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SOMMAIRE SOMMAIRE Introduction aux Télécom. par F.O Emetteurs optiques Transmis

SOMMAIRE SOMMAIRE Introduction aux Télécom. par F.O Emetteurs optiques Transmission dans une F.O. Détecteurs optiques 1 2 3 4 5 Connectique 6 Câbles fibre optique 7 Transmission numérique MIC. 2. Transmission dans une F.O. 2. Transmission dans une F.O. . ■ Réflexion et réfraction de la lumière. ■ Fibre optique. ■ Ouverture numérique. ■ Dispersion dans une F.O. ■ Principaux types de F.O. ■ Technologie de fabrication. . 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.1. Optique géométrique et loi de Descartes 2.1. Optique géométrique et loi de Descartes: : La lumière est constituée d’ondes électromagnétiques qui se propagent dans le vide à une vitesse de 300 000 Km/s. ces ondes transportent de l’énergie et peuvent être caractérisées par leur fréquence « f ». On peut caractériser ces ondes par un autre paramètre, la longueur d’onde définie comme étant le rapport entre leur vitesse de propagation et leur fréquence : λ = v/f . 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.1. Optique géométrique et loi de Descartes 2.1. Optique géométrique et loi de Descartes: : Ces ondes électromagnétiques ont la particularité d’impressionner l’œil, et donc d’être visibles, si leurs longueurs d’onde sont comprises entre 0.4 µm et 0.8 µm. On les désigne alors sous le nom de lumière. . 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : a la surface de séparation entre deux milieux (air,verre,eau,plastique,…) différents, la lumière peut être transmise, réfléchie ou réfractée, c a d déviée de sa trajectoire initiale. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : a. Loi de la réflexion: a. Loi de la réflexion: Le rayon incident, le rayon réfléchi et la normal sont tous dans un même plan appelé plan d’incidence. . L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence et sont mesurés par rapport à la droite perpendiculaire à la surface a la surface de séparation. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : b. Loi de la réfraction: b. Loi de la réfraction: A la traversée de l’interface entre deux milieux diélectriques différents, d’indice n1 et n2, la lumière est déviée (réfractée) de sa trajectoire initiale. On montre que: n1 sinθ1 = n2 sinθ2 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : b. Loi de la réfraction: b. Loi de la réfraction: V = c/n c: vitesse de la lumière dans le vide. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : b. Loi de la réfraction: b. Loi de la réfraction: 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière 2.2. Réflexion et réfraction de la lumière: : b. Loi de la réfraction: b. Loi de la réfraction: Conséquence des lois de la réfraction: 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.3. Fibre optique (F.O) 2.3. Fibre optique (F.O): : Une fibre optique est un cylindre de matériau diélectrique transparent. Elle se présente sous forme de 2 cylindres concentriques. - Le cylindre interne d’indice n1 : le cœur . - Le cylindre interne d’indice n2 : la gaine. Le cœur et la gaine sont fabriqués en silice mais la gaine a un indice de réfraction légèrement inférieur à celui du cœur. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.3. Fibre optique (F.O) 2.3. Fibre optique (F.O): : Axe de la F.O coeur A B Considérons une coupe longitudinale d’une F.O. Un rayon lumineux pénètre dans la F.O en A, arrivant d’un milieu d’indice n0 . Ce rayon est réfracté en A. En B le rayon subit une réflexion totale; il subira une autre réflexion et ainsi de suite. Donc par une succession de réflexion totale interne, la lumière se propage à l’intérieur de la F.O. En réalité, il y a 3 faisceaux qui peuvent se propager dans la F.O : - le faisceau central traversant l’axe central en parallèle, - les faisceaux en zigzag, - et les faisceaux hélicoïdaux. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.4. Ouverture numérique 2.4. Ouverture numérique: : Toute lumière arrivant sur la face d’entrée de la F.O sous un angle inférieur à α0m se propagera. Cette lumière est contenue dans un cône appelé ouverture numérique de la F.O qui est donnée par: O.N = sin α0m = (n1 2 - n2 2 ) 1/2 L’O.N d’une F.O ne dépend que des indices de réfraction du cœur (n1) et de la gaine (n2), et non de leur dimensions. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O : :  La dispersion de l’onde lumineuse dans une F.O, se manifeste par une déformation du signal reçu, ceci cause ainsi la limitation de la bande passante. Elle serait la combinaison de: - Dispersion modale. - Dispersion temporelle. - Dispersion chromatique. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O : : a. Dispersion modale: a. Dispersion modale: Le délais maximum tm qui correspond à une longueur L de la F.O est donné par: tm = L * n1 * [(n1/n2) – 1] L’élargissement de l’impulsion du signal d’entrée résulte de la différence de temps de propagation des différents modes qui se propagent dans la F.O multi mode. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O : : b. Dispersion temporelle: b. Dispersion temporelle: La lumière introduite dans la F.O doit pouvoir être modulée à haute fréquence et le détecteur doit également avoir un temps de réponse assez rapide pour suivre le signal optique issu de la F.O. En général l’info. est transmise dans la F.O numériquement, c a d qu’elle prend la forme d’impulsion de lumière. S’il se produit un élargissement dans le temps des impulsions lumineuses, 2 impulsions successives bien distinctes à l’entrée, pourront être mélangées et ainsi l’info. sera perdue à la sortie. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O : : b. Dispersion temporelle: b. Dispersion temporelle: Cet élargissement oblige à augmenter le temps entre 2 impulsions successives, et donc réduire la capacité de transfert d’info. Et limiter ainsi considérablement la bande passante de la F.O, donnée par: f = 0.35 / ΔT ΔT est l’élargissement de l’impulsion qui est donnée par: ΔT = (t2 2–t1 2)1/2 t1: largeur de l’impulsion de départ. t2: largeur de l’impulsion à l’arrivée. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O 2.5. Dispersion d’une F.O : : c. Dispersion chromatique: c. Dispersion chromatique: Pertes dues aux défauts de fabrication telles que les micro courbures et les centres diffuseurs (en particuliers les ions OH-). 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O : : a. F.O à saut d’indice multi modes: a. F.O à saut d’indice multi modes: F.O à saut d’indice multimodes ● Utilisées en général pour les liaisons courtes distances. ● Diamètres de cœur ‘a’ variant de 100 à 200µm et les diamètres de gaine ‘b’ variant de 150 à 250µm. ● O.N est d’environ 0.3. ● Pour 1Km de fibre, le délais ΔT varie de 2 à 20 ns ● Bande passante de 20 à 200 MHz. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O : : b. F.O à gradient d’indice multi modes: b. F.O à gradient d’indice multi modes: ● Profil d’indice de forme parabolique. ● Diamètres de cœur ‘a’ variant de 20 à 50µm et les diamètres de gaine ‘b’ variant de 100 à 125µm. ● O.N est d’environ 0.2. ● Pour 1Km de fibre, le délais ΔT varie de 200 à 800 ps ● Bande passante de 500 à 1500 MHz. F.O à gradient d’indice multimodes 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O 2.6. Les 3 principaux types de F.O : : c. F.O monomode à saut d’indice: c. F.O monomode à saut d’indice: ● Un seul mode se propage dans la fibre. ● Diamètres de cœur ‘a’ variant de 5 à 8µm et les diamètres de gaine ‘b’ variant de 100 à 125µm. ● O.N est d’environ 0.2. ● Faible atténuation. ● Grande Bande passante supérieure à 50 GHz. F.O monomode à saut d’indice. 2. Transmission dans une F.O 2. Transmission dans une F.O uploads/Geographie/ chap-1-fo-etb-nov2007.pdf