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Etre
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Sys
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Fre
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Physical
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4 d
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12 volts
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491 s
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1 volt
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6 volts
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2 volts
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10 volts
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4 g
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4 h
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Disease
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Bruit
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Tic
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Molecule
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DES
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Ce-
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Polymer
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520174A1
Family ID 4694541
Probable Assignee Lignes Telegraph Telephon
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME DE TRANSMISSION DE SIGNAUX NUMERIQUES SUR FIBRE
OPTIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
The receiver of an optical-fiber transmission system comprises a
device for restoring each digital signal comprising a first comparator
comparing the level of the electric signal with a first reference
level and generating a signal when the level of the electric signal is
less than the reference level, a second comparator comparing the level
of the electric signal with a second reference level and generating a
signal when the level of the electric signal is greater than the
reference level, and a summator summing the signals generated by the
two comparators.
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE TRANSMISSION DE SIGNAUX
NUMERIQUES SUR FIBRE OPTIQUE.
LE RECEPTEUR DE CE SYSTEME DE TRANSMISSION COMPORTE UN DISPOSITIF DE
RESTITUTION DE CHAQUE SIGNAL NUMERIQUE COMPRENANT UN PREMIER
COMPARATEUR 252 DU NIVEAU DU SIGNAL ELECTRIQUE A UN PREMIER NIVEAU DE
REFERENCE, ENGENDRANT UN SIGNAL LORSQUE LE NIVEAU DU SIGNAL ELECTRIQUE
EST INFERIEUR AU NIVEAU DE REFERENCE, UN SECOND COMPARATEUR 253 DU
NIVEAU DU SIGNAL ELECTRIQUE A UN SECOND NIVEAU DE REFERENCE,
ENGENDRANT UN SIGNAL LORSQUE LE NIVEAU DU SIGNAL ELECTRIQUE EST
SUPERIEUR AU NIVEAU DE REFERENCE, ET UN SOMMATEUR 255 DES SIGNAUX
ENGENDRES PAR LES DEUX COMPARATEURS.
APPLICATION A LA TRANSMISSION DE DONNEES ASYNCHRONES SUR FIBRE
OPTIQUE.
Description
_________________________________________________________________
SYSTEME DE TRANSMISSION DE SIGNAUX NUMERIQUES
SUR FIBRE OPTIQUE
La presente invention se rapporte d'une maniere generale aux systemes
de transmission de signaux numeriques sur fibre optique et concerne
plus particulierement un dispositif destine a restituer
indifferemment soit des signaux numeriques synchrones ou asyn-
chrones, soit des signaux numeriques constitues chacun d'une serie
infinie d'etats logiques I ou 0.
D'une maniere generale, un systeme de transmission sur fibre optique
comporte un emetteur compose d'une diode photoemettrice et son circuit
de commande et d'alimentation, la diode etant couplee optiquement a
une extremite de la fibre optique, et un recepteur compose d'une diode
photodetectrice couplee a l'autre extremite de
ladite fibre et son circuit de commande.
En outre, on sait que la transmission sur fibre optique d'infor-
mations numeriques, et notamment de series infinies d'etats logiques
l ou 0, pose des problemes au niveau de la restitution des infor-
mations En effet, dans ce cas, la diode photoemettrice emet une
puissance optique continue dans la fibre optique, de sorte qu'apres
propagation dans la fibre, ladite puissance continue est recue par la
diode photodetectrice qui genere un courant electrique sensiblement du
meme ordre de grandeur que son courant dit d'obscurite; des lors, il
s'avere extremement difficile de detecter et partant de restituer les
informations numeriques transmises en continu sur la
fibre optique.
Pour resoudre ce probleme, il est connu d'utiliser a l'emission un
commutateur commande par chaque information numerique a transmettre et
pilote par un signal de modulation de frequence donnee, de sorte que
la diode photoemettrice est attaquee par le signal de modulation
representatif de ladite information, et a la
reception un dispositif de restitution ou recuperation de l'infor-
mation numerique comportant un redresseur a diode suivi d'un filtre.
Toutefois, un tel dispositif de restitution presente des inconve-
nients En effet, le signal engendre par le redresseur a diode presente
un temps de montee ou de descente trop important, de sorte qu'il
s'avere necessaire de concevoir un filtre particulierement approprie
pour restituer exactement l'information numerique Ce-
pendant, ce filtre est d'une structure complexe et est par conse-
quent couteux En outre, la restitution d'informations numeriques
asynchrones necessite une frequence de modulation nettement plus
elevee que celle de chaque information, ce qui a pour effet
d'augmenter la largeur de bande du recepteur, d'engendrer du bruit,
et partant d'obtenir une mauvaise sensibilite D'autre part, les infor-
mations numeriques une fois detectees peuvent presenter des distor-
sions, de sorte qu'il est indispensable de mettre en oeuvre une
commande automatique de gain de la diode photodetectrice.
La presente invention a pour but de remedier a ces inconve-
nients en proposant un dispositif destine a restituer des informations
ou donnees numeriques de tout type, c'est-a-dire soit des donnees
synchrones ou asynchrones, soit des donnees en series infinies d'etats
logiques l ou 0, qui est d'une structure simple, est peu couteux,
assure une parfaite restitution des donnees numeriques, se dispense de
toute commande automatique de gain, et permet au recepteur de
conserver une excellente sensibilite.
A cet effet, l'invention a pour objet un systeme de trans-
mission d'au moins un signal numerique sur fibre optique, compor-
tant:
un emetteur d'un rayonnement lumineux dans la fibre op-
tic, comprenant des moyens de commutation recevant un signal de
modulation et etant commandes par le signal numerique a trans-
mettre, et une source lumineuse emettant le rayonnement dans la fibre
et etant reliee aux moyens de commutation; un recepteur du rayonnement
lumineux apres propagation dans la fibre, comprenant des moyens de
conversion du rayonnement recu en un signal electrique, et un
dispositif de restitution du signal numerique relie aux moyens de
conversion; le systeme etant caracterise par le fait que le dispositif
de restitution comporte: des premiers moyens de comparaison du niveau
du signal electrique a un premier niveau de reference, engendrant un
premier signal lorsque le niveau du signal electrique est inferieur au
premier niveau de reference; des seconds moyens de comparaison du
niveau du signal electrique a un second niveau de reference,
engendrant un second signal lorsque le niveau du signal electrique est
superieur au second niveau de reference; et des moyens de sommation
des signaux engendres par les premiers et seconds moyens de
comparaison, delivrant en sortie le
signal numerique.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparai-
tront mieux dans la description detaillee qui suit et se refere aux
dessins annexes, donnes uniquement a titre d'exemple et dans lesquels:
les figures la et lb representent respectivement deux exemples
d'informations numeriques destinees a etre restituees par le
dispositif selon l'invention; la figure 2 represente un schema global
d'un systeme de transmission d'informations numeriques sur fibre
optique; la figure 3 represente un schema d'un mode de realisation du
dispositif de restitution selon l'invention; et la figure 4, a a h,
represente des diagrammes en fonction du temps illustrant la
restitution d'une information numerique selon l'in vention.
La figure la represente des informations numeriques asyn-
chrones destinees a etre transmises sur une fibre optique Ces
informations numeriques sont constituees par exemple d'un bit egal a
0, de duree t 1 egale par exemple a 4,Sys, d'un bit egal a 1, de duree
t 2 egale par exemple a 491 s, et d'un bit egal a 0, de duree t 3
egale par exemple a l Ps.
La figure lb represente un autre type d'information nume-
rique, constituee par exemple par une serie continue et infinie de
bits egaux a 1 Bien entendu, ce type d'information numerique pourrait
etre constitue par une serie continue et infinie de bits egaux a 0,
sans sortir du cadre de l'invention. La figure 2 represente un schema
general d'un systeme de transmission sur fibre optique d'informations
ou donnees numeriques soit synchrones, soit asynchrones (figure la),
soit encore du type a
series continues et infinies d'etats logiques 0 ou 1 (figure lb).
Ce systeme de transmission comporte un emetteur 10, un recepteur 20 et
une fibre optique 30 monomode ou multimode,
servant de ligne de transmission.
L'emetteur 10 comporte des moyens de commutation, cons-
titues par exemple par une porte analogique ou logique 11, de
structure classique, recevant un signal de modulation, de fre-
quence F, fourni par un oscillateur sinusoidal ou carre 12 La porte Il
est commandee par l'information numerique a transmettre, presente a
une entree E, et est reliee en sortie a des moyens d'emission 14 d'un
rayonnement lumineux dans la fibre 30 Ces moyens d'emission 14 sont
constitues par exemple par une diode electroluminescente ou une diode
laser, couplee optiquement a la
fibre 30.
Le diagramme 4 a represente une information numerique pre-
sente en E, constituee par exemple par un bit egal a 1, et de duree
finie T. Le diagramme 4 b represente le signal de modulation 51, par
exemple du type carre, de periode T', genere par l'oscillateur 12.
Le diagramme 4 c represente le signal 52 engendre par la porte Il
lorsque celle-ci se bloque par exemple en presence d'un etat logique O
et se declenche en presence d'un etat logique 1 Dans ces conditions,
le signal 52 represente le signal de modulation
present pendant la meme duree T que celle de l'information nume-
rique E (diagramme 4 a), et vient attaquer la diode electro-
luminescente 14 dont la puissance optique emise est injectee dans la
fibre. Comme il apparait sur la figure 2, le recepteur 20 comporte des
moyens de conversion 21 en signal electrique du rayonnement lumineux
recu apres propagation dans la fibre optique 30 Ces moyens 21 sont
realises par exemple a l'aide d'une photodiode a avalanche ou d'une
diode semiconductrice du type PIN, dont la cathode est reliee a une
alimentation +U, et dont l'anode est reliee par l'intermediaire d'un
condensateur C a un amplificateur 22 a
faible bruit.
Le signal electrique detecte par la photodiode a avalanche 21
correspond au signal de modulation 52 represente sur le dia-
gramme 4 c, et le signal en sortie Q de l'amplificateur 22 a une
amplitude egale a une valeur normalisee, par exemple 1 volt crete a
crete.
La sortie de l'amplificateur 22 est connectee a un dispositif de
restitution 25 d'informations numeriques, conforme a l'invention,
que l'on va maintenant decrire en se reportant a la figure 3.
Ce dispositif de restitution 25 comporte un ecreteur 251, de
structure classique, du signal detecte par la photodiode a ava-
lanche 21.
Le diagramme 4 d represente le signal 53 en sortie de l'ecre-
teur 251 Ce signal S, de duree T, a une amplitude crete a crete par
exemple egale a + 12 volts.
La sortie de l'ecreteur 251 est reliee d'une part a des premiers
moyens de comparaison du niveau du signal electrique ecrete a un
premier niveau de reference, constitues par exemple par un ampli-
ficateur differentiel 252 dont la borne positive est au niveau de
reference Ref,, et d'autre part a des seconds moyens de compa-
raison du niveau du signal electrique ecrete a un second niveau de
reference, constitues par exemple par un amplificateur diffe-
rentiel 253 dont la borne positive est au niveau de reference Ref 2,
les bornes negatives des deux amplificateurs etant reliees entre
elles. t? 174 Les deux niveaux de reference Ref 1 et Ref 2 sont
differents l'un de l'autre et sont choisis par exemple symetriquement
par rapport a un niveau predefini Ainsi, par exemple, comme il
apparait sur le diagramme 4 d, ledit niveau predefini est egal a la
valeur moyenne du signal ecrete 53, c'est-a-dire 6 volts dans
l'exemple
choisi, et les deux niveaux de reference Ref, et Ref 2 sont respec-
tivement egaux par exemple a + 2 volts et + 10 volts.
Le diagramme 4 e represente le signal 54 genere par l'ampli-
ficateur differentiel 252, en utilisant par exemple une logique dite
positive, c'est-a-dire qu'a une tension nulle correspond un etat O et
qu'a une tension positive ou negative ( 12 volts dans l'exemple
choisi) correspond un etat 1 Ainsi, ce signal 54 est a l'etat O
lorsque le niveau du signal ecrete est superieur au niveau de
reference Ref 1 et est a l'etat 1 lorsque le niveau dudit signal
ecrete est inferieur
audit niveau de reference Ref 1.
Le diagramme 4 f represente le signal 55 engendre par l'ampli-
ficateur differentiel 253, en utilisant egalement une logique dite
positive Ainsi, ce signal 55 est a l'etat 1 lorsque le niveau du
signal ecrete est inferieur au niveau de reference Ref 2 et est a
l'etat O lorsque le niveau dudit signal ecrete est superieur audit
niveau de
reference Ref 2.
D'une maniere generale, l'un -des deux comparateurs engendre un signal
lorsque le niveau du signal electrique detecte par la diode
photodetectrice est inferieur a un premier niveau de reference, tandis
que l'autre comparateur engendre un signal lorsque le niveau dudit
signal detecte est superieur a un second niveau de reference
different du premier.
On a represente en 254 sur la figure 3 des moyens d'inversion, de
structure classique, du signal S, engendre par l'amplificateur
differentiel 253.
Le diagramme 4 g represente le signal 56 en sortie de l'inver-
seur 254.
D'une facon generale, lorsque les deux niveaux de reference
sont pris respectivement sur les bornes positives des deux ampli-
252 'O 174
ficateurs differentiels, les moyens d'inversion 254 sont disposes en
sortie du comparateur possedant le niveau de reference le plus eleve
De maniere similaire, lorsque les deux niveaux de reference
sont pris respectivement sur les bornes negatives des deux ampli-
ficateurs differentiels, les moyens d'inversion 254 sont disposes en
sortie du comparateur possedant le niveau de reference le plus bas.
Dans le cas oA? la borne positive de l'amplificateur diffe-
rentiel 252 est au niveau de reference Ref, et la borne negative de
l'amplificateur differentiel 253 est au niveau de reference Ref 2, les
deux amplificateurs 252 et 253 ne sont suivis d'aucun inverseur.
En outre, dans le cas oA? la borne negative de l'amplificateur
differentiel 252 est au niveau de reference Ref 1 et la borne positive
de l'amplificateur differentiel 253 est au niveau de reference Ref 2,
chacun des deux amplificateurs 252 et 253 est suivi d'un inverseur.
Comme il apparait sur la figure 3, le dispositif de restitution
comporte egalement des moyens de sommation, constitues par exemple par
un amplificateur sommateur 255, des signaux engendres
respectivement par l'amplificateur differentiel 252 et l'in-
verseur 254.
Le diagramme 4 h represente le signal en sortie R de l'ampli-
ficateur sommateur 255 Ce signal R est egal a la somme des
signaux 54 et 56, restituant ainsi l'information numerique d'ori-
gine E. On notera que le sommateur 255 du type analogique pourrait
etre remplace par un sommateur logique, constitue par une
porte OU pour la transmission d'un bit egal a 1.
Dans le cas d'une transmission d'un bit egal a 0, la porte l l se
declenchant en presence de ce bit, et avec un premier inverseur
dispose en sortie de l'amplificateur differentiel 253, le sommateur
analogique 255 doit etre suivi d'un second inverseur En outre, dans un
tel cas, le sommateur analogique 255 pourrait etre remplace par
une porte logique OU.
Egalement, pour la transmission de ce meme bit egal a 0, on pourrait
disposer ledit premier inverseur en sortie de l'amplificateur
252 ZO 174
differentiel 252, le sommateur 255 n'etant pas suivi dudit second
inverseur Dans ce cas, le sommateur logique utilise serait une
porte ET.
On notera que la description ci-dessus a ete faite en reference
a un dispositif de restitution d'un bit egal a l emis pendant une
duree finie T Bien sur, le dispositif de restitution selon l'invention
s'applique egalement a tout autre type d'information numerique, et
notamment a une serie continue et infinie de bits egaux a I ou 0,
sans sortir du cadre de l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitee au mode de
realisation decrit et represente et comprend tous les equivalents
techniques des moyens decrits ainsi que leurs combinaisons si celles-
ci sont effectuees selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre
dans le cadre des revendications qui suivent.
L 520 174
RE V EN DI CA T IO NI S
1 Systeme de transmission d'au moins un signal numerique sur
fibreoptique, comportant: un emetteur (10) d'un rayonnement lumineux
dans la fibre optique (30), comprenant des moyens de commutation (Il)
recevant un signal de modulation et etant commandes par le signal
numerique
a transmettre, et une source lumineuse (14) emettant le rayon-
nement dans la fibre et etant reliee aux moyens de commutation;
un recepteur (20) du rayonnement lumineux apres propa-
gation dans la fibre, comprenant des moyens de conversion (21) du
rayonnement recu en un signal electrique, et un dispositif de
restitution (25) du signal numerique relie aux moyens de conversion;
le systeme etant caracterise par le fait que le dispositif de
restitution (25) comporte: des premiers moyens de comparaison (252) du
niveau du
signal electrique a un premier niveau de reference (Ref 1), engen-
drant un premier signal lorsque le niveau du signal electrique est
inferieur au premier niveau de reference; des seconds moyens de
comparaison (253) du niveau du signal electrique a un second niveau de
reference (Ref 2), engendrant un second signal lorsque le niveau du
signal electrique est superieur au second niveau de reference; et des
moyens de sommation (255) des signaux engendres par les premiers (252)
et seconds (253) moyens de comparaison, delivrant en
sortie le signal numerique.
2 Systeme selon la revendication 1, caracterise par le fait que les
premiers et seconds moyens de comparaison comportent deux
amplificateurs differentiels (252; 253), respectivement, relies entre
eux par l'une de leurs entrees respectives.
3 Systeme selon l'une des revendications 1 et 2, caracterise
par le fait que les moyens de sommation comportent un amplifi-
cateur sommateur (255) dont les deux entrees sont reliees respecti-
vement aux sorties des deux amplificateurs differentiels.
4 Systeme selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise par
le fait que le dispositif de restitution comporte de plus des moyens
d'ecretage (251) du signal electrique engendre par les moyens de
conversion (21).
Systeme selon la revendication 4, caracterise par le fait que le
premier (Ref I) et le second (Ref 2) niveaux de reference sont
differents l'un de l'autre et sont determines symetriquement par
rapport a un niveau predefini.
6 Systeme selon la revendication 5, caracterise par le fait que
le niveau predefini est egal a la valeur moyenne du signal ecrete.
7 Systeme selon l'une des revendications 5 et 6, caracterise
par le fait que le premier (Ref 1) et le second (Ref 2) niveaux de
reference sont respectivement sur les entrees positives des deux
amplificateurs differentiels, et que celui des moyens de comparaison
dont le niveau de reference est le plus eleve comporte egalement
des moyens d'inversion de signal (254).
8 Systeme selon l'une des revendications 5 et 6, caracterise
par le fait que le premier (Ref 1) et le second (Ref 2) niveaux de
reference sont respectivement sur les entrees negatives des deux
amplificateurs differentiels, et que celui des moyens de comparaison
dont le niveau de reference est le plus bas comporte egalement des
moyens d'inversion de signal (254).
9 Systeme selon l'une des revendications precedentes, carac-
terise par le fait que le recepteur comporte de plus des moyens
d'amplification (22) du signal electrique engendre par les moyens de
conversion (21).
2 20 I 74
Systeme selon l'une des revendications precedentes, carac-
terise par le fait que le signal numerique est constitue par une serie
infinie d'etats logiques I ou 0.
Il Systeme selon l'une des revendications precedentes, carac-
S terise par le fait que les signaux numeriques sont asynchrones.
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