Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Thème: Présenté par : Mr. BOUSBAA Abdelbaki Mr. BRIK Marouane Encadré par : Pr.

Thème: Présenté par : Mr. BOUSBAA Abdelbaki Mr. BRIK Marouane Encadré par : Pr. TEMMAR Abdelkader Président: Mlle. M. DERKAOUI Examinateurs: Dr. A. CHENIKA Mr. A. MAZOUZI Promotion: IGE 36 Année Universitaire : 2015- 2016 Juin, 2016 اﻟﺟﻣﮭـــــورﯾــــــﺔ اﻟﺟـــزاﺋـــرﯾـــــــﺔ اﻟـــدﯾﻣﻘـــــراطﯾـــــــﺔ اﻟﺷـﻌﺑﯾـــــﺔ Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Ministère de la poste et des technologies de l’information et de la communication Institut National des Télécommunications et des Technologies de l’Information et de la Communication اﻟﻤﻌﮭــــﺪ اﻟﻮطﻨـــﻲ ﻟﻼﺗﺼﺎﻻت وﺗﻜﻨــــﻮﻟﻮﺟﯿــﺎت اﻹﻋﻼم و اﻻﺗﺼﺎل Etude et réalisation d’un codeur pour liaison numérique par fibre optique Projet de fin d’études Pour l’obtention du Diplôme d’Ingénieur D’Etat en Télécommunications. ii Résumé La capacité des liaisons optique de transport d’information évolue et continuera à évoluer à un rythme très rapide suite à l’émergence de nouveaux services de plus en plus demandeurs en bande passante (messagerie, mobile, services multimédia en ligne,…..). Plus la technologie avance, plus tous ces moyens de transmission évoluent. Nous visons dans ce travail la meilleure qualité de transmission dans une liaison optique numérique avec différents types de codage du signal. Il nous a fallu pour atteindre ce but l’étude de la caractéristique d’une liaison dans la première phase de ce projet, la deuxième phase a été consacrée à l'étude détaillée des méthodes de codages, la troisième phase est de simuler et définir les paramètres optimaux d’une liaison optique tel que la longueur de la fibre monomode, le débit de transmission et le format de codage utilisé. Mots- clés : liaison optique numérique, méthodes de codages, Facteur de qualité, débit de transmission iii Abstract The capacity of optical transport link information is changing and will continue to evolve at a rapid pace due to the emergence of new services to increasingly demanding bandwidth (email, mobile, multimedia online services ....). As technology progresses, all these means of transmission are changing. We aim in this work the best transmission quality in a digital optical link with different types of signal coding. It took us to achieve this goal the study of the characteristic of a link in the first phase of this project, the second phase was devoted to a detailed study of methods of coding, the third phase is to simulate and define the optimal parameters of an optical link such that the length of single mode fiber, the transmission rate and the coding format used. Keywords: digital optical link, methods of encoding, quality factor, transmission rate. iv Table des matières Résumé...................................................................................................................................ii Abstract................................................................................................................................ iii Liste des tableaux..................................................................................................................vi Liste des figures ...................................................................................................................vii Liste des sigles ......................................................................................................................ix Remerciements................................................................................................................... xiii Introduction générale .............................................................................................................1 1. Liaison numérique par fibre optique..........................................................................3 1.1 Introduction........................................................................................................................3 1.2 Définition d’une liaison par fibre optique...........................................................................3 1.2.1 Emetteur.....................................................................................................................4 1.2.2 Récepteurs..................................................................................................................6 1.2.3 La fibre optique...........................................................................................................7 1.2.4 Conclusion...................................................................................................................9 2. Les codes en télécommunications optiques ..............................................................10 2.1 Introduction......................................................................................................................10 2.2 Objectif du codage............................................................................................................11 2.3 Les codes a deux niveaux..................................................................................................11 2.3.1 Le codage RZ .............................................................................................................11 2.3.2 Le codage NRZ...........................................................................................................12 2.3.3 Le codage NRZI..........................................................................................................13 2.3.4 Le codage Manchester..............................................................................................14 2.3.5 Le codage Manchester différentiel...........................................................................17 2.3.6 Le codage de Miller...................................................................................................18 2.3.7 Le codage CMI...........................................................................................................19 2.4 Les codes a niveaux multiples...........................................................................................21 2.4.1 Le codage MLT3 ........................................................................................................21 2.4.2 Le codage bipolaire simple .......................................................................................22 2.4.3 Le codage bipolaire entrelacé d’ordre 2...................................................................24 2.4.4 Le codage HDBn........................................................................................................25 2.5 Les codes a transformation de valence ............................................................................26 2.5.1 Codage nB/mB ..........................................................................................................27 2.6 Conclusion.........................................................................................................................28 v 3. Etude et simulation d’une liaison numérique optique codée..................................29 3.1 Introduction......................................................................................................................29 3.1.1 Description de l’outil de simulation..........................................................................29 3.1.2 Avantages du logiciel ................................................................................................31 3.2 Composant utilisé dans la simulation...............................................................................32 3.3 Critère de qualité d’une liaison.........................................................................................36 3.3.1 Le Taux d’Erreur Binaire............................................................................................36 3.3.2 Le Facteur de Qualité................................................................................................37 3.3.3 Le diagramme de l’œil ..............................................................................................38 3.4 Etude et simulation des liaisons codées...........................................................................39 3.4.1 Méthode de travail ...................................................................................................39 3.4.2 Liaison codée NRZ.....................................................................................................39 3.4.3 Liaison codée MANCHESTER.....................................................................................41 3.4.4 Liaison codée NRZI....................................................................................................43 3.4.5 Liaison codée 4B/5B..................................................................................................45 3.4.6 Liaison codée AMI.....................................................................................................47 3.5 Comparaison entre les codes............................................................................................50 3.6 Conclusion.........................................................................................................................52 4. Réalisation d’un codeur optique ..............................................................................53 4.1 Introduction......................................................................................................................53 4.2 La conception de notre système.......................................................................................53 4.3 Description des logiciels utilisés .......................................................................................53 4.3.1 Logiciel Proteus.........................................................................................................53 4.3.2 Logiciel Flowcode......................................................................................................53 4.4 Description du matériel utilisé..........................................................................................54 4.4.1 Le PIC 16F877A.........................................................................................................54 4.4.2 Le 7406.....................................................................................................................55 4.4.3 Le LM386...................................................................................................................55 4.5 Réalisation de notre système ...........................................................................................56 4.6 Résultat trouvé .................................................................................................................57 4.7 Conclusion.........................................................................................................................57 Conclusion générale.............................................................................................................58 Bibliographie.......................................................................................................................xiv vi Liste des tableaux Tableau 1 :Valeur binaire et leur attribut..........................................................................................26 Tableau 2 :Table de transcodage 4B/5B...........................................................................................27 Tableau 3 :Paramètres caractéristiques du Laser..............................................................................32 Tableau 4 :Paramètres caractéristiques de la fibre............................................................................35 Tableau 5 :Facteur de qualité de la liaison codée NRZ. ...................................................................40 Tableau 6 :Taux d’erreur binaire de la liaison codée NRZ...............................................................40 Tableau 7 :Facteur de qualité de la liaison codée MANCHESTER .................................................42 Tableau 8 :Taux d’erreur binaire de la liaison codée MANCHESTER............................................42 Tableau 9 :Facteur de qualité de la liaison codée NRZI..................................................................44 Tableau 10 :Taux d’erreur binaire de la liaison codée NRZI ...........................................................44 Tableau 11 :Facteur de qualité de la liaison codée 4B/5B................................................................46 Tableau 12 :Taux d’erreur binaire de la liaison codée 4B/5B ..........................................................46 Tableau 13 :Facteur de qualité de la liaison codée AMI...................................................................48 Tableau 14 :Taux d’erreur binaire de la liaison codée 4B/5B ..........................................................48 vii Liste des figures Figure 1 : Schéma synoptique d’un système de transmission optique................................................3 Figure 2 : Spectre d’émission d’une DEL...........................................................................................4 Figure 3 : Spectre d’émission d’une DL.............................................................................................4 Figure 4 : La différence entre DEL et DL...........................................................................................5 Figure 5 : Modulation directe. ............................................................................................................5 Figure 6 : Modulation externe ............................................................................................................6 Figure 7 : Photodiode PIN ..................................................................................................................7 Figure 8 : Photodiode APD.................................................................................................................7 Figure 9 : Représentation du code RZ ..............................................................................................12 Figure 10 : Représentation du code NRZ .........................................................................................12 Figure 11 : Représentation du DSP NRZ..........................................................................................13 Figure 12 : Représentation du code NRZI........................................................................................14 Figure 13 : Représentation du code Manchester..............................................................................15 Figure 14 : Représentation du DSP Manchester..............................................................................16 Figure 15 : Représentation du code Manchester Différentiel ...........................................................17 Figure 16 : Représentation du DSP biphasé différentiel...................................................................18 Figure 17 : Représentation du code Miller .......................................................................................19 Figure 18 : Représentation du DSP Miller........................................................................................19 Figure 19 : Principe du code CMI ....................................................................................................20 Figure 20 : Représentation du DSP CMI..........................................................................................21 Figure 21 : Représentation du code MLT3......................................................................................22 Figure 22 : Représentation du DSP MLT3 .......................................................................................22 Figure 23 : Représentation du code AMI..........................................................................................23 Figure 24 : Représentation du DSP AMI..........................................................................................23 Figure 25 : Principe du code bipolaire entrelacé d'ordre 2 ...............................................................24 Figure 26 : Principe du code HDB3..................................................................................................25 Figure 27 : Codes par blocs ..............................................................................................................26 Figure 28 : Principe du code 2B1Q ..................................................................................................26 Figure 29 : DSP du 2B1Q.................................................................................................................26 Figure 30 : Les fenêtres dans OptiSystem ........................................................................................30 Figure 31 : Paramètres d’un composant............................................................................................31 Figure 32 : Schémas d’une liaison simulée ......................................................................................32 Figure 33 : Modèle de simulation du PRBS .....................................................................................32 Figure 34 : Modèle de simulation LASER CW................................................................................33 Figure 35 : Modèle de simulation MZ Modulator ............................................................................33 Figure 36 : Modèle de simulation du récepteur optique ...................................................................33 Figure 37 : Modèle de simulation du codeur NRZ ...........................................................................34 Figure 38 : Modèle de simulation du codeur MANCHESTER........................................................34 Figure 39 : Modèle de simulation du codeur NRZI..........................................................................34 Figure 40 : Modèle de simulation du codeur AMI ...........................................................................35 Figure 41 : Modèle de simulation du codeur 4B/5B.........................................................................35 Figure 42 : Modèle de simulation de la fibre....................................................................................35 viii Figure 43 : Modèle de simulation de l’oscilloscope .........................................................................36 Figure 44 : Modèle de simulation de l’analyseur du TEB................................................................36 Figure 45 : Exemple diagramme de l’œil. ........................................................................................38 Figure 46 : Liaison codée NRZ.........................................................................................................39 Figure 47 : Facteur de qualité Q en fonction de la distance dans des différents débits. ...................40 Figure 48 : BER en fonction de la distance dans des différents débits.............................................41 Figure 49 : Liaison codée MANCHESTER......................................................................................41 Figure 50 : Facteur de qualité Q en fonction de la distance dans des différents débits ....................42 Figure 51 : BER en fonction de la distance dans des différents débits.............................................43 Figure 52 : liaison codée NRZI.........................................................................................................43 Figure 53 : Facteur de qualité Q en fonction de la distance dans des différents débits. ...................44 Figure 54 : BER en fonction de la distance dans des différents débits.............................................45 Figure 55 : Liaison codée 4B/5B......................................................................................................45 Figure 56 : Facteur de qualité Q en fonction de la distance dans des différents débits. ...................46 Figure 57 : BER en fonction de la distance dans des différents débits.............................................47 Figure 58 : Liaison codée AMI.........................................................................................................47 Figure 59 : Facteur de qualité Q en fonction de la distance dans des différents débits. ...................48 Figure 60 : BER en fonction de la distance dans des différents débits.............................................49 Figure 61 : Facteur Q des différents codes en fonction de la distance en débit 2.5 Gbit/s...............50 Figure 62 : Facteur Q des différents codes en fonction de la distance en débit 5 Gbit/s..................50 Figure 63 : Facteur Q des différents codes en fonction de la distance en débit 10 Gbit/s...............51 Figure 64 : Facteur Q des différents codes en fonction de la distance en débit 40 Gbit/s...............51 Figure 65 : L’environnement de Flowcode.......................................................................................54 Figure 66 : Le microcontrôleur PIC16F877A...................................................................................54 Figure 67 : Schéma du port logique7406..........................................................................................55 Figure 68 : Schéma du LM386 .........................................................................................................55 Figure 69 : Schéma du codeur NRZ .................................................................................................56 Figure 70 : Montage final du codeur NRZ........................................................................................56 Figure 71 : résultat obtenu ................................................................................................................57 ix Liste des sigles APD: Avalanche Photodiode. AMI : Alternate Mark Inversion. ADC: Analog to Digital Converter. ATM uploads/S4/ codeur-pour-liaison-par-fibre-optique-bousbaa-amp-brik-pdf.pdf