FR3006835A1 - Systemes de communication bidirectionnelle continue par liaison atmospherique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système de communication bidirectionnelle continue par liaison atmosphérique entre une infrastructure équipée de transpondeurs optiques fixes reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, et au moins un mobile en mouvement par rapport à l'infrastructure et équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, les transpondeurs optiques sont équipés chacun d'un moyen d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes et les transpondeurs embarqués, le système étant caractérisé en ce que chaque transpondeur optique fixe est couplé à au moins une fibre optique disposée le long de l'infrastructure par l'intermédiaire d'un dispositif à insertion/extraction optique, une unité de commande centrale étant adaptée pour piloter les dispositifs à insertion/extraction optiques et/ou les dispositifs d'émission/réception laser en fonction de la position du mobile.

Description

SYSTEMES DE COMMUNICATION BIDIRECTIONNELLE CONTINUE PAR LIAISON ATMOSPHERIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les systèmes de communication bidirectionnelle continue par liaison optique à plusieurs longueurs d'onde entre une infrastructure et un mobile en mouvement par rapport à cette infrastructure. L'invention concerne notamment les systèmes de communication entre un train et une infrastructure ferroviaire. Elle peut aussi concerner le cas d'un véhicule automobile roulant sur une infrastructure routière ou d'un bateau évoluant sur une voie d'eau. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des systèmes de communication par liaison optique atmosphérique entre un réseau mobile associé à un mobile en mouvement et un réseau fixe associé à une infrastructure sur laquelle le mobile circule, dans lesquels des transpondeurs fixes sont disposés le long de l'infrastructure, tandis que les mobiles sont équipés de transpondeurs embarqués. Chaque transpondeur optique est équipé d'un dispositif d'auto-pointage sur les transpondeurs optiques en regard qui permet d'établir une communication entre un transpondeur fixe et un transpondeur embarqué. Lors du déplacement du mobile par rapport à l'infrastructure, la communication doit être transférée d'une station fixe à une autre (ce mécanisme est appelé « handover »). Les systèmes de l'état de l'art comportent des mécanismes de handover au niveau des couches OSI 2 (couche Liaison), OSI 3 (couche réseau) et supérieures. Dans de tels systèmes, un routeur d'accès associé au réseau fixe transfert le flux de données d'une station fixe à une autre en fonction de la position du mobile. Un tel système implique une rupture physique de la communication entre le dispositif mobile et l'infrastructure lors de chaque transfert d'un transpondeur fixe à un autre. La durée du « handover » est d'autant plus élevée que le transpondeur embarqué a besoin d'un temps non négligeable pour détecter le transpondeur fixe actif et réaliser l'opération de pointage avec celui-ci. La rupture de la communication lors de chaque transfert d'un transpondeur fixe à un autre dégrade considérablement la qualité de la communication, d'autant plus que les messages de signalisation nécessaires à l'établissement de la communication entre un transpondeur fixe et un transpondeur embarqué sont souvent perdus. Certains systèmes de l'état de l'art utilisent des mémoires tampons (buffer) pour accumuler les paquets à transmettre pendant la phase d'établissement de la connexion et les transmettre lorsqu'une connexion est établie. De tels systèmes présentent de nombreux inconvénients. Ils sont notamment vulnérables à une perte de paquets due à un dépassement de tampon ou débordement de tampon (en anglais, « buffer overflow »), qui a lieu lorsque la liaison physique n'est pas rétablie alors que la mémoire tampon a atteint sa capacité de stockage maximale. Par ailleurs, un dépassement de tampon occasionne souvent un blocage du processus et une rupture de la communication. Une augmentation de la capacité de la mémoire tampon est toujours possible mais augmente le temps de réponse (de latence) du réseau, ce qui est préjudiciable à la qualité de communication surtout des applications de type « temps réel » (téléphonie, visio-conférence, bureau à distance...).

Il existe également un risque important de perte de paquets lorsque des paquets suivent une route qui n'a pas encore été mise à jour par le routeur d'accès, et n'arrivent pas au nouveau point d'accès mais à l'ancien. Dans de tels cas, les paquets doivent alors être renvoyés par l'expéditeur entraînant une limitation du débit. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un système de communication dans lequel le mécanisme de 30 handover est géré au niveau des couches OSI 1 (couche physique), OSI 2 (couche liaison) et supérieures. Le handover étant géré au niveau des couches basses et donc en amont du routage des paquets, la mise à jour du routage des paquets en fonction des changements de point d'accès au réseau se fait avec anticipation et non a posteriori sans anticipation. L'invention permet de réduire considérablement le risque de perte de paquets dans le mécanisme de handover localisé dans la couche matérielle la plus basse du réseau, très en amont dans le cheminement des paquets. Ainsi, en régime de fonctionnement nominal, il n'y a pas de perte de données par dépassement de tampon, le temps de latence du réseau est minimum et le débit maximum.

L'invention permet de pallier au moins un des inconvénients précités en proposant un système de communication bidirectionnelle continue par liaison atmosphérique entre une infrastructure équipée de transpondeurs optiques fixes reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, et au moins un mobile en mouvement par rapport à l'infrastructure et équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, les transpondeurs optiques sont équipés chacun d'un moyen d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes et les transpondeurs embarqués , le système étant caractérisé en ce que chaque transpondeur optique fixe est couplé à au moins une fibre optique disposée le long de l'infrastructure par l'intermédiaire d'un dispositif à insertion/extraction optique , une unité de commande centrale étant adaptée pour piloter les dispositifs à insertion/extraction optiques et/ou les dispositifs d'émission/réception laser en fonction de la position du mobile. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l'une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles : les dispositifs à insertion/extraction optique sont des commutateurs optiques, et en ce que deux transpondeurs optiques consécutifs sont couplés à des fibres optiques différentes, l'unité de commande centrale étant adaptée pour commuter les commutateurs optiques l'un après l'autre dans le sens de déplacement du mobile, de manière à ce que l'un des transpondeurs embarqués communique avec un transpondeur fixe pendant que l'autre transpondeur embarqué effectue l'opération de pointage avec un autre transpondeur fixe ; - les dispositifs à insertion/extraction optiques sont sélectifs à une bande de longueurs d'onde qui leur est propre et fixe, les dispositifs d'émission/réception laser étant adaptables en longueur d'onde, une unité de commande centrale étant adaptée pour faire varier la longueur d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser en fonction de la position du mobile, de manière à ce que les longueurs d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser appartiennent à la bande de longueurs d'onde du multiplexeur à insertion/extraction optique d'au moins un des transpondeurs optiques fixes sur lesquels les transpondeurs optiques embarqués sont pointés ; - la bande de longueurs d'onde injectée/extraite par les dispositifs à insertion/extraction optique est reconfigurable, l'unité de commande centrale étant adaptée pour faire varier la bande de longueurs d'onde injectée/extraite de chaque multiplexeur à insertion/extraction optique en fonction de la position du mobile, de manière à ce que les longueurs d'onde des dispositifs d'émission/réception laser appartiennent à la bande de longueurs d'onde injectée/extraite du multiplexeur à insertion/extraction optique d'au moins un des transpondeurs optiques fixes sur lesquels les transpondeurs optiques embarqués sont pointés ; - chaque fibre optique est connectée à un routeur optique sélectif en longueur d'onde dont les sorties sont connectées à un commutateur réseau fixe, le routeur optique sélectif en longueur d'onde et/ou le commutateur réseau fixe étant commandés par l'unité de commande centrale de manière à ce que le flux de données issu des dispositifs d'émission/réception laser embarqués aboutisse à au moins un ensemble de deux ports réseau du commutateur réseau, les deux ports réseau fonctionnant en agrégation au sein du commutateur réseau ; - le système de communication comporte plusieurs commutateurs réseau fixes répartis le long de l'infrastructure, un des ports réseau de chaque commutateur réseau fixe étant relié à un port réseau des deux commutateurs réseau fixes adjacents de manière à assurer la continuité de la communication entre les commutateurs réseau fixes ; - une ou plusieurs longueurs d'onde des dispositifs d'émission/réception laser est dédiée à la transmission des signaux de pilotage entre l'unité de commande centrale et le dispositif d'émission/réception, et/ou les dispositifs à insertion/extraction optiques ; - les transpondeurs optiques sont équipés d'un moyen de micro- positionnement de l'extrémité de la fibre optique pour établir une liaison optique «fibre à fibre » auto-pointée en espace libre entre les transpondeurs ; - les transpondeurs optiques sont équipés d'un convertisseur optique- hyperfréquence et d'une antenne sectorielle pour établir une liaison hertzienne en espace libre entre les transpondeurs optiques ; - les dispositifs à insertion/extraction optiques sont constitués d'une fibre optique principale et d'une fibre optique secondaire accolée à la fibre optique principale sur une zone de jonction, un ou plusieurs réseaux de Bragg étant inscrits dans la zone de jonction des fibres optiques principales et secondaires de manière à ce que certaines longueurs d'onde soit extraites de la fibre optique principale vers la fibre optique secondaire ou insérée de la fibre optique secondaire vers la fibre optique principale ; les fibres optiques principales et secondaires sont solidaires d'un bilame piézo-électrique de manière à ce que l'application d'une tension électrique aux bornes du bilame piézo-électrique entraine une déformation du ou des réseaux de Bragg inscrits dans la zone de jonction des fibres optiques principales et secondaires ; les dispositifs d'émission/réception laser adaptables en longueur d'onde comportent un dispositif d'émission/réception laser à longueur d'onde accordable et un modulateur externe électro-optique.

L'invention propose également un procédé de communication bidirectionnelle continue par liaison atmosphérique entre une infrastructure équipée de transpondeurs optiques fixes reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, et au moins un mobile en mouvement par rapport à l'infrastructure et équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués reliés à des dispositifs d'émission/réception laser, les transpondeurs optiques sont équipés chacun d'un moyen d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes et les transpondeurs embarqués, chaque transpondeur optique fixe étant couplé à au moins une fibre optique disposée le long de l'infrastructure par l'intermédiaire d'un dispositif à insertion/extraction optique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte un étape de pilotage des dispositifs à insertion/extraction optiques et/ou des dispositifs d'émission/réception laser en fonction de la position du mobile.

DESCRIPTION DES FIGURES D'autres objectifs, caractéristiques et avantages sortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif parmi lesquels : - la figure 1 représente un système de communication conforme à l'invention ; - la figure Ibis représente un concentrateur embarqué ; - la figure 2 représente un matériel roulant équipé de ce système de communication dans une infrastructure ferroviaire ; - la figure 3 représente un câble hybride optique/électrique ; - la figure 3bis représente un moyen de raccordement entre le câble hybride optique/électrique et un transpondeur optique 3. - la figure 4 représente schématiquement le principe de fonctionnement des transpondeurs optiques ; - la figure 4bis représente le micro-positionneur du transpondeur optique; - la figure 4ter est une vue dans le plan A identifié sur la figure 4bis ; - la figure 5 représente un transpondeur optique à liaison hertzienne ; - la figure 6 représente un transpondeur à liaison hybride optique/herztienne ; - la figure 7 représente un exemple de transpondeur optique adapté à l'application ferroviaire ; - la figure 7 bis est une vue selon l'axe « A » identifié sur la figure 7 ; - la figure 8 représente un autre exemple de transpondeur optique; - la figure 8bis est une vue selon l'axe A identifié sur la figure 8; - les figures 9, 10 et 11 représentent trois variantes de système conforme à l'invention ; - les figures 9bis, 10bis et 11bis représentent trois variantes de dispositifs d'insertion/extraction optique ; - la figure 12 représente un amplificateur optique conforme à l'invention ; - la figure 13 représente un exemple d'architecture réseau conforme à l'invention ; - la figure 14 représente un exemple d'alimentation électrique du système de communication ; - la figure 15 représente un dispositif d'émission/réception accordable en longueur d'onde conforme à un mode de réalisation l'invention ; - la figure 16 représente un routeur optoélectronique reconfigurable électriquement en longueur d'onde conforme à un mode de réalisation l'invention ; - la figure 17 représente un dispositif d'insertion/extraction optique à réseau de Bragg sur fibre optique non reconfigurable conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 17 bis illustre l'injection/extraction optique par réseau de Bragg ; - la figure 18 représente un dispositif d'insertion/extraction optique à réseau de Bragg sur fibre optique reconfigurable conforme à un mode de réalisation l'invention ; - la figure 18 bis illustre l'insertion/extraction optique à réseau de Bragg reconfigurable. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la suite du texte, on désigne par transpondeur un appareil automatique qui reçoit, amplifie et retransmet des signaux sur des fréquences (ou longueurs d'onde) différentes. On désigne par transpondeur optique, un transpondeur dont la sortie et/ou l'entrée est connectée à une fibre optique. On désigne par borne optique, un transpondeur optique fixe et son moyen de raccordement à l'infrastructure. Sur la figure 1, on a représenté un système de communication 1 bidirectionnelle continue par liaison électromagnétique atmosphérique entre une infrastructure B et au moins un mobile A en mouvement par rapport à l'infrastructure B. Une ou plusieurs fibres optiques 5 sont disposées le long de l'infrastructure B sur laquelle circule le mobile A. Les fibres optiques 5 sont connectées à un concentrateur fixe 30 lui-même connecté à un réseau étendu fixe 300. Le concentrateur 30 est constitué de routeurs optiques 7 sélectifs en longueurs d'onde (de type reconfigurable « WSS » pour « Wavelength Selective Switch » ou non reconfigurable « WDM » pour « Wavelength Device Multiplexer »), reliés à un commutateur optoélectronique administrable 9. Ce commutateur optoélectronique 9 comporte des ports réseau 91 équipés de dispositifs d'émission/réception laser 95. Une unité de commande centrale 8 est connectée électriquement au commutateur optoélectronique 9 et aux routeurs optiques 7. Des transpondeurs optiques fixes 3 disposés le long de l'infrastructure B sont connectés aux fibres optiques 5 par l'intermédiaire d'un dispositif d'insertion/extraction optique 6.

Chaque mobile A est équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués 4, reliés à un concentrateur embarqué 40, lui-même relié à un réseau 400 interne au mobile A. En référence à la figure 'ibis, le concentrateur embarqué 40 est similaire au concentrateur fixe 30 ; il est constitué de routeurs optiques 7 sélectifs en longueurs d'onde, reliés à un commutateur optoélectronique administrable 9 au travers de ports 91 équipés de dispositifs d'émission/réception laser 95. Une unité de commande embarquée 48 est connectée électriquement au commutateur optoélectronique 9 et aux routeurs optiques 7 pour en permettre le pilotage dynamique. Les unités de commande embarquées 48 des différents mobiles sont asservies à l'unité de commande centrale 8. En référence à la figure 2, l'infrastructure B est par exemple une infrastructure ferroviaire et le mobile A un matériel roulant circulant sur cette infrastructure B. Les transpondeurs optiques 3 sont fixés par exemple sur des poteaux caténaires à une hauteur d'environ 4m. Les transpondeurs optiques fixes 3 sont disposés par exemple tous les 100 à 400m le long de l'infrastructure ferroviaire A. Les transpondeurs optiques embarqués 4 sont fixés dans les structures supérieures du matériel roulant A de préférence à l'avant et à l'arrière par exemple à une hauteur d'environ 4m.

Les transpondeurs optiques 3 et 4 sont avantageusement équipés chacun d'un système d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes 4 et les transpondeurs embarqués 3 sur chaque mobile. A cet effet et en référence à la figure 4, le dispositif d'insertion/extraction optique 6 comporte une première connexion électrique reliée à une unité de commande du transpondeur310 et une seconde connexion reliée à une fibre optique 314 dont l'extrémité libre s'étend à l'intérieur des transpondeurs 3 ou 4 pour former un faisceau optique en espace libre 305 via un micro-positionneur 304, un coupleur optique 312 et un miroir 302. La fibre optique 314 a typiquement un diamètre de coeur de 9pm et un diamètre de gaine de 125pm. 3006 83 5 10 Les transpondeurs optiques 3 et 4 communiquent par liaison optique atmosphérique. A cet effet, les transpondeurs 3 et 4 sont adaptés pour aligner le faisceau optique 305 issu de la fibre optique 314 d'un transpondeur sur l'extrémité de la fibre optique 314 de l'autre transpondeur et réciproquement de manière à assurer 5 une liaison optique atmosphérique bidirectionnelle et continue entre les deux systèmes A et B. A cet effet, chaque transpondeur optique 3 ou 4 comporte une source optique à secteur angulaire d'émission large 318, un photodétecteur optique à secteur angulaire de réception large 319, un miroir plan 302 tournant autour d'un axe vertical 303 actionné par un moteur piezo-rotatif 301. Ce moteur permet d'ajuster 10 l'angle de visée du faisceau 305 dans le plan horizontal sur une large plage (5° à 360°). Un autre moteur piezo-rotatif 311 permet d'ajuster l'angle de visée de ce même faisceau dans le plan vertical sur une plage plus réduite. La source optique à secteur angulaire large 318 est un ensemble de plusieurs 15 modules sources à grande ouverture angulaire (plusieurs degrés chacun) dont les axes sont orientés perpendiculairement à l'axe vertical 303 et formant une distribution radiale régulière. Ces modules sources comportent par exemple une diode électroluminescente ou un laser semi-conducteur émettant dans la bande Infrarouge 1 à 2pm, préférentiellement avec une longueur d'onde supérieure à 1,4pm pour 20 assurer la sécurité oculaire des personnes évoluant à proximité. Le photo-détecteur optique à secteur angulaire large 319 est un ensemble de plusieurs modules photo-détecteurs à grande ouverture angulaire (plusieurs degrés chacun) dont les axes sont orientés perpendiculairement à l'axe vertical 303 et 25 formant une distribution radiale régulière. Ces modules photo-détecteurs sont constitués par exemple de photodiodes à 4 quadrants de grande surface ou d'une matrice de pixels du type semiconducteur III-V, par exemple du GalnAs. Le faisceau optique issu de la source 318 et reçu par le photo-détecteur 319 30 du transpondeur optique en regard permet aux transpondeurs optiques 3 et 4 de se localiser mutuellement sur un large champ angulaire (de 5° à 360° selon les besoins).

Ainsi, même si les miroirs 302 des transpondeurs optiques 3 et 4 ne pointent pas exactement l'un sur l'autre, il est possible de connaître l'écart angulaire « grand champ » pour revenir à la situation d'auto-pointage « petit champ » à l'aide des moteurs 301 et 311 au sein de chaque transpondeur optique 3 et 4.

En référence à la figure 4bis, pour ajuster plus finement le pointage entre les transpondeurs 3 et 4, on a placé autour de l'extrémité libre de la fibre optique 314 au moins trois fibres optiques satellites 315 pour former un cordon de fibres optiques dont l'extrémité est positionnée avec une grande précision, typiquement au dixième de micron à l'aide du dispositif de micro-positionnement 304. Les fibres optiques 315 sont de type multimode à coeur de 100pm et gaine de 125pm pour collecter le maximum de flux lumineux par exemple rassemblées à l'aide d'un mélangeur 317 et raccordées chacune à un photo-détecteur 308. L'ensemble des photo-détecteurs 308 donne une information sur l'écart angulaire petit champ qui permet à l'unité de commande du transpondeur310 de piloter le micro-positionneur 304 de façon à ajuster finement le pointage du faisceau 305 dans chaque transpondeur 3 et 4. Le transpondeur optique fixe 3 peut en outre piloter des périphériques locaux comme des caméras, capteurs ou actuateurs placés à sa proximité immédiate et raccordés sur un réseau 200.

En référence à la figure 4ter, l'extrémité du cordon de fibres optiques 314 et 315 est positionné finement dans la direction X ou dans la direction Y à l'aide d'un moyen de m i c r o-positionnement piézoélectrique, électrostatique ou électromagnétique conforme à l'état de l'art.

En référence aux figures 7 et 7bis et 8 et 8bis, le moyen de micro- positionnement piézoélectrique est par exemple un actuateur piézo-électrique bilame constitué de deux lames piézoélectriques soudées l'une sur l'autre. Les fibres optiques 314 et 315 sont alors solidaires de cet actuateur piézo-électrique bilame. Lorsqu'une tension électrique est appliquée par l'unité de commande du transpondeur310 à l'actuateur piézo-électrique bilame 304 dans une direction X ou Y, celui-ci se déforme entrainant l'inclinaison de la fibre optique 314 dans un sens ou dans l'autre selon la polarité de la tension électrique. Une unité de contrôle 310 commande la tension appliquée à l'actuateur piézo-électrique bilame 304 de manière à contrôler l'inclinaison de la fibre optique 314 et ainsi ajuster la position de l'extrémité de la fibre optique par rapport à l'axe du miroir 302b. L'unité de contrôle 310 commande la tension électrique appliquée à l'actuateur piézo-électrique bilame 304 de manière à, d'une part aligner l'extrémité de la fibre optique 314 avec le spot du faisceau incident issu des transpondeurs optiques 3 ou 4 en regard et, d'autre part ajuster la direction du faisceau optique issu de la fibre après réflexion sur le miroir tournant 302b dans le plan vertical afin de diriger celui-ci sur un des transpondeurs optiques 3 ou 4 en regard. Sur la figure 7bis on a représenté plusieurs spots 313a et 313b d'un faisceau optique issu de la fibre optique 314 d'un transpondeur 4 embarqué sur le train A sur le photo-détecteur d'un transpondeur fixe 3 positionné le long de l'infrastructure ferroviaire B. Lorsque les deux transpondeurs 3 et 4 en communication ne sont pas en situation de pointage, les deux spots 313b ne sont pas centrés sur l'extrémité de la fibre optique 314. Lorsque les deux transpondeurs 3 et 4 sont en situation de pointage et en communication, le spot 313a est centré sur l'extrémité de la fibre optique 314. La mesure du signal des fibres optiques 315 permet ainsi à l'actuateur piézo-électrique 304 et à l'unité de commande 310 d'asservir en temps réel la position de l'extrémité de la fibre optique 314 sur le spot 313a. Sur la figure 8bis, on a représenté plusieurs spots 313a et 313b d'un faisceau optique issu de la fibre optique 314 d'un transpondeur optique fixe 3 positionné le long de l'infrastructure ferroviaire sur le photodétecteur d'un transpondeur optique 4 embarqué sur le train A.

Selon une variante de réalisation et en référence à la figure 5, les transpondeurs optiques 3 et 4 communiquent entre eux par liaison hertzienne atmosphérique. A cet effet, ils sont équipés d'un convertisseur optique-hyperfréquence 323 connecté au dispositif d'injection/extraction optique 6 et d'une antenne sectorielle 322 connectée électriquement au convertisseur optique-hyperfréquence 323. Les transpondeurs optiques 3 et 4 comportent alors un radome 321 permettant la communication à l'aide d'un faisceau hertzien formé par l'antenne sectorielle 322. Le convertisseur optique-hyperfréquence 323 est piloté par l'unité de commande du transpondeur310. L'antenne 322 n'est pas actionnée autour de l'axe 303 car on suppose que son ouverture angulaire est suffisamment large ou qu'elle est de type à balayage électronique pour communiquer avec l'antenne 322 en regard. Dans une variante de réalisation, l'antenne 322 est orientée avec un moteur de façon similaire au mouvement du miroir optique 302. Dans ce cas, la détection de l'écart angulaire peut être faite par l'antenne 322 elle-même ou par l'ensemble émetteur-récepteur optique 318 et 319.

Les convertisseurs optique-hyperfréquence 323 utilisent des fréquences élevées, par exemple supérieures à 10GHz pour limiter la taille des antennes 322, former des faisceaux hertziens 324 assez directifs et autoriser des communications à haut débit. Les différents canaux acheminés par la fibre optique 5 sous forme de longueur d'onde jusqu'au transpondeur optique 3 sont avantageusement transposés en canal hyperfréquence dans la liaison hertzienne 2 pour être restitués au travers du transpondeur 4 dans le mobile A. Le convertisseur optique-hyperfréquence 323 peut intégrer avantageusement au moins un dispositif d'émission/réception laser accordable en longueur d'onde 95 (figure 15 ci-après) commandé par l'unité de commande 310 du transpondeur optique 3 afin d'être compatible avec les dispositifs d'injection/extraction optique 6 reconfigurables. Selon une autre variante de réalisation et en référence à la figure 6, les transpondeurs 3 et 4 sont hybrides optique/hertzien et peuvent communiquer entre eux à la fois par liaison hertzienne atmosphérique et par liaison optique atmosphérique. A cet effet, les transpondeurs hybrides optique/hertzien comportent en partie basse les éléments des transpondeurs optiques à liaison optique atmosphérique décrits ci-avant et en partie haute les éléments des transpondeurs à liaison hertzienne atmosphérique décrits ci-avant. Le dispositif d'injection/extraction optique 6 ainsi que la fibre optique 5 peuvent être alors dédoublés pour constituer deux chaînes de communication indépendantes.

En référence aux figures 7 et 8, chaque miroir 302 et son coupleur 312 est remplacé par un seul et même miroir parabolique hors d'axe à 90° 302b placé sur un support de révolution tournant autour de l'axe vertical 303 et actionné par un moteur piezo-rotatif 301. Ce miroir parabolique 302b est adapté pour focaliser un faisceau optique 305 traversant le hublot cylindrique 306 sur la face d'entrée de la fibre optique 314 et inversement diriger un faisceau optique issu de cette fibre optique 314 vers un des transpondeurs optiques 3 ou 4 en regard. Une unité de contrôle 310 commande le moteur piezo-rotatif 301 qui entraîne le miroir parabolique 302b de manière à, d'une part aligner celui-ci avec le faisceau incident issu des transpondeurs optique 3 ou 4 en regard, et d'autre part ajuster la direction du faisceau issu de la fibre optique après réflexion sur le miroir 302b dans le plan horizontal afin de diriger celui-ci sur un des transpondeurs optiques 3 ou 4 en regard. En référence à la figure 8, les transpondeurs optiques 4 embarqués sur le train A sont identiques aux transpondeurs 3 fixes à la différence que leur hauteur est réduite. En effet, les transpondeurs optiques 4 sont intégrés en toiture du matériel roulant A à l'avant et à l'arrière (hauteur d'environ 4m par rapport au rail). Les contraintes de consommation électrique sont moindre puisque le matériel roulant A dispose généralement d'une source d'énergie électrique importante à bord.

En référence à la figure 1, les dispositifs d'injection/extraction optique 6 sélectifs en longueur d'onde fonctionnent de manière à ce que le flux de données issu du concentrateur 40 embarqué aboutisse à au moins un ensemble de deux ports réseau 91 du commutateur réseau 9, les deux ports réseau 91 fonctionnant en agrégation au sein du concentrateur fixe 30, de manière à fournir un flux bidirectionnel continu de données entre le réseau 300 de l'infrastructure B et le réseau 400 du mobile A. Une ou plusieurs longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 est avantageusement dédiée à la transmission des signaux de pilotage entre l'unité de commande centrale 8 qui joue le rôle de maître et 1(es) unité(s) de commande embarquée(s) 48 qui joue(nt) le rôle d'esclave. C'est le cas par exemple pour l'allocation dynamique des longueurs d'onde attribuées à chaque mobile. Ainsi, chaque mobile A dispose d'un sous-ensemble de longueurs d'onde inclus dans la bande passante des dispositifs d'émission/réception 95 selon ses besoins en bande passante (agrégation de canaux pour augmenter le débit) ou en sécurité (redondance des liens 2 et isolation physique de différents sous-réseaux). Selon un premier mode de réalisation, et en référence aux figures 9 et 9bis, les dispositifs à insertion/extraction optique 6 sont des commutateurs optiques 6a « 1 vers 2 » conforme à l'état de l'art, adaptés pour basculer entre deux positions, d'une part une première position dans laquelle la totalité des longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 est réinjectée dans la fibre optique 5 et une seconde position dans laquelle la totalité des longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 est acheminée dans le transpondeur optique 3 via la fibre optique 314. Le basculement du commutateur 6a est réalisé via un lien électrique avec l'unité de commande 310 du transpondeur optique 3 associé. Dans ce mode de réalisation, le système 1 comporte au moins deux fibres optiques 5. Deux transpondeurs optiques 3 consécutifs sont couplés à des fibres optiques différentes 5. L'unité de commande centrale 8 est adaptée pour basculer via l'unité de commande 310 associée les commutateurs optiques 6a l'un après l'autre dans le sens de déplacement du mobile A, de manière à ce que l'un des transpondeurs 4 embarqués sur le mobile A communique avec l'un des transpondeurs 3 fixes couplés à la première fibre 5 pendant que l'autre transpondeur 4 embarqué sur le mobile A rétablit le pointage et la communication avec un autre des transpondeurs 3 fixes couplés à la deuxième fibre 5 de sorte qu'au moins l'une des deux liaisons soit toujours active. Dans ce premier mode de réalisation, il ne peut y avoir qu'un seul mobile A par tronçon d'infrastructure correspondant à un même groupe de fibres optiques 5 par contre tous les canaux de longueur d'onde sont disponibles pour la communication entre l'infrastructure B et le mobile A. Par exemple, on dispose ainsi de 72 (144) canaux optiques en bande C DWDM à espacement 100 GHz (50GHz) soit 36 (72) sous-réseaux « informatiques » utilisant une paire de longueurs d'onde. Dans le cas de l'application « ferroviaire », cette configuration est adaptée à la signalisation en cantons fixes (1 à 3km) qui impose la présence d'un seul train par canton.

Selon un second mode de réalisation, et en référence aux figures 10 et 10 bis, les dispositifs à insertion/extraction optique 6b sont chacun sélectifs à une bande de longueur d'onde qui leur est propre et non reconfigurable. Les dispositifs d'émission/réception laser 95 sont adaptables en longueur d'onde. L'unité de commande centrale 8 est adaptée pour faire varier la longueur d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser 95 en fonction de la position du mobile A, de manière à ce que les longueurs d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser 95 appartiennent à la bande de longueurs d'onde du multiplexeur à insertion/extraction optique 6b d'au moins un des transpondeurs optiques 3 de l'infrastructure B sur lesquels les transpondeurs optiques 4 du mobile A sont pointés. Dans ce second mode de réalisation, les routeurs optiques 7 sont reconfigurables et adaptés selon les dispositifs d'insertion/extraction optique 6b utilisés pour connecter le réseau 400 du mobile A à un même groupe de ports réseau 91 en agrégation dans le commutateur optoélectronique 9 de sorte qu'au moins l'une des deux liaisons soit active. Dans ce second mode de réalisation, et en référence à la figure 10 bis, les dispositifs à insertion/extraction optiques 6 sont des multiplexeurs « OADMs » non reconfigurables 6b (« Optical Add-Drop Multiplexeur ») qui ajoutent ou enlèvent une ou plusieurs longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 vers la fibre optique 314 du transpondeur 3, et ce sans passer par une conversion optique-électrique bien entendu. Dans son principe, chaque multiplexeur à insertion/extraction optique 6b comporte trois multiplexeurs/démultiplexeurs 62 et des miroirs fixes 61 qui sont par exemple des réseaux de Bragg ou des couches minces multi-diélectriques. Le signal multiplexé issu de la fibre optique 314 du transpondeur 3 entre dans un premier multiplexeur/démultiplexeur 62 où les différentes longueurs d'onde sont séparées spatialement puis insérées ou extraites à l'aide des miroirs fixes 61 et des deux autres multiplexeurs/démultiplexeurs 62 dans la fibre optique 5. En référence à la figure 17, un dispositif d'insertion/extraction optique non reconfigurable 6b est par exemple constitué par un support rigide de forme allongée 60 sur lequel est collée une fibre optique principale 62 avec une fibre optique secondaire 63 parallèle et jointive. Un réseau de Bragg 61 est photo-inscrit dans la zone de jonction des fibres optiques 62 et 63 de manière à injecter/extraire par exemple deux paires de longueurs d'onde consécutives de la fibre optique principale 62 dans la fibre optique secondaire 63. La fibre optique principale 62 est reliée à une fibre optique 5a d'une part et à une fibre optique 5b d'autre part à l'aide de soudure 64. La fibre optique secondaire 63 est reliée à la fibre optique 314 par une soudure 64. Ce dispositif est très compact et peut être intégré aisément dans une cassette de lovage du type 153 décrite plus haut.

En référence à la figure 17bis, le pas du réseau de Bragg 61 (noté A) est déterminé pour sélectionner telle ou telle longueur d'onde injectée/extraite dans le dispositif 6b. Pour cela, l'angle d'incidence a du signal optique avec la normale au réseau de Bragg légèrement incliné par rapport à l'axe de la fibre optique est tel que la lumière n'est plus guidée dans le coeur de la fibre optique d'indice « n » et passe d'une fibre optique 62 à l'autre 63. Seule la lumière de longueur d'onde X qui vérifie la relation de Bragg A = X/2n.sina est ainsi sélectionnée. L'indice de réfraction étant de l'ordre de 1,5 dans une fibre optique en silice et l'angle d'incidence a très proche de 90°, on peut considérer que le pas du réseau A est de l'ordre de X/3 soit 0,5pm en bande C (1520nm à 1577nm). Le nombre de strates du réseau de Bragg, c'est-à-dire sa longueur rend plus ou moins sélectif le couplage, un réseau de 5mm de longueur par exemple aura une largeur de bande de 0,1nm largement suffisante pour isoler les différentes raies DWDM espacées de 1nm environ (ou 100GHz). Pour sélectionner plusieurs longueurs d'onde, il suffit de placer à la suite les différents réseaux de pas correspondant ou de faire une certaine modulation du pas du réseau 61 placé dans la zone commune des fibres optiques 62 et 63. Dans ce second mode de réalisation, et en référence à la figure 15, les dispositifs d'émission/réception laser 95 intercalés entre les ports réseau 91 des commutateurs optoélectroniques 9 et les routeurs optiques 7 au sein d'un concentrateur 30 ou 40 sont accordables en longueur d'onde. Les dispositifs d'émission/réception laser 95 comportent un dispositif d'émission laser accordable en longueur d'onde 956 délivrant un signal optique continu à un modulateur optoélectronique externe 954 par exemple de type Mach-Zender relié au signal électrique TX du port réseau 91 d'une part et à l'aide d'une fibre optique au routeur optique 7 d'autre part. Le routeur optique 7 reçoit le signal optique TX modulé à une longueur d'onde reconfigurable électriquement par l'unité de commande 8. Le signal optique RX fourni par le routeur optique 7 provient des dispositifs d'émission/réception laser embarqués 95 intégrés dans le convertisseur embarqué 40 dans le mobile A qui est associé au port réseau 91 du commutateur fixe 9, chaque mobile A en circulation sur l'infrastructure B étant associé à un groupe de ports réseau 91. Dans ce cas, le routeur optique 7 est piloté par l'unité de commande 8 pour ajuster la bonne route du signal optique. Le signal optique RX est converti par un photodétecteur 959 qui est par exemple une photodiode rapide en GalnAs pour fournir le signal électrique RX aux ports réseau 91 du commutateur 9. En référence à la figure 16, un routeur optique 7 comprend dans son principe un composant optique diffractif 75 séparant spatialement toutes les longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5. Un ensemble de miroirs reconfigurables électriquement 73 pilotés par l'unité de commande 8 est associé à chaque port réseau 91 pour y aiguiller la paire de longueurs d'onde nécessaire. Un même port réseau 91 peut ainsi faire circuler n'importe quelle paire de longueurs d'onde parmi celles disponibles. Ces composants optoélectroniques sont également appelés « Switch sélectifs en longueur d'onde » (ou « WSS » pour « Wavelength Selectable Switch » en anglais), ils utilisent soit des matrices de micro-miroirs commandés par des tensions électriques soit des modulateurs spatiaux à cristal liquide qui diffractent directement le signal optique incident vers les différents voies optiques. Un tel routeur optique 7 permet d'affecter à chacun des ports réseau 91 la bonne paire de longueurs d'onde en cohérence avec le fonctionnement des dispositifs d'émission/réception 95 selon les instructions données par l'unité de commande 8. Dans ce second mode de réalisation, il peut y avoir plusieurs mobiles A par canton, jusqu'à la moitié du nombre de transpondeurs optiques fixes 3. Les mobiles A peuvent se croiser sans coupure de la communication. Le nombre de canaux « m » disponible à bord des mobiles A dépend de chaque dispositif d'insertion/extraction optique 6 pour la communication entre l'infrastructure B et le mobile A. Concrètement le nombre de canaux « m » disponible à bord des mobiles A est relativement limité, et typiquement égale à deux ou trois (72 longueurs d'onde DWDM espacés de 100GHz en bande C pour 10 à 15 bornes optiques par tronçon de fibre optique 5). Dans le cas de l'application « ferroviaire », cette configuration est adaptée à la signalisation en cantons mobiles déformables. Selon un troisième mode de réalisation, et en référence aux figures 11 et 11 bis, la bande de longueurs d'onde injectée/extraite par les multiplexeurs à insertion/extraction optique 6c est reconfigurable. L'unité de commande centrale 8 est alors adaptée pour faire varier la bande de longueurs d'onde injectée/extraite de chaque multiplexeur à insertion/extraction optique 6c en fonction de la position du mobile A, de manière à ce que les longueurs d'onde des dispositifs d'émission/réception laser 95 appartiennent à la bande de longueurs d'onde injectée/extraite du multiplexeur à insertion/extraction optique 6c d'au moins un des transpondeurs optiques 3 fixes sur lesquels les transpondeurs optiques 4 embarqués sont pointés. Dans ce troisième mode de réalisation, et en référence à la figure 11 bis, les dispositifs à insertion/extraction optique 6c sont adaptables en longueur d'onde. Ce sont des multiplexeurs « ROADM » (« Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexeur » en anglais) qui ajoutent ou enlèvent une ou plusieurs longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 vers la fibre optique 314 du transpondeur 3 de manière dynamique. Dans son principe, chaque multiplexeur à insertion/extraction optique 6c comporte trois multiplexeurs/démultiplexeurs 62 et un ensemble de commutateurs 61 qui sont par exemple des réseaux de Bragg à pas adaptable, des composants à cristal liquide ou des micro-miroirs électriquement commandés. Le signal multiplexé issu de la fibre optique 314 du transpondeur 3 entre dans un premier multiplexeur/démultiplexeur 62 où les différentes longueurs d'onde sont séparées spatialement puis insérées ou extraites à l'aide de l'ensemble de commutateurs 61 et des deux autres multiplexeurs/démultiplexeurs 62 dans la fibre optique 5. En référence à la figure 18 et 18bis, un dispositif d'insertion/extraction optique adaptable en longueur d'onde 6c est par exemple similaire au dispositif d'insertion/extraction optique non reconfigurable 6b décrit plus haut à la différence que le support 60 est un bilame piézo-électrique qui permet de déformer le ou les réseaux de Bragg qui en sont solidaires par l'application d'une tension électrique V. Pour une tension électrique positive/négative, le pas A du réseau de Bragg est augmenté/réduit car le bilame allonge/contracte les fibres optiques 62 et 63 augmentant/réduisant la ou les longueurs d'onde injectées/extraites. La tension électrique V est pilotée par l'unité de commande 310 intégrée dans chaque borne optique 3. Il est nécessaire de prévoir au moins un réseau de Bragg avec une longueur d'onde dédiée au « monitoring » du dispositif de commande du bilame piézo-électrique pour s'affranchir des variations de température ou d'autres paramètres d'environnement. Dans ce troisième mode de réalisation, une ou plusieurs longueurs d'onde circulant dans la fibre optique 5 est avantageusement dédiée à la transmission des signaux de pilotage entre l'unité de commande centrale 8 et les dispositifs d'insertion/extraction optique 6c.

Dans ce troisième mode de réalisation, plusieurs mobiles A peuvent cohabiter par tronçon de fibre optique 5, jusqu'à la moitié du nombre de bornes optiques 13. Les mobiles A peuvent se croiser sans coupure de la communication. Le nombre de canaux « m » disponibles à bord des mobiles A ne dépend que du nombre de ports réseau 91 mis en oeuvre dans les switch 9 c'est-à-dire qu'il peut être assez important, et typiquement supérieur à trois canaux. Dans cette configuration, le nombre de mobiles A qui peut coexister en communication bidirectionnelle continue avec l'infrastructure B est maximal et surtout le nombre de ports réseau 91 à mettre en oeuvre est minimal. Dans le cas de l'application « ferroviaire », cette configuration est adaptée à la signalisation en cantons mobiles déformables. En référence à la figure 12, les fibres optiques 5 traversent un module d'amplification 55 pour amplifier le signal optique de la fibre optique 5 dans les deux sens de propagation. Un module d'amplification optique 55 comporte deux multiplexeurs en longueurs d'onde 52 permettant de séparer les canaux optiques TX (émis par un dispositif d'émission/réception laser 95) d'une part et les canaux optiques RX (reçu par un dispositif d'émission/réception laser 95) d'autre part. Les canaux optiques TX et RX traversent chacun un amplificateur optique 51 de type « EDFA » (« Erbium Doped Fiber Amplifier »). Un tel module d'amplification 55 peut avantageusement être intégré dans un dispositif d'insertion/extraction optique 6 fixe et être piloté respectivement par l'unité de commande centrale 8. Il peut aussi avantageusement être intégré en coupure de la fibre optique 5 au niveau d'un switch 7 dans un concentrateur 30 ou en coupure de la fibre optique 314 au niveau du switch 7 dans un dispositif 40 du mobile A. En référence à la figure 13, l'architecture réseau met en oeuvre au moins un coeur de réseau 20 fonctionnant à très haut débit (100 à 400Gb/s) permettant d'interconnecter différents tronçons de l'infrastructure B à l'aide de dispositifs d'injection/extraction optique secondaires 12, tous les concentrateurs 30 étant raccordés à une même dorsale optique à très haut débit (« Backbone ») 11. Chaque dispositif d'injection/extraction optique secondaire 12 inclut un moyen de multiplexage passif et d'amplification nécessaire à une dorsale optique 11 de grande longueur qui peut relier en double adduction tous les concentrateurs 30 à chacun des coeurs de réseau 20 placés à chaque extrémité de l'infrastructure B.

En référence à la figure 14, une ligne d'alimentation 10 alimente tous les éléments de l'infrastructure et notamment les transpondeurs fixes 3 depuis une station génératrice 50. Cette ligne d'alimentation 10 est parallèle aux fibres optiques 5 et intégrée dans le câble hybride optique/électrique 15 sur lequel est raccordé chaque transpondeur 3. Les stations génératrices 50 sont alimentées en moyenne tension (380v triphasé ou 230V monophasé) par une ligne d'alimentation principale 13 à partir d'une station génératrice principale 56 raccordée au réseau électrique global 500 qui alimente également les coeurs de réseau 20. Cette configuration permet d'intégrer les lignes électriques à basse tension dans une même gaine et faciliter les opérations de maintenance en présence de tensions électriques sans danger pour le personnel. En contrepartie, il faut limiter la distance entre les stations secondaires 50 d'autant plus que la consommation électrique des bornes optiques 3 est importante. On intègre avantageusement dans le module d'alimentation 320 des transpondeurs optiques 3 un accumulateur électrique permettant de lisser la consommation et d'éviter les pointes de courant sur la ligne 10. En référence à la figure 3, les fibres optiques 5 et les lignes d'alimentation 10 sont avantageusement regroupées dans une gaine 154 et forment ensemble un câble hybride optique/électrique 15. Les lignes d'alimentation 10 sont par exemple en cuivre ayant alors une résistance de ligne d'environ 34 ohms par kilomètre et par mm2 de section. Une consommation maximale par borne optique de 10W donne par exemple un courant bidirectionnel de 0,1A dans la ligne 10 et 3,4v de chute de tension soit 7% de perte joule pour une ligne simple de 1km de longueur avec une section de 1mm2. Dans cet exemple, un câble 15 avec environ six fibres optiques en gaine de diamètre 0,9mm et 10 paires de conducteurs 10 en gaine de diamètre 1,5mm permettraient de desservir un tronçon d'infrastructure d'une longueur de 2km.

Un tel câble 15 aurait un diamètre extérieur de 10 à 15mm selon qu'il est destiné à être inclus dans un fourreau ou à être enfoui en pleine terre. Du fait que tous ses brins intérieurs sont de diamètre homogène de 1 à 1,5mm, sa souplesse reste satisfaisante et conforme aux normes des câbles à courant faible de type Telecom.

En référence à la figure 3bis, les fibres optiques 5 et les lignes d'alimentation 10 connectées à une borne optique 3 sont extraites du câble hybride optique/électrique 15 au niveau d'une cassette de lovage 153 intégrée dans la borne optique 13. Cette cassette de lovage 153 est par exemple intégrée au câble hybride optique/électrique 15 en enlevant la gaine 154 du câble hybride optique/électrique 15 sur une longueur d'au moins 500mm sans interrompre ni les fibres optiques 5 ni les lignes d'alimentation 10 pour faire au moins une boucle 151 avec l'ensemble des fibres optiques 5 respectant un rayon de courbure minimum de 50mm acceptable pour une fibre optique monomode en silice standard 9/125pm et une boucle 152 avec les lignes d'alimentation 10. Seule, la boucle de la fibre optique 5 destinée à être connectée avec le transpondeur fixe 3 est interrompue pour être connectée au dispositif d'insertion/extraction 6 intégré au transpondeur optique 3 en ces deux points d'entrée/sortie avec des connecteurs optiques usuels. Pour plus de redondance et de sécurité de fonctionnement on utilise avantageusement les deux lignes d'alimentation 10 pour chaque borne optique 3. Pour un transpondeur optique 4, on peut aussi utiliser cette technique avec un seul câble 15 qui est stocké dans la cassette de lovage 153. On intègre avantageusement dans la cassette 153 le module d'amplification optique 51.

La cassette de lovage 153 peut également être utilisée pour interconnecter deux infrastructures B entre-elles ou une infrastructure B avec un autre réseau étendu de type 300 à l'aide d'un câble secondaire dont les fibres optiques 5 et/ou les lignes d'alimentation 10 sont raccordées à celles de l'infrastructure B à l'aide de boucles 151 et 152 incorporant des soudures optiques et/ou électriques. Des joints d'étanchéité 155 sont associés aux câbles 15 pour assurer l'étanchéité des gaines 154 avec la cassette 153. La cassette de lovage 153 constitue ainsi une sorte de « joint optique/électrique » étanche qui peut être stocké dans une chambre de tirage enterrée de façon traditionnelle ou préférentiellement intégrée dans la base de chaque borne optique fixe 3 placée en hauteur relâchant ainsi les contraintes d'étanchéité (injection de gaz neutre...).5

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Système de communication (1) bidirectionnelle continue par liaison atmosphérique entre une infrastructure (B) équipée de transpondeurs optiques fixes (3) reliés à des dispositifs d'émission/réception laser (95), et au moins un mobile (A) en mouvement par rapport à l'infrastructure (B) et équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués (4) reliés à des dispositifs d'émission/réception laser (95), les transpondeurs optiques (3 et 4) sont équipés chacun d'un moyen d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes (3) et les transpondeurs embarqués (4), le système (1) étant caractérisé en ce que chaque transpondeur optique fixe (3) est couplé à au moins une fibre optique (5) disposée le long de l'infrastructure (B) par l'intermédiaire d'un dispositif à insertion/extraction optique (6, 6a, 6b, 6c), une unité de commande centrale (8) étant adaptée pour piloter les dispositifs à insertion/extraction optiques (6a, 6c) et/ou les dispositifs d'émission/réception laser (95) en fonction de la position du mobile.
2. 2. Système de communication (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à insertion/extraction optique (6, 6a, 6b, 6c) sont des commutateurs optiques (6a), et en ce que deux transpondeurs optiques (3) consécutifs sont couplés à des fibres optiques différentes (5), l'unité de commande centrale (8) étant adaptée pour commuter les commutateurs optiques (6, 6a) l'un après l'autre dans le sens de déplacement du mobile (A), de manière à ce que l'un des transpondeurs embarqués (4) communique avec un transpondeur fixe (3) pendant que l'autre transpondeur embarqué (4) effectue l'opération de pointage avec un autre transpondeur fixe (3).
3. 3. Système de communication (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à insertion/extraction optiques (6b) sont sélectifs à une bande de longueurs d'onde qui leur est propre et fixe, les dispositifs d'émission/réceptionlaser (95) étant adaptables en longueur d'onde, une unité de commande centrale (8) étant adaptée pour faire varier la longueur d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser (95) en fonction de la position du mobile (A), de manière à ce que les longueurs d'onde d'émission/réception des dispositifs d'émission/réception laser (95) appartiennent à la bande de longueurs d'onde du multiplexeur à insertion/extraction optique (6, 6a, 6b, 6c) d'au moins un des transpondeurs optiques fixes (3) sur lesquels les transpondeurs optiques embarqués (4) sont pointés.
4. 4. Système de communication (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de longueurs d'onde injectée/extraite par les dispositifs à insertion/extraction optiques (6c) est reconfigurable, l'unité de commande centrale (8) étant adaptée pour faire varier la bande de longueurs d'onde injectée/extraite de chaque multiplexeur à insertion/extraction optique (6c) en fonction de la position du mobile, de manière à ce que les longueurs d'onde des dispositifs d'émission/réception laser (95) appartiennent à la bande de longueurs d'onde injectée/extraite du multiplexeur à insertion/extraction optique (6c) d'au moins un des transpondeurs optiques (3) fixes sur lesquels les transpondeurs optiques (4) embarqués sont pointés.
5. 5. Système de communication (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce chaque fibre optique (5) est connectée à un routeur optique sélectif en longueur d'onde (7) dont les sorties sont connectées à un commutateur réseau fixe (9), le routeur optique sélectif en longueur d'onde (7) et/ou le commutateur réseau fixe (9) étant commandés par l'unité de commande centrale (8) de manière à ce que le flux de données issu des dispositifs d'émission/réception laser (95) embarqués aboutisse à au moins un ensemble de deux ports réseau (91) du commutateur réseau (9), les deux ports réseau (91) fonctionnant en agrégation au sein du commutateur réseau (9).
6. 6. Système de communication (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs commutateurs réseau fixes (9) répartis le long de l'infrastructure (B), un des ports réseau (91) de chaque commutateur réseau fixe (9) étant relié à un port réseau (91) des deux commutateurs réseau fixes (9) adjacents de manière à assurer la continuité de la communication entre les commutateurs réseau fixes (9).
7. 7. Système de communication (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs longueurs d'onde des dispositifs d'émission/réception laser (95) est dédiée à la transmission des signaux de pilotage entre l'unité de commande centrale (8) et le dispositif d'émission/réception (40), et/ou les dispositifs à insertion/extraction optiques (6, 6a, 6c).
8. 8. Système de communication (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les transpondeurs optiques (3 et 4) sont équipés d'un moyen de micro-positionnement 304 de l'extrémité de la fibre optique (314) pour établir une liaison optique « fibre à fibre » auto-pointée en espace libre entre les transpondeurs (3 et 4).
9. 9. Système de communication (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les transpondeurs optiques (3 et 4) sont équipés d'un convertisseur optique-hyperfréquence (323) et d'une antenne sectorielle (322) pour établir une liaison hertzienne en espace libre entre les transpondeurs optiques (3) et (4).
10. 10. Système de communication (1) selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel les dispositifs à insertion/extraction optiques (6b, 6c) sont constitués d'une fibre optique principale (62) et d'une fibre optique secondaire (63) accolée à la fibre optique principale (62) sur une zone de jonction, un ouplusieurs réseaux de Bragg (61) étant inscrits dans la zone de jonction des fibres optiques principales et secondaires (62 et 63) de manière à ce que certaines longueurs d'onde soit extraites de la fibre optique principale (62) vers la fibre optique secondaire (63) ou insérée de la fibre optique secondaire (62) vers la fibre optique principale (63).
11. 11. Système de communication (1) selon les revendications 10 et 4 prises en combinaison, dans lequel les fibres optiques principales (62) et secondaires (63) sont solidaires d'un bilame piézo-électrique (60) de manière à ce que l'application d'une tension électrique aux bornes du bilame piézo-électrique (60) entraine une déformation du ou des réseaux de Bragg (61) inscrits dans la zone de jonction des fibres optiques principales et secondaires (62 et 63).
12. 12. Système de communication (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les dispositifs d'émission/réception laser (95) adaptables en longueur d'onde comportent un dispositif d'émission/réception laser (956) à longueur d'onde accordable et un modulateur externe électro-optique (954).
13. 13. Procédé de communication bidirectionnelle continue par liaison atmosphérique entre une infrastructure (B) équipée de transpondeurs optiques fixes (3) reliés à des dispositifs d'émission/réception laser (95), et au moins un mobile (A) en mouvement par rapport à l'infrastructure (B) et équipé d'au moins deux transpondeurs optiques embarqués (4) reliés à des dispositifs d'émission/réception laser (95), les transpondeurs optiques (3 et 4) sont équipés chacun d'un moyen d'auto-pointage permettant d'assurer une communication entre les transpondeurs fixes (3) et les transpondeurs embarqués (4), chaque transpondeur optique fixe (3) étant couplé à au moins une fibre optique (5) disposée le long de l'infrastructure (B) par l'intermédiaire d'un dispositif à insertion/extraction optique (6, 6a, 6b, 6c), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte un étape de pilotage des dispositifs àinsertion/extraction optiques (6a, 6c) et/ou des dispositifs d'émission/réception laser (95) en fonction de la position du mobile.