matriciel |
| JP57021036A JPS57210314A (en) | 1981-02-13 | 1982-02-12 | Matrix type light collector/distributor |
| DE19823205029 DE3205029A1 (de) | 1981-02-13 | 1982-02-12 | Optischer konzentrator/verteiler mit matrixaufbau |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8102883A FR2500247B1 (fr) | 1981-02-13 | 1981-02-13 | Concentrateur-distributeur optique matriciel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2500247A1 true FR2500247A1 (fr) | 1982-08-20 |
| FR2500247B1 FR2500247B1 (fr) | 1987-12-24 |
Family
ID=9255185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8102883A Expired FR2500247B1 (fr) | 1981-02-13 | 1981-02-13 | Concentrateur-distributeur optique matriciel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2126772A5 (fr) * | 1971-02-11 | 1972-10-06 | Siemens Ag | |
| EP0005114A1 (fr) * | 1978-04-21 | 1979-10-31 | Michel Emile Treheux | Système de commutation spatiale et de commande d'un réseau de commutation de signaux à fréquences optiques |
-
1981
- 1981-02-13 FR FR8102883A patent/FR2500247B1/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2126772A5 (fr) * | 1971-02-11 | 1972-10-06 | Siemens Ag | |
| EP0005114A1 (fr) * | 1978-04-21 | 1979-10-31 | Michel Emile Treheux | Système de commutation spatiale et de commande d'un réseau de commutation de signaux à fréquences optiques |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ABJP/81 * |
| EXBK/80 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2500247B1 (fr) | 1987-12-24 |
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