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1/2 Enseignants : A. Ben Salem, M. Menif et M. Zghal Classe : INDP2 Date : 24/1

1/2 Enseignants : A. Ben Salem, M. Menif et M. Zghal Classe : INDP2 Date : 24/10/2019 Durée : 1h30 Nombre de pages : 02 Documents non autorisés Devoir surveillé Composants et Systèmes de Communications Optiques Une attention particulière sera accordée au soin apporté à la rédaction des réponses. Questions de cours (8 points) 1. Citer les avantages d’une fibre optique en silice. 2. Quel est l’intérêt d’utiliser une longueur d’onde de coupure dans une fibre optique ? 3. Comment peut-on changer la dispersion intermodale dans une fibre multimode ? 4. Comment peut-on changer la dispersion chromatique dans une fibre monomode ? 5. Quelles sont les origines physiques relatives à la dispersion de mode de polarisation (PMD) ? 6. Quelle est la différence entre une fibre DSF et une fibre NZDSF ? Exercice (12 points) On souhaite caractériser une liaison optique entre deux villes distantes de 80 km à base d’une fibre à saut d’indice à deux longueurs d’onde sources différentes 1 = 850 nm et 2 = 1550 nm. Cette fibre optique a un diamètre du cœur de 8 µm et un indice de cœur de 1.4725. Les coefficients d’atténuation de cette fibre sont de 1.5 dB/km et 0.25 dB/km à 1 et 2, respectivement. L’ensemble des solutions des modes linéairement polarisés guidés dans cette fibre est donné par Figure 1. Elle présente une longueur d’onde de coupure du mode LP11 égale à 1200 nm. Le coefficient de la dispersion chromatique D()LP01 du mode fondamental est une fonction linéaire de la longueur d’onde sur la plage 800-1600 nm. Il admet une pente S = 0.17 ps/nm2/km et a une valeur de -100 ps/nm/km à 1. Le coefficient de dispersion du mode LP11 sur la plage 800-1600 nm est donné par la relation suivante: D()LP11= D()LP01 + 40 ps/nm/km. Des épissures sont réalisées sur cette liaison tous les 4 km. La perte maximale induite par chacune de ces épissures est de 0.1 dB. Deux connecteurs sont utilisés pour connecter la source et le détecteur. Chacun de ces connecteurs a une perte d’insertion de 0.5 dB. On prend comme marge de sécurité de transmission 3 dB. L’émetteur à 1 est une diode laser émettant une puissance de 10 mW et ayant une largeur spectrale  = 10 nm. L’émetteur à 2 est une diode laser émettant une puissance de 5 mW et ayant une largeur spectrale f = 10 GHz. 2/2 Le récepteur est une photodiode PIN ayant un seuil de détection de 50 µW et 10 μW à 1 et 2, respectivement. 1. Calculer l’ouverture numérique de cette fibre optique. 2. Pour V = 3, identifier les modes optiques guidés dans cette fibre. Quel est le mode le plus rapide ? Justifier. 3. Quelle est la longueur d’onde de coupure des modes LP21 et LP02 ? 4. Déterminer le régime de propagation de cette fibre aux deux longueurs d’onde sources 1 et 2. 5. Quel débit maximum cette fibre pourra supporter à chacune des sources 1 et 2 ? 6. Calculer la portée maximale de la liaison déduite du bilan de puissance à chacune des sources 1 et 2. 7. Est-ce que la liaison peut fonctionner correctement avec le matériel disponible à un débit de 1 Gb/s et 10 Gb/s ? Justifier. 8. Quelle est alors la longueur de la fibre de compensation de la dispersion (DCF) nécessaire pour faire fonctionner la liaison à 10 Gb/s sachant que la dispersion de cette fibre DCF est de -80 ps/nm/km à 2? Figure 1. L’indice effectif du mode optique en fonction de la fréquence normalisée Bon Travail uploads/Finance/ 2019-octobre-ds-indp2-pdf.pdf