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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieuret de la Recherche Scientifique Université Dr MOULAY Tahar de Saïda Faculté des Technologies Département d’Electronique MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN TELECOMMUNICATION OPTION : SYSTEME TELECOMMUNICATION Thème : Etude et Simulation d’une liaison optique avec la technique WDM Présenté par : BELHADJ HIBA NOUR EL IMENE AMMOUR ZOHRA Soutenu le 08 juillet 2019, devant le jury composé de : Mr. CHETIOUI Mohammed Président Mr. DAMOU Mehdi Examinateur Mr. CHAMI Nadir Encadreur ANNEE UNIVERSITAIRE 2018-2019 Remerciement Avant tout, je remercie le BON DIEU de m’avoir aidé à réaliser ce présent travail. J’adresse tout particulièrement à Mr «CHAMI Nadir», mes sincères reconnaissances et mes remerciements les plus vifs, de m’avoir dirigé et guidé tout le long de ce travail. Ses critiques constructives, remarques et précieux conseils ont contribué à faire progresser mes recherches. J’exprime ma gratitude à Mr «CHETIOUI Mohammed», qui a bien voulu me faire l’honneur de présider le jury de cette mémoire Je tiens à exprimer également mes remerciements à Mr«Damou Mehdi», d’avoir bien voulu accepter d’être membre de jury. Pour finir, je tiens à remercier ma famille et mes parents en particulier pour m’avoir permis de poursuivre mes études et pour leurs soutiens. Ammour zohra Dédicaces Nous tenons tout d’abord à remercier Dieu le tout Puissant et miséricordieux, qui nous a donné la force et la patience d’accomplir ce Modeste travail. Chers parents symbole de sacrifice et d’amour, A toute la famille toute les professeurs de département d’électronique A tous mes amies toutes les personnes qui ont contribués. De près ou de loin à la réussite de ce travail. A vous tous merci. Belhadj hiba nour el imene SOMMAIRE : Résumé…………………………………………………………………… Introduction générale……………………………………………………… 1 CHAPITRE I : GENERALITE SUR LA TRANSMISSION OPTIQUE I.1 Introduction……………………………………………………………...3 I.2 Historique de la fibre optique……………………………………………3 I.3 Définition d’une liaison par fibre optique………………………………..4 I.4 Architecture d’une liaison optique…………………………………….....4 I.5 Support de transmission (La fibre optique)………………………………5 1. I.5.1 Fibres optiques monomode et multimodes………………………6 2. I.5.2 Fibres optiques monomodes...…………………………………...6 3. I.5.3 Fibres optiques multimodes…...………………………………....7  I.5.3.1 Fibres optiques à saut d’indice et à gradient d’indice…….7  I.5.3.1.1 Fibres à saut d’indice …………………………………...7  I.5.3.1.2 fibre à gradient d’indice…………………………………8  I.5.3.2Comparaison entre les différentes fibres optiques…………9 I.6 Dispersion………………………………………………………………...9  I.6.1 Dispersion chromatique…………………………………………9  I.6.2 Dispersion intermodale………………………………………...10 I.7 Emetteur (source optique) ………………………………………………10  I.7.1 La diode DEL (électroluminescentes)………………………….10  I.7.2 La diode laser (DL)…………………………………………….11 I.8 Récepteurs……………………………………………………………….12  I.8.1 Photodiode PIN (Positive Intrinsèque Négative Photodiode)…12  I.8.2 Photo diode à effet d’avalanche PDA………………………….13 I.9 Les avantages……………………………………………………………13 I.10 Les inconvénients……………………………………………………...14 I.11 Applications des fibres optiques………………………………………14 I.12 Conclusion…………………………………………………………….14 CHAPITRE II : Les techniques de multiplexage WDM II.1 Introduction…………………………………………………………….15 II.2 Définition……………………………………………………………….15 II.3 Techniques de multiplexage en optique………………………………..16 1. II.3.1 Le multiplexage temporel (TDM) …………………………….17  II.3.1.1 Optique (OTDM)…………………………………………..18  II .3.1.2 Electronique (ETDM)………………………………..........20 2. II.3.2 Multiplexage par répartition de code (CDM)………………....21 3. II.3.3 Le multiplexage (FDM)…………………………………….....23 4. II.3.4 Le multiplexage en longueur d’onde (WDM.…………………23 1. II.3.4.1Principe..............................................................................23 2. II.3.4.2 Description……………………………………………...24 3. II.3.4.3 Les différents types de multiplexage WDM…………….25  II.3.4.3.1 DWDM……………………………………………..25  II.3.4.3.2 UDWDM..………………………………………….26  II.3.4.3.3 CWDM…………………………………………….26 4. II.3.4.4 Les différents composants d’un système WDM………...26  II.3.4.4.1 Les modulateurs…………………………………....26  II.3.4.4.2 Les multiplexeurs / démultiplexeurs……………….26  II.3.4.4.3 Les amplificateurs optiques (EDFA)………………26  II.3.4.4.4 Les isolateurs………………………………………27 II.3.5 Les avantages………………………………………………...............27 II.4 Conclusion…………………………………………………………….27 CHAPITRE III : Simulation et Interprétation de résultats III.1 Introduction …………………………………………………………..28 III.2 Présentation du logiciel COMSIS…………………………………….28  III.2.1 Interface COMSIS…………………………………………...28  III.2.2 La fenêtre principale ……………………………………......28  III.2.3 La fenêtre alphanumérique……………………………….….29  III.2.4 La bibliothèque ……………………………………………..30 III.3 Les différents types d’analyse………………………………………..31  III.3.1 L’analyse statique…………………………………………...31  III.3.2. L’analyse de stabilité……………………………………….31 III.4 Simulation d’une liaison par fibre optique d’une chaine de basse……32 1. III.4.1 Paramètres des composants ………………………………..32  III.4.1.1 Courant laser (Emetteur)…………………………….....32  III.4.1.2 Laser Système………………………………………….32  III.4.1.3 Fibre optique monomode ……………………………...33  III.4.1.4 Photodiode Pin…………………………………………33  III.4.1.5 Sortie …………………………………………………..33 2. III.4.2 Résultat obtenus …………………………………………..34 3. III.4.3 Interprétations des résultats…………………..…………….35 III.5. Simulation d’une liaison par fibre optique avec amplificateur……....36 1. III.5.1 Amplificateur optique à fibre……………………..………….36 2. III.5.2 Résultat obtenus…………………….......................................36 3. III.5.3 Interprétations des résultats………………………..................38 III.6 Simulation d’une chaine de transmission par fibre optique avec amplificateur et filtre.…………………………………………….………..38 1. III.6.1 Filtre base fréquence ……………………………………..…38 2. III.6.2 Résultat obtenus……………………………………….........38 3. III.6.3 Interprétations des résultats……………………………….…40 III.7 Simulation d’une liaison par fibre optique sans amplificateur et filtre avec changement de débit…………………………………………………..40 1. III.7.1 Interprétation des Résultats de simulation ………………….42 III.8 Simulation d’une liaison par la technique WDM …………………….43 1. III.8.1 Description des dispositifs pour la technique WDM …………44  III.8.1.1 Multiplexeur…………………………………………..44  III.8.1.2 Démultiplexeur……………………………………….45 2. III.8.2 Résultat obtenus ……………………………………………….45 3. III.8.3 Interprétation des résultats obtenus…………………………….50 III.9. Conclusion……………………………………………………………51 Conclusion générale………………………………………………………..52 Résumé : Ce travail s’inscrit dans le cadre des réseaux optiques où la bande passante de la fibre est partagée entre plusieurs usagers. L’évolution des systèmes de transmission par fibre optique s’est accélérée ces dernières années. Où les lasers à semi-conducteur modulés directement connaissent une grande demande par les concepteurs de systèmes, grâce à leur simplicité et leur faible coût. Le multiplexage en longueur d’onde répond aux besoins d'augmentation de débits et de taux de partage dans le réseau d'accès. Mots clés : Fibre optique, multiplexage WDM, longueur d’onde. Abstract : This work is part of optical networks where the bandwidth of the fiber is shared between several users The evolution of optical fiber transmission systems has accelerated in recent years. Where direct modulated semiconductor lasers are in great demand by system designers because of their simplicity and low coslt. Wavelength division multiplexing meets the needs of increasing bit rates and sharing rates in the access network. Key words: optical fiber, WDM multiplexing, wavelength. ص لخ م ه ذا العمل جزء من الشبكات الضوئية حيث تتم مشاركة عرض النطاق الترددي لأللياف بين عدة مستخدمين. تسارع تطور أنظمة نقل األلياف البصرية في السنوات األخيرة . حيث يتم طلب أشباه الموصالت المعدلة المباشرة بالطلب الكبير من قبل مصممي النظام بسبب بساطتها وتكلفتها المنخفضة. يلبي تعدد إرسال تقسيم الطول الموجي احتياجات زيادة معدالت البت ومعدالت المشاركة ف ي شبكة الوصول. الغرض من هذه األطروحة هو أوالً دراسة جودة اإلرسال البصري ثم إدخال تقنيةWDM ، من أجل زيادة اإلنتاجية وعدد المستخدمين. الكلمات األساسية :األلياف البصرية ، وتعدد اإلرسال WDM ، الطول الموجي. Liste des figures Chapitre 1 Figure I.1 : Schéma d’une liaison optique. Figure I.2 : L’architecture d’une liaison optique. Figure I.3 : Fibre optique. Figure I.4 : Propagation du mode fondamental dans une fibre monomode. Figure I.5 : Propagation des ondes dans une fibre multimode à saut d’indice. Figure I.6 : Propagation des ondes dans une fibre multimode à gradient d’indice. Figure I.7 : comparaison entre différentes fibre . Figure I.8 : Effets de dispersion chromatique. Figure I.9 : effet de dispersion modale. Figure I.10 : Caractéristique de la diode laser. Figure I.11: Caractéristique de la diode laser. Figure I.12 : Schéma des processus d'émission spontanée (a), d'absorption (b) et d’émission stimulée (c). Chapitre 2 Figure II.1 : schéma de principe d’un système multiplexé. Figure II.2 : Répartition des périodes dans le cas d’un multiplexage TDM. Figure II.3 : Représentation d’un multiplex TDM (4 voies vers 1) en fonction des données initiales. Figure II.4 : Chaîne de transmission en OTDM. Figure Il.5 : Synoptique d’un multiplexage OTDM. Figure Il.6 : Synoptique du multiplexage ETDM. Figure II.7 : Schéma de principe du multiplexage ETDM dans les communications par fibre optique. Figure. II.8 : Diagramme du codage des données d’un utilisateur. Figure II.9 : Différentes techniques OCDM. Figure II.10 : Chaîne de transmission en CDMA. Figure II.11 : Exemple de multiplexage fréquentiel de trois canaux téléphoniques. Figure II.12 : Répartition des sous-bandes dans le cas d’un multiplexage WDM. Figure Il.13 : Transmission de données optiques effectuée avec chacune une fréquence propre. Figure Il.14: Schéma de principe du multiplexage WDM dans les communications par fibre optique (avec 3 longueurs d’ondes). Chapitre 3 Figure III.1 : Editeur de schéma-bloc. Figure III.2 : Interface alphanumérique. Figure III.3 : La bibliothèque de modèle COMSIS. Figure III.4 : Le menu d’analyse de COMSIS. Figure III.5 : Schéma bloc de la liaison optique monomode. Figure III.6: Modèle de simulation du courant laser et ses paramètres. Figure III.7: Modèle de laser système et ses paramètres. Figure III.8 : Modèle de fibre optique et ses paramètres. Figure III.9 : Modèle de photodiode PIN et ses paramètres. Figure III.10 : Modèle de sortie et ses paramètres. Figure III.11 : Chaine de transmission avec amplificateur. Figure III.12 : Modèle d’amplificateur optique et ses paramètres. Figure III.13: Chaine de transmission avec amplificateur et filtre. Figure III.14: Modèle de filtre base fréquence et ses paramètres. Figure III.15: Schéma bloc du multiplexage Figure III.16: Modèle du Multiplexeur et ses paramètres Figure III.17: Modèle du Démultiplexeur et ses paramètres Figure III.18: Caractéristique en longueur d'onde des MUX/DMUX Figure III.19 : Forme temporelle des signaux optiques en sortie des générateurs Figure III.20: Forme temporelle des signaux optiques en sortie des diodes laser. Figure III.21 : Densité spectrale de puissance des signaux optiques en sortie des diodes. Figure III.22: Densité spectrale de puissance du signal optique en sortie de multiplexeur. Figure III.23 : Forme temporelle du signal optique en sortie de multiplexeur. Figure uploads/Geographie/etude-et-simulation-d-une-liaison-optique-avec-la.pdf