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UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une lia

UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 1 UCAD/ESP/DGI/MASTER 1_TR [2015-2016] Professeur : Dr Idy Diop Présenter par : Cheikh Tidiane Diabang Magatte Mbacke Pape Moussa Fall Amal Nouh EL Mokhtar INTRODUCTION GENERAL La fibre optique a été développée pour la première fois en1981 à Biarritz. Depuis elle a conquis de nombreux domaines notamment artistiques grâce a ses possibilités de jeu de lumières, mais c'est surtout matières de transmission de donnés numériques qu'elle s'est développée : elle a en effet permis d'augmenter considérablement le débit de transmission. L’interconnexion entre deux villes doit permettre de transporter une information avec un très grand débit et avec le minimum de pertes et d’interférences. MODULE FIBRE OPTIQUE PROJET : Réalisation d’une liaison à fibre optique entre deux villes UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 2 La fibre optique permet grâce à la technologie actuelle de transporter des données et autres types d'informations, par exemple elle permet une connexion Internet. I°) Principe de fonctionnement de la fibre optique La fibre optique est composé d'un cœur c'est a dire un fil de verre ou de plastique fin servant a propager un rayon lumineux qui est entouré d'une gaine protectrice réfléchissante ayant un indice de réflexion légèrement inferieur au cœur central . Le tout est glissé dans un câble de protection en acier ou en plastique pour éviter la dégradation du câble. Sa longueur peut varier de quelques mètres à plusieurs kilomètres selon les besoins. La lumière est le principal élément de la fibre optique, c'est elle qui transporte toutes les informations. L’information à transmettre est transportée par des ondes lumineuses guidée par la fibre suivant le principe de réflexion ; c'est à dire les lois de Descartes qui se produit au niveau de la frontière entre le cœur et la gaine. Lois de descartes: UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 3  Définition : le plan formé par le rayon incident SI et la normale à la surface de séparation est appelé plan d'incidence  Première loi de Snell-Descartes pour la réflexion : le rayon réfléchi IR reste dans le plan d'incidence  Deuxième loi de Snell-Descartes pour la réflexion : les angles d'incidence i1 et de réflexion i'1 sont égaux  Première loi de Snell-Descartes pour la réfraction : le rayon réfléchi IT reste dans le plan d'incidence Deuxième loi de Snell-Descartes pour la réfraction : les angles d'incidence i1 et de réfraction i2 sont reliés par : n1 sin i1 = n2 sin i2 Il existe trois types de fibres optiques qui se distinguent par la façon dont le signal lumineux se propage dans le cœur : fibre multimode a saut d'indice Le cœur et la gaine présentent des indices de réfraction différents et constants. Le passage d'un milieu vers l'autre est caractérisé par un saut d'indice Le faisceau lumineux injecté à l'entrée de la fibre va atteindre la sortie en empruntant des chemins optiques différent ce qui se traduit par des temps de propagation différents et donc un étalement du signal transmis. Ce phénomène est appelé dispersion modale. Fibre multimode à saut d'indice: Débit limité à 50Mb/s et un affaiblissement d'environ 10dB/km. UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 4 Figure 1 : section et profil d'indice d'une fibre multimodes à saut d'indice. Figure 2: chemins optiques empruntés par les rayons lumineux. Etalement du signal optique dans une fibre multimodes à saut d'indice. fibre multimode a gradient d'indice Le cœur se caractérise par un indice variable qui augmente progressivement de n 1 à l'interface gaine-cœur jusqu'à n 2 au centre de la fibre . Là aussi les rayons lumineux vont emprunter des chemins différents, mais un choix judicieux du profil d'indice du cœur permet de tendre vers des temps de parcours voisins et donc réduire l'étalement du signal. Fibre multimode à gradient d'indice : Débit limité à 1Gb/s et un affaiblissement d'environ 10dB/km. UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 5 Figure1 : section et profil d'indice d'une fibre multimodes à gradient d'indice; Figure2 :chemins optiques empruntés par les rayons lumineux. Etalement du signal optique dans une fibre multimodes à gradient d'indice fibre monomode En choisissant un diamètre suffisamment faible, il est possible de n'avoir qu'un seul chemin pour la propagation de la lumière. Le chemin de propagation ainsi unique est parallèle à l'axe de la fibre. Théoriquement le signal injecté en entrée va atteindre la sortie sans aucune déformation. C'est ce type de fibre qui présente les plus grandes performances mais son coût est relativement élevé par rapport aux fibres multimodes. Fibre monomode : Débit supérieur à 1Gb/s et un affaiblissement d'environ 0.5dB/km. UCAD/ESP/DGI Master 1 TR 2015-2016 Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes Page 6 Figure 1 : section et profil d'indice d'une fibre monomode; Figure 2 : le chemin optique emprunté par les rayons lumineux est unique. Etalement du signal optique dans une fibre monomode. Avantages et inconvénients de la fibre optique Avantages :  une bande passante très large, ce qui autorise des débits de transmission très élevés ;  une faible atténuation, ce qui autorise des liaisons à grande distance ; une insensibilité aux perturbations électromagnétiques, ce qui garantie une diaphonie nulle et une grande sécurité contre les intrusions ;  Un poids et des dimensions très réduites, ce qui permet d'insérer dans le même câble un nombre très important de lignes.  une grande légèreté  une bonne résistance aux écarts de température Inconvenients:  le coût: même si la fibre optique elle même ne coûte pas énormément cher c'est les convertisseurs lumière/binaire qui le sont.  même si elle a une atténuation très faible, les pertes dues à la connexion, aux niveaux des raccords et au niveau de l'injection du faisceau lumineux, peuvent être très importantes si des précautions ne sont pas prises au niveau de l'installation et du choix du matériel. Les pertes peuvent être de plusieurs origines : pertes d'épissurage c'est à dire pendant les raccords des fibres ainsi que des pertes au niveau de l'émission et de la réception. UCAD/ESP/DGI Projet fibre optique : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes II°) Etude de cas Le déploiement d’une liaison à fibre optique prend en compte plusieurs paramètres. Ainsi nous allons nous focalisé sur une architecture qui découle d’un cahier de charge pour l’implémentation. Etant donné que nous travaillons avec une lumière Laser DFB (1550 nm): Puissance d’émission (dBm) = Sensibilité du récepteur (dBm) = Marge de la liaison = 30 dB Perte connecteur LC (dB) = 4*0,10dB Perte de propagation (dB) pour OS2/1550 nm = 0.1dB/km Perte soudure = 0.2 dB Touret de longueur = 5 km  Technopole à Diamniadio Distance entre Technopole et Diamniadio = 25 km Perte soudure totale = [ (25/5) Puissance reçue= -6 dBm – 4 *( 0,10 )dB Ainsi Puissance reçue > Sensibilité ce qui nous donne une marge de 20.3 dB  Diamniadio à Thiès Distance entre Technopole et Diamniadio = 30 km Perte soudure totale = [ (30/5) Puissance reçue= -6 dBm – 4 *(0,10 Ainsi Puissance reçue > Sensibilité ce qui nous donne une marge de 19.6 dB Les études précédentes sont pour le Pour le réseau d’accès nous utiliserons la même norme de fibre. Les paramètres à prendre en compte sont : Puissance d’émission (dBm) = Sensibilité du récepteur (dBm) = Marge de la liaison = 30 dB Perte connecteur LC (dB) = 4*0,10dB Perte de propagation (dB) pour OM4/1300nm = 3,5dB/km Touret de longueur = 5 km  Technopole au switch de l’ADIE Distance entre Technopole et au switch = 130 m Puissance reçue= -6 dBm – 4 *( 0,10 )dB Ainsi Puissance reçue > Sensibilité ce qui nous donne  Technopole au switch de l’ARTP Distance entre Technopole et au switch = 10.8 km Puissance reçue= -6 dBm – 4 *( 0,10 )dB Ainsi Puissance reçue > Sensibilité ce qui nous donne une marge de 0.872dB Master 1 TR 2015 : réalisation d’une liaison optique entre 2 villes : Liaisons Dakar-Thiès Le déploiement d’une liaison à fibre optique prend en compte plusieurs paramètres. Ainsi nous allons nous focalisé sur une architecture qui découle d’un cahier de charge pour Etant donné que nous travaillons sur 10000Base-SX, nous utiliserons les paramètres suivants avec une lumière Laser DFB (1550 nm): Puissance d’émission (dBm) = -6 dBm Sensibilité du récepteur (dBm) = -30 à -45 dBm Perte connecteur LC (dB) = 4*0,10dB opagation (dB) pour OS2/1550 Technopole à Diamniadio Distance entre Technopole et Diamniadio = 25 km Perte soudure totale = [ (25/5)-1] * 0.2 = 0.8 dB 4 *( 0,10 )dB – 0.1 dB * 25 – 0.8 = -9.7 dB Ainsi Puissance reçue > Sensibilité ce qui nous donne une marge de 20.3 dB Distance entre uploads/Geographie/ realisation-d-x27-une-liaison-a-fibre-optique-entre-deux-villes.pdf