La présente invention se situe dans le contexte des télécommunications optiques. Des commutateurs optiques ou brasseurs sont couramment mis en oeuvre dans un tel contexte et voient leur complexité augmenter sans cesse.

En effet, la capacité de transmission dans les systèmes à fibre optique augmente avec le temps. Cette augmentation résulte de l'accroissement du nombre de canaux transmis en multiplexage de fréquences dans chaque fibre, et d'une augmentation du nombre de fibres par câble. Cette augmentation soulève le problème du routage et du brassage des canaux dans les dispositifs de commutation et, plus précisément, pose le problème de la complexité croissante des dispositifs de commutation susceptibles de router un nombre croissant de canaux.

Une solution à ce problème consiste ã grouper des fréquences adjacentes pour former des bandes et de commuter ainsi des bandes. Cette solution permet de limiter le nombre de convertisseurs de fréquences utilisés dans chaque brasseur optique. Le multiplex entrant, constitué de N fréquences ou canaux, est donc divisé en n bandes consécutives constituées chacune de m fréquences consécutives comme le montre la figure 1.

Les sociétés JDS uniphase et E7Tek notamment proposent déjà des produits capables de multiplexer et démultiplexer quelques bandes de fréquences dans des gammes de fréquence typiquement comprises entre 1529 et 1542 monomètres (bande bleue C) et entre 1547 et 1605

mm (bande bleue L) ou entre 1529 et 1562 m (bande C) et entre 1574 et 1605 mm (bande L).

Cependant, les dispositifs commercialisés par JDS-Uniphase et E-Tek n'apportent pas entièrement satisfaction. En effet, le démultiplexage des bandes dans les dispositifs mentionnés ci-dessus est obtenu par filtrage. Le filtrage des bandes se trouve donc limité par les caractéristiques intrasèques des composants utilisés.

La figure 1 illustre la réponse spectrale FT d'un filtre idéal. La forme de la réponse spectrale est parfaitement rectangulaire avec des fronts raides. Une telle réponse spectrale permet d'obtenir un bon taux de éjection entre les bandes, significatif de la qualité du filtrage.

Un bon taux de éjection se traduit par un rapport bande passante sur bande de éjection proche de un. La bande passante correspond à l'ensemble du spectre qui passe sans être atténué de plus d'un certain nombre de décibels (dB) définis préalablement, 0,5 dB ou 3dB par exemple. Quant à la bande de éjection, elle correspond à un intervalle spectral en dehors duquel le signal est atténué d'au moins un certain nombre de décibels définis préalablement, typiquement 30 ou 40dB.

Les fréquences qui se situent entre la bande passante et la bande de éjection sont inutilisables car trop atténuées pour être utilisées sur la voie considérée du démultiplexeur de bande et pas assez atténuées pour être utilisées sur d'autres voies du démultiplexeur de bande. Ce sont donc'-des fréquences « perdues ».

Or, dans les solutions actuellement employées pour séparer les bandes entre elles, les composants utilisés sont classiquement des filtres sous forme

d'empilement de couches minces, des interférométres de type Mach-Zehnder ou encore des réseaux à guides d'onde. la réponse spectrale FT'de tels composants est représentée à la figure 2.

La forme de filtrage rectangulaire est très imparfaite. Or, pour filtrer toutes les fréquences de la bande de la même façon, il est nécessaire que les fréquences soient comprises dans la partie de la réponse spectrale qui est plate. Il faut donc que cette partie plate de la réponse spectrale soit suffisamment large. Mais, les fronts de la réponse spectrale FT'ne sont pas raides. En conséquence, les fronts se croisent à un certain niveau, ce qui fait que les fréquences extrêmes, celles situées en bordure des bandes, appartiennent en fait à deux bandes simultanément.

Cette caractéristique due à la réponse spectrale non idéale des composants employés pour séparer les bandes créé un phénomène de diaphonie. Pour éviter ce phénomène et obtenir un bon taux de éjection, il est nécessaire de prévoir des trous entre les bandes à l'endroit où se croisent les fronts Les fréquences sur les bords de la bande, normalement prises en compte dans le cadre d'un filtrage idéal, sont perdues et ne peuvent pas être utilisées.

Ainsi, du fait de la mise en oeuvre de ces filtres classiques dans les solutions de l'art antérieur, on est obligé d'introduire des discontinuités dans l'utilisation du spectre de fréquences.

Aussi, le problème que se propose de résoudre l'invention est de fractionner de façon optimale un multiplex constitué de N fréquences ou canaux en n bandes consécutives comprenant chacune m fréquences consécutives, en palliant les inconvénients de l'art

antérieur, soit sans introduire de discontinuités dans le spectre de fréquences.

A cet effet, l'invention se propose de créer artificiellement les conditions de fonctionnement d'un filtre de bande idéal tel que celui représenté à la figure 1, en remplaçant la fonction de filtrage par une fonction de routage. L'architecture selon l'invention prévoit ainsi une succession de deux étages cascadés dans lesquels le spectre de fréquence entrant est d'abord fractionné en plusieurs groupes ou peignes de fréquences entrelacés par l'intermédiaire d'un premier démultiplexeur désentrelaceur cyclique assurant une fonction de filtrage du spectre entrant, les peignes de fréquences étant ensuite traités dans un second démultiplexeur cyclique assurant une fonction de routage de façon à obtenir des bandes de fréquences consécutives sans aucune discontinuité ni diaphonie.

Le dispositif selon l'invention est également prévu pour fonctionner comme un sélecteur de canaux d'un multiplex à répartition de fréquences.

L'architecture du dispositif est alors adaptée pour un tel fonctionnement notamment en insérant une barrette d'amplificateurs optiques agissant comme des interrupteurs entre les deux étages démultiplexeurs.

L'invention concerne donc un dispositif de démultiplexage optique pour séparer des bandes de fréquences d'un multiplex à répartition de fréquences, comprenant un premier démultiplexeur cyclique 1 vers n pour démultiplexer ledit mutiplex en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique pour séparer les canaux desdits n peignes entrelacés de façon à obtenir m bandes consécutives de n fréquences consécutives, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports

d'entrée relié respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur cyclique 1 vers n et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.

L'invention concerne aussi un sélecteur- démultiplexeur de bandes entrelacées prévu pour sélectionner des canaux d'un multiplex à répartition de fréquence (WDM), comprenant un premier démultiplexeur cyclique pour démultiplexer ledit multiplex en n peignes de fréquences entrelacés constitués chacun de m canaux et un second démultiplexeur cyclique pour séparer les canaux desdits peignes entrelacés, caractérisé en ce que ledit second démultiplexeur est un démultiplexeur cyclique m vers m ayant n ports d'entrée reliés respectivement aux ports de sortie dudit premier démultiplexeur par l'intermédiaire d'une première barrette d'interrupteurs optiques, et en ce que les nombres n et m sont des nombres premiers entre eux.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation en référence aux figures dans lesquelles : la figure 1 est un schéma illustrant la réponse spectrale d'un filtre de bandes idéal, et a déjà été décrite dans le préambule ci- dessus ; la figure 2 est un schéma illustrant la réponse spectrale réelle des composants utilisés dans les solutions de l'art antérieur pour séparer des bandes fréquences consécutives, et a déjà été décrite dans le préambule ci-dessus ;

-la figure 3 est un schéma illustrant le dispositif de démultiplexage optique selon la présente invention et, -la figure 4 est un schéma illustrant le dispositif de sélection de canaux d'un mutiplex à répartition de fréquences selon la présente invention.

La figure 3 montre donc un exemple de réalisation préféré du dispositif de démultiplexage selon l'invention.

Le multiplex à répartition de fréquences WDM est constitué de 12 fréquences ou canaux, respectivement fi à fl2. Les canaux sont séparés entre eux par un intervalle spectral constant en fréquence Af. Le multiplex est reçu sur l'entrée unique d'un démultiplexeur désentrelaceur cyclique Demux. Trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun sont obtenus respectivement sur les trois ports de sortie du démultiplexeur désentrelaceur Demux. Ces trois peignes entrelacés sont reçus sur trois ports d'entrée consécutifs IP1, IP2 et IP3 d'un second démultiplexeur cyclique Demux'qui regroupe les fréquences sur quatre ports de sortie OP1, OP2, OP3 et OP4 de façon à former quatre bandes de fréquences consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives. Les deux composants Demux et Demux'sont prévus pour fonctionner avec le même espacement entre canauxAf.

Pour démultiplexer le multiplex entrant WDM en trois peignes entrelacés, le démultiplexeur utilisé est un démultiplexeur désentralaceur 1 vers 3. Le démultiplexeur désentrelaceur Demux met en oeuvre un filtrage de bande basé par exemple sur des filtres de type Mach-Zehnder (dans le cas de deux bandes), sur des

réseaux gravés ou sur des réseaux à guides d'onde de type AWG, acronyme pour l'expression anglo-saxonne « Array Waveguide Grating ». La réponse spectrale de ces filtres est périodique. Ainsi, à chaque période, une fréquence du multiplex est sélectionnée pour constituer le peigne de fréquences.

Le multiplex WDM est donc démultiplexé en trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun, c'est-à-dire que les peignes sont formés de canaux qui ne sont pas voisins. Un canal d'un peigne est adjacent à des canaux d'autres peignes. Ainsi, un premier peigne est constitué des fréquences fl, f4, f7, et flo, un deuxième peigne est constitué des fréquences f2, f5, f8 et fil, enfin un troisième peigne est constitué des fréquences f3, f6, f9 et fl2. Les canaux d'un même peigne sont séparés par un intervalle spectral constant correspondant au nombre de peignes de fréquences entrelacées multiplié par l'intervalle spectral Af, soit 3xAf.

Le deuxième étage de démultiplexage qui permet d'obtenir les quatre bandes consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives est constitué d'un démultiplexeur cyclique 4 vers 4 Demux'ayant trois ports d'entrée IP1, IP2 et IP3 reliés respectivement aux ports de sortie du premier démultiplexeur cyclique Demux. Un port d'entrée du démultiplexeur Demux', non représenté, reste donc inutilisé. Le démultiplexeur Demux'peut de façon avantageuse être constitué d'un réseau gravé ou d'un réseau à guide d'ondes et fonctionne en fait non pas comme un filtre mais comme un routeur. Son rôle consiste donc à envoyer une fréquence d'un port d'entrée vers l'un des ports de sortie OP1 à OP4 de façon à regrouper les fréquences par bloc qui

correspondent effectivement aux bandes que l'on veut obtenir.

Ainsi, dans le dispositif selon l'invention, le premier démultiplexeur Demux est utilisé en tant que démultiplexeur désentrelaceur et le deuxième démultiplexeur Demux'est quant à lui utilisé en tant que routeur puisqu'on utilise plusieurs ports d'entrée et plusieurs ports de sortie. La combinaison des fonctions de chacun des deux démultiplexeurs mis en oeuvre est équivalente à une fonction de filtrage idéal.

Le routeur Demux'fonctionne suivant le principe suivant.

Considérons tout d'abord le port d'entrée IP1. Le peigne de fréquences constitué des fréquences fl, f4, f7et flO entre sur ce port d'entrée IP1. Le routeur va affecter les fréquences sur les ports de sortie dans 1'ordre suivant leur ordre d'entrée, sachant qu'il les affecte une par une pour les lignes de sortie.

Ainsi, la fréquence numérotée flva être affectée au port de sortie numéro un, soit OP1. La fréquence f4 va quant à elle être affectée au port de sortie numéro quatre OP4.

Pour l'affectation des fréquences dont l'indice est supérieur au nombre de ports de sortie du démultiplexeur Demux', soit quatre, il faut tenir compte du mode de fonctionnement cyclique du démultiplexeur mis en oeuvre. En effet, le composant Demux'utilisé en tant que routeur, a été conçu pour boucler. Ainsi, soit m le nombre de ports de sortie du démultiplexeur Demux'. Une fréquence d'ndice m+l sur le port d'entrée IP1 de Demux'va etre affectée au port de sortie numéro un OP1, une fréquence d'indice m+2 sur le port d'entrée IP1 va être affectée au port de sortie numéro deux OP2, et ainsi de suite.

La fréquence 7 est donc affectée au port de sortie numéro trois OP3 et la fréquence flO est affectée quant à elle au port de sortie numéro deux OP2.

Ce principe de routage est alors répété pour ce qui concerne les deux ports d'entrée suivants IP2 et IP3, sachant que lorsque le port d'entrée considéré est décalé de un cran vers le bas, le port de sortie affecté est décalé de un cran vers le haut et lorsque le port d'entrée est décalé de deux crans vers le bas, le port de sortie affecté est décalé de deux crans vers le haut.

Ainsi, considérons le port d'entrée IP2. Suivant le principe expliqué ci-dessus, la fréquence numérotée f2 est affectée au port de sortie numéro un OP1, la fréquence f5 est affectée au port de sortie OP4, la fréquence f8 est affectée au port de sortie OP3 et la fréquence fil est affectée au port de sortie OP2.

Considérons enfin le port d'entrée IP3, décalé de deux crans vers la bas par rapport au port d'entrée numéro un IP1. La fréquence f3 est donc affectée au port de sortie OP1, la fréquence f6 est affectée au port de sortie OP4, la fréquence f9 est affectée au port de sortie OP3 et la fréquence fl2 est affectée au port de sortie OP2.

Le dispositif selon l'invention permet donc de diviser le spectre entrant WDM en quatre bandes consécutives constituées chacune de trois fréquences consécutives, les bandes consécutives de fréquences ne présentant aucune diaphonie significative. Tout le spectre entrant est utilisé sans discontinuité. Une caractéristique essentielle au bon fonctionnement du dispositif selon l'invention est que le nombre de bandes consécutives et le nombre de fréquences

consécutives constituant chacune des bandes sont des nombres premiers entre eux.

Pour généraliser, soit N le nombre total de fréquences du multiplex entrant WDM. Le dispositif de db-multiplexage selon l'invention permet de diviser le spectre entrant en m bandes consécutives de n fréquences consécutives, en mettant en oeuvre une architecture constituée de deux étages cascadés. Le premier étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique de type désentrelaceur 1 vers n Demux pour démultiplexer le multiplex entrant en n peignes de fréquences entrelacés tandis que le second étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique m vers m Demux' utilisé en tant que routeur et ayant n ports d'entrée reliés aux ports de sortie du premier démultiplexeur 1 vers n.

Les nombres n et m doivent être premiers entre eux pour s'assurer du bon fonctionnement du dispositif et obtenir ainsi l'arrangement de fréquences désiré tel qu'il est représenté à la figure 3. Si cette condition n'est pas remplie, il est alors nécessaire de mettre en oeuvre dans le second étage de routage, un démultiplexeur routeur p vers p où p est supérieur à m et p et n étant des nombres premiers entre eux. Dans ce cas, (p-m) ports de sortie restent inutilisés.

Le dispositif selon l'invention est également prévu pour fonctionner comme un sélecteur de canaux d'un multiplex à répartition de fréquences. La figure 4 montre un exemple de ce mode de fonctionnement particulier du dispositif selon l'invention pour un nombre de canaux égal à douze.

Le dispositif montré à la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que deux étages supplémentaires sont cascadés en sortie du démultiplexeur routeur Demux'.

Un troisième étage est constitué d'un multiplexeur cyclique 4 vers 4 Mux'utilisé en tant que routeur et un quatrième étage est constitué d'un multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux. Tous les composants du dispositif de sélection selon l'invention, à savoir Demux, Demux', Mux'et Mux sont prévus pour fonctionner avec le même espacement entre canaux Af.

De plus, une première barrette constituée de trois interrupteurs optiques (qui peuvent par exemple être des amplificateurs optiques) I1, 12 et 13 est insérée entre le démultiplexeur désentrelaceur cyclique Demux et le démultiplexeur routeur Demux'.

Une seconde barrette constituée de quatre interrupteurs I4, I5, 16 et 17 est également insérée entre le démultiplexeur routeur Demux'et le multiplexeur routeur Mux'. Les fréquences représentées en pointillés sont des fréquences qui ont été éliminées.

De la même façon que précédemment, le multiplex entrant WDM composé de douze fréquences fl à fl2 est démultiplexé en trois peignes de fréquences entrelacés de quatre canaux chacun par l'intermédiaire du démultiplexeur 1 vers 3 Demux.

Dans l'exemple de la figure 4, l'interrupteur I3 de la première barrette est fermé tandis que les deux autres amplificateurs I1 et I2 sont ouverts. Ainsi, seul le peigne de fréquences constitué des fréquences f3, f6, f9 et fl2 est sélectionné pour être traité par le démultiplexeur routeur 4 vers 4 Demux'. Selon le principe déjà expliqué en référence à la figure 3, et grâce à la nature cyclique du démultipexeur Demux', chacun des quatre canaux f3, f6, f9 et fl2 du peigne sélectionné est envoyé respectivement sur l'un des quatre ports de sortie de Demux'. Ainsi, la fréquence f3 est envoyée sur le port de sortie OP1, la fréquence

f6 est envoyée sur le port de sortie OP4 et la fréquence f9 est envoyée sur le port de sortie OP3 et la fréquence fl2 est envoyée sur le port de sortie OP2.

Quant aux autres fréquences, du fait de l'état ouvert des interrupteurs I1 et 12, elles sont éliminées.

Parmi les interrupteurs de la barrette insérée entre les deuxième et troisième étages du dispositif selon l'invention, seul l'interrupteur 17 est fermé, les interrupteurs I4, I5 et 16 étant ouverts. Ainsi, la fréquence f6 est sélectionnée par l'intermédiaire de 1'interrupteur 17 tandis que les fréquences f3, f9, et fl2 sont éliminées.

Puis, la combinaison du multiplexeur routeur 4 vers 4 Mux'et du multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux permet de récupérer l'objet sélectionné, en l'occurrence la fréquence f6, sur un port de sortie unique du dispositif OF.

Le dispositif de la figure 4 peut également être utilisé comme un sélecteur de bande. Dans ce cas, les trois interrupteurs de la première barrette sont fermés et les trois peignes de fréquences entrelacés sont sélectionnés. La première moitié du dispositif sélecteur de la figure 2 fonctionne alors de la même façon que le dispositif de démultiplexage de bandes de la figure 3. En sortie du démultiplexeur routeur Demux', on obtient donc quatre bandes consécutives de trois fréquences consécutives chacune. En fermant un seul interrupteur parmi les quatre de la seconde barrette I4, I5, I6 ou I7, une seule bande de fréquences est sélectionnée. Le multiplexeur routeur Mux'envoie alors les trois fréquences-constituant la bande sélectionnée sur trois ports de sortie consécutifs et le multiplexeur cyclique 3 vers 1 Mux regroupe les trois fréquences permettant ainsi de

récupérer la bande sélectionnée sur le port de sortie uniqueOF.

Enfin, le dispositif de la figure 4 peut encore être utilisé comme un sélecteur de peigne entrelacé.

Dans ce cas un seul interrupteur parmi les trois interrupteurs I1, 12, I3 de la première barrette est fermé. Un seul peigne de quatre fréquences entrelacé est alors sélectionné. Si on ferme les quatre interrupteurs I4, I5, I6 et 17 de la seconde barrette, les quatre fréquences du peigne sélectionné sont envoyées sur les quatre ports de sortie du multiplexeur routeur 4 vers 4 Mux'et un multiplexeur cyclique 4 vers 1 permet de les regrouper pour récupérer le peigne sélectionné sur le port de sortie unique OF.

Le dispositif de la figure 4 réalise donc trois fonctions. Une première fonction permet de sélectionner des fréquences. Pour ce faire, il est nécessaire d'allumer deux interrupteurs, un dans chaque barrette.

Une deuxième fonction permet de sélectionner un peigne entrelacé en allumant un seul interrupteur de la première barrette et tous les interrupteurs de la seconde barrette. Enfin, une troisième fonction permet de sélectionner une bande de fréquences consécutives en allumant tous les interrupteurs de la première barrette et un seul de la seconde barrette. Quel que soit l'objet qui est sélectionné, il est toujours récupéré sur le même port de sortie OF.

De la même façon que pour la figure 3, on peut généraliser en prenant N le nombre total de fréquences du multiplex entrant WDM. Le sélecteur de fréquence selon l'invention met en oeuvre une architecture constituée de quatre étages cascadés. Le premier étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique 1 vers n Demux pour démultiplexer le multiplex entrant en n peignes de fréquences entrelacés de m fréquences chacun (N=nxm).

Le second étage met en oeuvre un démultiplexeur cyclique m vers m Demux'utilisé comme routeur ayant n ports d'entrée reliés aux ports de sortie du premier démultiplexeur Demux'par l'intermédiaire d'une première barrette constituée de n interrupteurs optiques. Les nombres n et m doivent être premiers entre eux.

Le troisième étage met en oeuvre un multiplexeur cyclique m vers m Mux'également utilisé comme routeur dont les ports d'entrée sont reliés respectivement aux ports de sortie du démultiplexeur Demux'par l'intermédiaire d'une seconde barrette constituée de m interrupteurs optiques.

Pour finir, le multiplexeur Mux'est cascadé avec un dernier étage mettant en oeuvre un multiplexeur cyclique n vers 1 Mux permettant ainsi de récupérer le ou les canaux sélectionnés sur le port de sortie unique OF.