FR2950763A1 - Systeme et procede de communication par liaison optique et terminal relais associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système et procédé de communication et un terminal relais associé. Le terminal relais (4) est destiné à communiquer avec d'une part un premier terminal utilisateur (6) propre à transmettre un faisceau dans une première bande spectrale, et d'autre part un deuxième terminal utilisateur (8) apte à transmettre un faisceau dans une deuxième bande spectrale ; le terminal relais comportant : - une première (30) et une deuxième (32) voies de communication aptes à traiter les faisceaux provenant du premier terminal utilisateur (6) et respectivement du deuxième terminal utilisateur (8) ; - une unité de transmission (22) apte à transmettre, vers la première voie de communication la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37) comprise dans la première bande spectrale, et vers la deuxième voie de communication la portion restante de l'énergie du faisceau réceptionné.

Description

Système et procédé de communication par liaison optique et terminal relais associé

L'invention est relative à un système de communication par liaison optique, plus 5 spécifiquement à un système relais pour faire communiquer un terminal relais avec une pluralité de terminaux utilisateurs.

Plus particulièrement, l'invention concerne un terminal relais destiné à communiquer par liaison optique, avec un premier terminal utilisateur et un deuxième 10 terminal utilisateur ; le premier terminal utilisateur étant propre à transmettre au terminal relais un faisceau dans une première bande spectrale, le deuxième terminal utilisateur étant apte à transmettre au terminal relais un faisceau dans une deuxième bande spectrale différente de la première bande spectrale.

15 Par communication par liaison optique, on comprend une communication par moyens optiques entre un terminal relais, par exemple un terminal monté sur un satellite en orbite géostationnaire, et un terminal utilisateur monté sur un satellite en orbite basse, sur un aéronef (avion, drone ou autre), sur un vaisseau (navire, sous-marin ou autre) ou bien installé au sol. Pour mettre en oeuvre une telle communication, les deux terminaux 20 s'alignent l'un avec l'autre afin de pouvoir émettre et recevoir un faisceau laser, par exemple un rayonnement infrarouge.

Le document EP 1 777 844 divulgue un système de communication par liaison optique comprenant un terminal relais propre à communiquer avec plusieurs terminaux 25 utilisateurs. Chaque terminal utilisateur est apte à émettre des faisceaux dans une unique bande spectrale.

Or au moins deux bandes spectrales sont actuellement utilisées pour des communications par liaison optique par satellite. Les terminaux utilisateurs et les 30 terminaux relais en orbite émettent des faisceaux dans l'une ou l'autre des bandes spectrales autorisées.

En conséquence, un terminal relais, construit pour communiquer dans une bande spectrale donnée, ne peut pas communiquer avec un terminal utilisateur construit pour communiquer dans une autre bande spectrale.

La présente invention a notamment pour but de pallier cet inconvénient et de permettre au terminal relais de communiquer avec des terminaux utilisateurs construits pour fonctionner dans une bande spectrale donnée et avec des terminaux utilisateurs construits pour fonctionner dans une autre bande spectrale.

A cet effet, l'invention a pour objet un terminal relais comportant : - une première voie de communication apte à traiter les faisceaux appartenant à la première bande spectrale ; - une deuxième voie de communication apte à traiter les faisceaux appartenant à la deuxième bande spectrale, la première bande spectrale et la deuxième bande spectrale étant comprises entre 0,7 µm et 1,7 µm ; la première bande spectrale et la deuxième bande spectrale étant séparées d'une distance spectrale supérieure à 0,1 µm ; et - une unité de transmission comprenant : - un élément de réception apte à réceptionner au moins une partie du faisceau provenant du premier terminal utilisateur ou du deuxième terminal utilisateur, et - un élément de commande propre à transmettre, pendant toute la durée de la communication, vers la première voie de communication la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception comprise dans la première bande spectrale, et vers la deuxième voie de communication la portion restante de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le terminal relais comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'élément de commande comprend au moins une première lame dichroïque ; - la première lame dichroïque présente une bande passante ayant une longueur d'onde maximum supérieure aux longueurs d'onde de la première bande spectrale et inférieure aux longueurs d'onde de la deuxième bande spectrale ; - la première voie de communication et la deuxième voie de communication comprennent chacune un laser propre à émettre un signal optique de longueur d'onde comprise dans une bande spectrale choisie parmi une bande spectrale comprise entre 0,78 µm et 0,9 µm, une bande spectrale étroite autour de 1,0641um, et une bande spectrale comprise entre 1,51 µm et 1,62 µm ; - le terminal relais est destiné à communiquer par liaison optique avec un troisième terminal utilisateur; le troisième terminal utilisateur étant propre à transmettre des signaux dans une troisième bande spectrale différente de la première bande spectrale et de la deuxième bande spectrale, ledit terminal relais comportant une troisième voie de communication apte à traiter les faisceaux appartenant à la troisième bande spectrale ; et dans lequel l'élément de commande est apte à transmettre pendant toute la durée de la communication, vers la troisième voie de communication la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception comprise dans la troisième bande spectrale ; - la deuxième bande spectrale et la troisième bande spectrale sont séparées d'une largeur de bande supérieure à 0,11.tm ; - le terminal relais comprend une unité d'acquisition et de poursuite comprenant un détecteur matriciel apte à détecter au moins les faisceaux ayant des longueurs d'onde appartenant à la première bande spectrale, à la deuxième bande spectrale et à la troisième bande spectrale ; - le détecteur matriciel est capable de détecter des signaux lumineux dans une gamme spectrale comprise entre 0,7 et 1,7 µm, par exemple un détecteur matriciel InGaAs hybridé avec un circuit de lecture CMOS ; - l'élément de commande comprend une première lame dichroïque et une 25 deuxième lame dichroïque ; la première lame dichroïque étant apte à transmettre l'ensemble du faisceau réceptionné dans la première voie de communication, lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la première bande spectrale, et l'ensemble du faisceau réceptionné vers la deuxième lame dichroïque, lorsqu'au 30 moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la deuxième bande spectrale ou la troisième bande spectrale ; la deuxième lame dichroïque étant apte à transmettre l'ensemble du faisceau réceptionné dans la deuxième voie de communication, lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la deuxième bande spectrale, et l'ensemble du faisceau réceptionné dans la troisième voie de communication, lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la troisième bande spectrale ; - la troisième voie de communication comprend un laser propre à émettre un signal optique de longueur d'onde comprise dans une bande spectrale choisie parmi une bande spectrale comprise entre 0,78 µm et 0,9 µm, une bande spectrale étroite autour de 1,064 µm, et une bande spectrale comprise entre 1,51 µm et 1,62 µm ; - au moins la première voie de communication comporte un premier bloc d'émission/réception et un second bloc d'émission/réception aptes à traiter les faisceaux appartenant à la première bande spectrale, et un diviseur de faisceau propre à répartir le faisceau entre le premier bloc d'émission/réception et le second bloc d'émission/réception.

L'invention a également pour objet un système de communication par liaison optique comprenant : - un premier terminal utilisateur propre à transmettre un faisceau dans une première bande spectrale ; - un deuxième terminal utilisateur propre à transmettre un faisceau dans une 20 deuxième bande spectrale ; et - un terminal relais selon l'un quelconque des modes de réalisations décrits ci-dessus.

Enfin, l'invention a pour objet un procédé de communication, par liaison optique, 25 entre un terminal relais et au moins un terminal utilisateur parmi un premier terminal utilisateur et un deuxième terminal utilisateur ; le premier terminal utilisateur étant propre à transmettre un faisceau dans une première bande spectrale ; le deuxième terminal utilisateur étant propre à transmettre un faisceau dans une deuxième bande spectrale différente de la première bande spectrale ; le terminal relais comprenant une 30 première et une deuxième voies de communication, et une unité de transmission comprenant un élément de réception apte à réceptionner au moins une partie du faisceau provenant du premier terminal utilisateur ou du deuxième terminal utilisateur, et un élément de commande ; le procédé comportant les étapes suivantes : - réception d'un faisceau par l'élément de réception ; - transmission pendant toute la durée de la communication vers la première voie de communication de la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception comprise dans la première bande spectrale ; et - transmission pendant toute la durée de la communication vers la deuxième voie de communication de la portion restante de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception ; la première bande spectrale et la deuxième bande spectrale étant comprises entre 0,7 µm et 1,7 µm ; la première bande spectrale et la deuxième bande spectrale étant séparées d'une distance spectrale supérieure à 0,1 µm.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma représentant le système de communication selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un schéma représentant la transmission d'un filtre optique passe-bande appartenant au système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma représentant la bande passante d'une première lame dichroïque du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 4 est un schéma représentant la bande passante d'une seconde lame dichroïque du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 5 est un schéma représentant un bloc d'émission/réception d'une première voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 6 est un schéma représentant la bande passante d'un filtre appartenant à la première voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 7 est un schéma représentant un bloc d'émission/réception d'une deuxième voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 8 est un schéma représentant la bande passante d'un filtre appartenant à la deuxième voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 9 est un schéma représentant un bloc d'émission/réception d'une troisième voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1 ; - la figure 10 est un schéma représentant la bande passante d'un filtre appartenant à la troisième voie de communication du système de communication illustré sur la figure 1; - la figure 11 est un diagramme du procédé de communication selon l'invention ; et 5 - la figure 12 est un schéma représentant un système de communication selon un second mode de réalisation de l'invention.

En référence à la figure 1, le système de communication 2 selon le premier mode de réalisation de l'invention comprend un terminal relais 4 porté par exemple par un satellite 10 géostationnaire, un premier 6, un deuxième 8 et un troisième 10 terminaux utilisateurs portés par exemple par des satellites en orbite basse, et propres à communiquer avec le terminal relais 4.

Le premier terminal utilisateur 6 est apte à transmettre au terminal relais 4 des 15 faisceaux de communication appartenant uniquement à une première bande spectrale B1. Le deuxième terminal utilisateur 8 est apte à transmettre au terminal relais 4 des faisceaux de communication appartenant uniquement à la deuxième bande spectrale B2. Le troisième terminal utilisateur 10 est propre à transmettre des faisceaux de communication appartenant uniquement à la troisième bande spectrale B3. 20 La première B1, la deuxième B2, et la troisième B3 bandes spectrales sont une bande spectrale parmi une bande spectrale comprise entre 0,78 µm et 0,9 µm, une bande étroite autour de la raie Nd:YaG à 1,064 µm, et une bande spectrale comprise entre 1,51 µm et 1,62 µm. La séparation entre ces bandes spectrales est supérieure à 0,1 µm. 25 Le terminal relais 4 comporte un télescope 12 propre à transmettre un faisceau lumineux aux terminaux utilisateurs 6, 8 et 10, et à réceptionner un faisceau lumineux transmis par ces terminaux, un mécanisme de pointage 14 propre à effectuer la poursuite d'un faisceau de communication provenant d'un terminal utilisateur, une balise 16 propre 30 à émettre un faisceau lumineux divergent utilisé dans la phase d'acquisition de la liaison optique, appelé ci-après faisceau de balise, et un miroir semi-réfléchissant 18 pour séparer le faisceau de balise émis des faisceaux réceptionnés. Le faisceau de balise est généré dans une bande spectrale de balise BO d'une largeur d'environ 0,01 µm. Cette bande spectrale BO est centrée soit sur 0,8 µm, soit sur 0,98 µm.

Le terminal relais 4 comporte en outre une unité d'acquisition et de poursuite 20, une unité de transmission 22 et une unité de répartition 24 propre à transmettre une partie a des faisceaux de communication à l'unité d'acquisition et de poursuite 20, et l'autre partie 1-a des faisceaux de communication à l'unité de transmission 22, avec 0 < a < 1 et, par exemple, a = 0,2.

Un filtre optique passe bande 28 est en outre interposé entre l'unité d'acquisition et de poursuite 20 et l'unité de répartition 24. Comme visible sur la figure 2, ce filtre de traitements 28 est propre à filtrer les faisceaux n'appartenant pas à la bande spectrale de balise BO, à la première bande spectrale B1, à la deuxième bande spectrale B2 et à la troisième bande spectrale B3.

L'unité d'acquisition et de poursuite 20 est adaptée pour détecter et poursuivre un faisceau de communication en provenance d'un terminal utilisateur. A cet effet, elle comprend un détecteur matriciel 26 apte à délimiter une fenêtre autour du point d'incidence de chaque faisceau de communication. Chaque fenêtre est surveillée et déplacée de sorte que le point d'incidence du faisceau de communication considéré reste dans sa fenêtre afin de transmettre des données sur la position de chacun des faisceaux.

Selon l'invention, le détecteur matriciel 26 est apte à détecter des faisceaux de communication appartenant au moins à la bande spectrale de balise BO, à la première bande spectrale B1, à la deuxième bande spectrale B2 et à la troisième bande spectrale B3.

Le détecteur matriciel 26 peut détecter et surveiller plusieurs faisceaux simultanément. Il est par exemple constitué par un détecteur matriciel InGaAs hybridé à 30 un circuit de lecture CMOS.

Le terminal relais 4 comprend en outre une première voie de communication 30 apte à traiter uniquement les faisceaux appartenant à la première bande spectrale B1, une deuxième voie de communication 32 apte à traiter les faisceaux appartenant uniquement à la deuxième bande spectrale B2, et une troisième voie de communication 34 apte à traiter les faisceaux appartenant uniquement à la troisième bande spectrale B3.

L'unité de transmission 22 comporte un élément de réception 37 apte à réceptionner la partie 1-a des faisceaux de communication, et un élément de commande comprenant une première lame dichroïque 36 et une deuxième lame dichroïque 38.

La première lame dichroïque 36 est apte à transmettre pendant toute la durée de la communication, vers la première voie de communication 30, la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception 37 comprise dans la première bande spectrale B1, et réfléchir vers la deuxième lame dichroïque 38 la portion restante de l'énergie du faisceau incident, c'est-à-dire la portion d'énergie n'appartenant pas à la première bande spectrale B1.

A cet effet, la première lame dichroïque 36 présente une bande passante en transmission B36 illustrée schématiquement sur la figure 3.

Cette bande passante B36 présente une longueur d'onde maximum supérieure aux 20 longueurs d'onde de la première bande spectrale B1 et inférieure aux longueurs d'onde de la deuxième bande spectrale B2.

La deuxième lame dichroïque 38 est apte à transmettre vers la deuxième voie de communication 32 la portion de l'énergie appartenant la deuxième bande spectrale B2, et 25 réfléchir la portion restante de l'énergie du faisceau incident vers la troisième voie de communication 34, c'est-à-dire la portion d'énergie n'appartenant pas à la deuxième bande spectrale B2.

La deuxième lame dichroïque 38 présente une bande passante B38 illustrée 30 schématiquement sur la figure 4.

Cette bande passante B38 présente une longueur d'onde maximum supérieure aux longueurs d'onde de la deuxième bande spectrale B2 et inférieure aux longueurs d'onde de la troisième bande spectrale B3.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le terminal relais 4 comporte en outre un miroir 40 propre à faire pivoter de 45 degrés les faisceaux provenant la deuxième lame dichroïque 38 pour les diriger vers la deuxième voie de communication 32.

La première voie de communication 30 comporte un bloc d'émission/réception 31, illustré sur la figure 5. Ce bloc d'émission/réception 31 comprend une unité d'émission 44 générant les signaux numériques à envoyer au premier terminal utilisateur 6, des diodes laser monomode AlGaAs 45 aptes à générer les faisceaux de communication par modulation directe par le signal numérique reçus de l'unité d'émission 44, et un séparateur par filtrage spectral 46 propre à router les faisceaux d'émission vers le télescope 12 et les faisceaux de réception vers une unité de réception 42.

En variante, le séparateur par filtrage spectral 46 est remplacé par un filtre polarisant. Dans ce cas, les faisceaux de communication réceptionnés sont transmis avec une certaine polarisation telle qu'une polarisation circulaire droite ou gauche ou une polarisation linéaire, et les faisceaux de communication à émettre sont transmis avec une autre polarisation. Le filtre polarisant est alors propre à séparer les faisceaux de communication réceptionnés des faisceaux de communication à émettre.

Le bloc d'émission/réception 31 comporte en outre une unité de réception 42 propre à réceptionner et traiter les signaux numériques transmis par le premier terminal utilisateur 6, un détecteur 49 (photodiode PIN à faible bruit ou de préférence une photodiode à avalanche pour une meilleure sensibilité) et un filtre 48. Le filtre 48 est connecté au séparateur 46.

Un exemple de bande passante du filtre 48 du bloc d'émission/réception 31 de la première voie de communication est illustré sur la figure 6. Elle permet de sélectionner la raie spectrale de la première bande spectrale B1 utilisée par le terminal utilisateur 6. Elle présente une largeur d'environ 0,01 µm autour de la longueur d'onde nominale sélectionnée dans la première bande spectrale B1.

La deuxième voie de communication 32 comporte un bloc d'émission/réception 33 illustré sur la figure 7. Ce bloc comporte une unité d'émission 44 propre à générer des signaux numériques à transmettre au deuxième terminal utilisateur 8, des diodes laser de pompage 51 à 0,8 µm, un laser Nd:YAG 53 pompé par les diodes 51 via une fibre optique multi-mode, et connecté par une fibre monomode à maintien de polarisation à un modulateur 55 propre à moduler le signal laser continu sortant du laser 53 par les signaux réceptionnés de l'unité d'émission 44. Le modulateur 55 est, par exemple, un modulateur Mach-Zehnder LiNbO3.

Le bloc d'émission/réception 33 comprend en outre en sortie du modulateur 55, un amplificateur 57, 65 propre à amplifier les signaux optiques générés par le modulateur 55. Cet amplificateur 57, 65 est, par exemple, constitué par un amplificateur à fibre optique dopée à l'Erbium ou à l'Ytterbium 57, pompé par des diodes laser 65 à 0,98 µm.

Enfin, le bloc d'émission/réception 33 comprend un séparateur 46 par polarisation propre à recevoir le faisceau transmis par la lame dichroïque 38 et à transmettre le faisceau amplifié par l'amplificateur 57, 65, un filtre à bande étroite 48 relié au séparateur 46, un détecteur synchrone cohérent 67, des diodes PIN InPAGa 71 propres à convertir le signal optique sortant du détecteur 67 en signal électrique, et une unité de réception 42 propre à réceptionner et traiter les faisceaux transmis par le deuxième terminal utilisateur 8.

Un exemple de bande passante du filtre 48 du bloc d'émission/réception 33 de la deuxième voie de communication est illustré sur la figure 8. Le filtre 48 permet de sélectionner l'unique raie spectrale de la deuxième bande spectrale B2 (1,064 µm). La bande passante du filtre 48 peut avoir une largeur beaucoup plus faible que pour la bande B1 grâce à la très grande pureté spectrale de la raie laser, par exemple inférieure à 1 nm.

La troisième voie de communication 34 comporte un bloc d'émission/réception 37 illustré sur la figure 9. Ce dernier comprend une unité d'émission 44 propre à générer des signaux à transmettre au troisième terminal utilisateur 10, un laser 73 à rétroaction distribuée, connecté par une fibre monomode à maintien de polarisation à un modulateur 75 propre à moduler le signal laser continu sortant du laser 73 par les signaux numériques générés par l'unité d'émission 44, un amplificateur à fibre dopée 76, 77 propre à amplifier le signal optique généré par le modulateur 75.

Le laser 73 est un laser à semi-conducteur de type de Fabry-Perrot utilisant un réseau dans sa cavité. Il fournit une longueur d'onde stable voisine de 1,55 µm et accordable par pas de moins de 1 nm, offrant donc des capacités importantes de multiplexage.

L'amplificateur à fibre dopée 76, 77 est, par exemple, un amplificateur à fibre 15 optique dopée à l'Erbium ou à l'Ytterbium 76. Il est pompé par des diodes de pompages à des longueurs d'onde de 0,98 µm et 0,92 µm.

Le bloc d'émission/réception 35 comprend en outre séparateur par filtrage spectral 46 propre à recevoir le faisceau transmis par le miroir 40 et à recevoir le faisceau sortant de 20 l'amplificateur 76 via une fibre optique monomode à maintien de polarisation, un filtre 48 relié au séparateur 46, un pré-amplificateur à fibre optique 78 pompé par les diodes de pompage 77, des diodes PIN InPAsGa 80 propres à convertir le signal optique sortant du pré-amplificateur 78 en signal électrique, et une unité de réception 42 propre à réceptionner et traiter les faisceaux transmis par le troisième terminal utilisateur 10. 25 Un exemple de bande passante du filtre 48 du bloc d'émission/réception 35 de la troisième voie de communication est illustré sur la figure 10. Elle permet de sélectionner la raie spectrale de la troisième bande spectrale B3 utilisée par le terminal utilisateur 10. La bande passante du filtre 48 peut avoir une largeur beaucoup plus faible que pour la 30 première bande spectrale B1 grâce à la très grande pureté spectrale de la raie laser, par exemple 1 nm.

En variante, comme pour bloc d'émission/réception 31 de la première voie de communication, le séparateur par filtrage spectral 46 est remplacé par un filtre polarisant.

En référence à la figure 11, un exemple d'établissement de communication selon le procédé de l'invention débute au cours d'une étape 50 lorsqu'un terminal utilisateur, par exemple le premier terminal utilisateur 6, souhaite entrer en communication avec le terminal relais 4. Le premier terminal utilisateur 6 allume sa balise et balaie la zone angulaire appelée "cône d'incertitude" dans laquelle doit se trouver le terminal relais 4. Celui-ci est en attente, pointé dans la direction dans laquelle doivent se trouver le ou les utilisateurs potentiels.

Au cours d'une étape 52, le faisceau de la balise atteint le terminal relais 4 qui le détecte. A cet effet, lorsque le faisceau de la balise est capté par le télescope 12, il est transmis, par l'unité de répartition 24, à l'unité d'acquisition et poursuite 20.

Le faisceau de balise est alors imagé sur le détecteur matriciel 26 et la direction du premier terminal utilisateur 6 peut être estimée. Le mécanisme de pointage 14 est commandé afin de centrer l'image du faisceau balise sur le détecteur matriciel 26 et de poursuivre ce faisceau.

Au cours d'une étape 54, la balise 16 du terminal relais transmet un faisceau de balise vers le premier terminal utilisateur 6 afin de lui signaler sa présence et sa disponibilité.

25 Au cours d'une étape 56, le premier terminal utilisateur 6 réceptionne le faisceau de balise émis par le terminal relais 4. Il arrête alors sa propre balise et transmet un faisceau de communication présentant des longueurs d'onde appartenant à la première bande spectrale B1.

30 Au cours d'une étape 58, le terminal relais 4 réceptionne le faisceau de communication émis par le premier terminal utilisateur 6. Il arrête sa balise 16. Une partie a du faisceau de communication est transmise à l'unité d'acquisition et de 20 poursuite 20 afin de poursuivre le faisceau de communication émis par le premier terminal utilisateur 6.

Au cours d'une étape 59, une partie 1-a du faisceau de communication transmis par le premier terminal utilisateur 6 est réceptionnée par l'élément de réception 37. Puis, cette partie 1-a traverse la première lame dichroïque 36. Comme la longueur d'onde de ce faisceau appartient à la première bande spectrale B1, la première lame dichroïque 36 transmet l'ensemble du faisceau provenant de l'unité de répartition 24 vers la première voie de communication 30. Ce faisceau de communication traverse le séparateur 46 et est filtré par le filtre 48, puis, est réceptionné et traité par l'unité de réception 42.

Si un second utilisateur souhaite communiquer avec le terminal relais 4, par exemple le deuxième terminal utilisateur 8, les étapes 50 à 59 sont répétées. Puis, au cours d'une étape 60, la première lame dichroïque 36 réfléchit la portion du signal reçu qui est en dehors de la bande spectrale B1 vers la seconde lame dichroïque 38. Celle-ci transmet l'ensemble du faisceau provenant de la première lame dichroïque 36 vers la deuxième voie de communication 32, puisque la longueur d'onde de ce faisceau appartient à la deuxième bande spectrale B2.

Noter que la stratégie d'acquisition décrite est celle applicable à un ensemble de terminaux utilisateurs concentrés sur un théâtre d'opération suffisamment restreint pour être couvert par le champ de vue du terminal relais (en pratique des terminaux sur drone, sur navire ou au sol). C'est bien alors les terminaux utilisateurs qui initient la liaison avec leur balise, celle du terminal relais n'est pas nécessairement utilisée. Par contre, pour un terminal utilisateur sur satellite, il ne peut y avoir qu'un seul utilisateur à la fois, et c'est le terminal relais qui initie la liaison avec sa balise. Le terminal utilisateur n'a pas alors de balise pour des raisons de puissance disponible à bord des satellites en orbite basse. Ces stratégies sont décrites dans le brevet EP 1 777 844.

En référence à la figure 12, le système de communication 61 selon le second mode de réalisation est similaire au système de communication 2 selon le premier mode de réalisation à l'exception du fait que le terminal relais 62 soit propre à communiquer avec deux terminaux utilisateurs aptes à générer un faisceau dans la même bande spectrale.

Pour illustrer ce mode de réalisation, le système de communication 61 représenté sur la figure 12 comprend le premier terminal utilisateur 6 et un quatrième terminal utilisateur 63 tous deux propres à transmettre un faisceau de communication dans la première bande spectrale B1.

Le système de communication 61 selon le second mode de réalisation comporte une 10 première voie de communication 64 apte à traiter uniquement les faisceaux appartenant à la première bande spectrale B1.

La première voie de communication 64 comporte un diviseur de faisceau 66 apte à diviser le faisceau de communication transmis par la première lame dichroïque 36, entre 15 un premier bloc d'émission/réception 31A et un deuxième bloc d'émission/réception 31B. Lesdits blocs étant aptes à recevoir et à traiter chacun uniquement une partie de ce faisceau de communication.

Le diviseur de faisceau 66 est apte à réfléchir vers le premier bloc 20 d'émission/réception 3lA les faisceaux ayant des longueurs d'onde compris dans une première portion de la première bande passante B1 et à réfléchir vers le deuxième bloc d'émission/réception 31B les faisceaux ayant des longueurs d'onde comprises dans une deuxième portion de la première bande passante B1. Par exemple, si la première bande passante B1 est comprise entre 0,79 µm et 0,81 µm, la première portion de la première 25 bande passante B1 est comprise entre 0,79 µm et 0,8 µm et la deuxième portion de la première bande passante B1 est comprise entre 0,8 µm et 0,81 µm. On utilise alors un multiplexage fréquentiel.

En variante, le diviseur de faisceau 66 est apte à réfléchir vers le premier bloc 30 d'émission/réception 3lA les faisceaux ayant une certaine polarisation et à réfléchir vers le deuxième bloc d'émission/réception 31B les faisceaux ayant une autre polarisation.

En variante également, le diviseur de faisceau 66 est apte à réfléchir vers le premier bloc d'émission/réception 31A les faisceaux réceptionnés pendant un laps de temps prédéfini, et à réfléchir vers le deuxième bloc d'émission/réception 31B les faisceaux réceptionnés pendant un autre laps de temps prédéfini. On utilise cette fois un multiplexage temporel.

La première voie de communication 64 comporte en outre une première unité de pointage 68 apte à compenser le décalage angulaire détecté par l'unité d'acquisition et de poursuite 20 pour le premier terminal utilisateur 6, et une deuxième unité de pointage 70 apte à compenser le décalage angulaire détecté par l'unité d'acquisition et de poursuite 20 pour le quatrième terminal utilisateur 63.

Le premier bloc d'émission/réception 31A et le deuxième bloc d'émission/réception 31B sont similaires au bloc d'émission/réception 31 décrit dans le premier mode de réalisation de l'invention. Ils ne seront donc pas décrits une seconde fois. Seuls le séparateur 46 et le filtre 48 sont adaptés aux types de multiplexage utilisés.

Le système de communication 61 selon le second mode de réalisation comporte également une deuxième voie de communication 72 apte à traiter uniquement des faisceaux appartenant à la deuxième bande spectrale B2, et une troisième voie de communication 74 apte à traiter uniquement les faisceaux appartenant à la troisième bande spectrale B3. Ces voies de communications sont similaires à la première voie de communication 30 et ne seront pas décrites une seconde fois.

En variante, le système de communication 61 comprend un nombre supérieur de diviseurs de faisceau et un nombre supérieur de blocs d'émission/réception de sorte qu'il est apte à communiquer avec un nombre supérieur de terminaux utilisateurs transmettant des faisceaux de communication dans la même bande spectrale.

La largeur des bandes B0, B1, B2 et B3 représentée sur les figures 2 à 10 n'est pas à l'échelle.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Terminal relais (4 ; 62) destiné à communiquer par liaison optique, avec un premier terminal utilisateur (6) et un deuxième terminal utilisateur (8) ; le premier terminal utilisateur (6) étant propre à transmettre au terminal relais (4 ; 62) un faisceau dans une première bande spectrale (B1), le deuxième terminal utilisateur (8) étant apte à transmettre au terminal relais (4 ; 62) un faisceau dans une deuxième bande spectrale (B2) différente de la première bande spectrale (B1) ; caractérisé en ce que le terminal relais (4 ; 62) comporte : - une première voie de communication (30 ; 64) apte à traiter les faisceaux appartenant à la première bande spectrale (Bl) ; - une deuxième voie de communication (32 ; 72) apte à traiter les faisceaux appartenant à la deuxième bande spectrale (B2), la première bande spectrale (B1) et la deuxième bande spectrale (B2) étant comprises entre 0,7 µm et 1,7 µm ; la première bande spectrale (B1) et la deuxième bande spectrale (B2) étant séparées d'une distance spectrale supérieure à 0,1 µm ; et - une unité de transmission (22) comprenant : - un élément de réception (37) apte à réceptionner au moins une partie du 20 faisceau provenant du premier terminal utilisateur (6) ou du deuxième terminal utilisateur (8), et - un élément de commande (36, 38) propre à transmettre, pendant toute la durée de la communication, vers la première voie de communication (30 ; 64) la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37) 25 comprise dans la première bande spectrale (B1), et vers la deuxième voie de communication (32 ; 72) la portion restante de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37).

   2.- Terminal relais (4 ; 62) selon la revendication 1, dans lequel l'élément de 30 commande (36, 38) comprend au moins une première lame dichroïque (36).

   3.- Terminal relais (4 ; 62) selon la revendication 2, dans lequel la première lame dichroïque (36) présente une bande passante (B36) ayant une longueur d'onde maximum supérieure aux longueurs d'onde de la première bande spectrale (B1) et inférieure aux longueurs d'onde de la deuxième bande spectrale (B2).

   4.- Terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première voie de communication (30 ; 64) et la deuxième voie de communication (32 ; 72) comprennent chacune un laser (45) propre à émettre un signal optique de longueur d'onde comprise dans une bande spectrale choisie parmi une bande spectrale comprise entre 0,78 µm et 0,9 µm, une bande spectrale étroite autour de 1,0641um, et une bande spectrale comprise entre 1,51 µm et 1,62 µm.

   5.- Terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit terminal relais (4 ; 62) est destiné à communiquer par liaison optique avec un troisième terminal utilisateur (10) ; le troisième terminal utilisateur (10) étant propre à transmettre des signaux dans une troisième bande spectrale (B3) différente de la première bande spectrale (B1) et de la deuxième bande spectrale (B2), ledit terminal relais (4 ; 62) comportant une troisième voie de communication (34 ; 74) apte à traiter les faisceaux appartenant à la troisième bande spectrale (B3) ; et dans lequel l'élément de commande (36, 38) est apte à transmettre pendant toute la durée de la communication, vers la troisième voie de communication (34 ; 74) la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37) comprise dans la troisième bande spectrale (B3).

   6.- Terminal relais (4 ; 62) selon la revendication 5, dans lequel la deuxième bande spectrale (B2) et la troisième bande spectrale (B3) sont séparées d'une largeur de bande supérieure à 0,11.tm.

   7.- Terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, qui comprend une unité d'acquisition et de poursuite (20) comprenant un détecteur matriciel (26) apte à détecter au moins les faisceaux ayant des longueurs d'onde appartenant à la première bande spectrale (Bl), à la deuxième bande spectrale (B2) et à la troisième bande spectrale (B3).

   8.- Terminal relais (4 ; 62) selon la revendication 7, dans lequel le détecteur matriciel (26) est capable de détecter des signaux lumineux dans une gamme spectralecomprise entre 0,7 et 1,7 µm, par exemple un détecteur matriciel InGaAs hybridé avec un circuit de lecture CMOS.

   9.- Terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans 5 lequel l'élément de commande (36, 38) comprend une première lame dichroïque (36) et une deuxième lame dichroïque (38) ; la première lame dichroïque (36) étant apte à transmettre l'ensemble du faisceau réceptionné dans la première voie de communication (30 ; 64), lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la première bande spectrale 10 (Bl), et l'ensemble du faisceau réceptionné vers la deuxième lame dichroïque (38), lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la deuxième bande spectrale (B2) ou la troisième bande spectrale (B3) ; la deuxième lame dichroïque (38) étant apte à transmettre l'ensemble du faisceau réceptionné dans la deuxième voie de communication (32 ; 72), lorsqu'au moins une 15 longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la deuxième bande spectrale (B2), et l'ensemble du faisceau réceptionné dans la troisième voie de communication (34 ; 74), lorsqu'au moins une longueur d'onde du faisceau réceptionné est comprise dans la troisième bande spectrale (B3). 20

   10.- Terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la troisième voie de communication (34 ; 74) comprend un laser (73) propre à émettre un signal optique de longueur d'onde comprise dans une bande spectrale choisie parmi une bande spectrale comprise entre 0,78 µm et 0,9 µm, une bande spectrale étroite autour de 1,064 µm, et une bande spectrale comprise entre 1,51 µm et 1,62 µm. 25

   11.- Terminal relais (62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel au moins la première voie de communication (64) comporte un premier bloc d'émission/réception (3lA) et un second bloc d'émission/réception (3lB) aptes à traiter les faisceaux appartenant à la première bande spectrale (B1), et un diviseur de faisceau 30 (66) propre à répartir le faisceau entre le premier bloc d'émission/réception (3lA) et le second bloc d'émission/réception (31B).

   12.- Système de communication (2 ; 61) par liaison optique comprenant : - un premier terminal utilisateur (6) propre à transmettre un faisceau dans une première bande spectrale (Bl) ; - un deuxième terminal utilisateur (8) propre à transmettre un faisceau dans une deuxième bande spectrale (B2) ; et - un terminal relais (4 ; 62) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.

   13.- Procédé de communication, par liaison optique, entre un terminal relais (4 ; 62) et au moins un terminal utilisateur parmi un premier terminal utilisateur (6) et un deuxième terminal utilisateur (8) ; le premier terminal utilisateur (6) étant propre à transmettre un faisceau dans une première bande spectrale (B1) ; le deuxième terminal utilisateur (8) étant propre à transmettre un faisceau dans une deuxième bande spectrale (B2) différente de la première bande spectrale (B1) ; le terminal relais (4 ; 62) comprenant une première (30 ; 64) et une deuxième (32 ;72) voies de communication, et une unité de transmission (22) comprenant un élément de réception (37) apte à réceptionner au moins une partie du faisceau provenant du premier terminal utilisateur (6) ou du deuxième terminal utilisateur (8), et un élément de commande (36, 38) ; le procédé comportant les étapes suivantes : - réception (59) d'un faisceau par l'élément de réception (37) ; - transmission (60) pendant toute la durée de la communication vers la première voie de communication (30 ; 64) de la portion de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37) comprise dans la première bande spectrale (Bl) ; et - transmission (60) pendant toute la durée de la communication vers la deuxième voie de communication (32 ; 72) de la portion restante de l'énergie du faisceau réceptionné par l'élément de réception (37) ; la première bande spectrale (B1) et la deuxième bande spectrale (B2) étant comprises entre 0,7 µm et 1,7 µm ; la première bande spectrale (Bl) et la deuxième bande spectrale (B2) étant séparées d'une distance spectrale supérieure à 0,1 µm.