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Effet de l’espacement inter-canal et du débit binaire sur une liaison WDM MINIS

Effet de l’espacement inter-canal et du débit binaire sur une liaison WDM MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE ABOU-BEKR BELKAID – TLEMCEN FACULTE DE Technologie DEPARTEMENT de Génie Electrique et Electronique Mémoire de fin d’étude pour l’obtention du diplôme de Master en Télécommunications Option : Photonique et Réseaux Optiques de Télécommunications (PROTONS) THEME Présenté par : Melle. BOUZIDI TANI Asma Soutenu le 1 Juillet 2013 devant un jury composé de : Mr. O. SEDIKKI Président Professeur, Université de Tlemcen Mr. A. BOUACHA Examinateur Maitre de conférences, Université de Tlemcen Mr. F. KARIM Examinateur Maitre de conférences, Université de Tlemcen Mr. A. R. BORSALI Encadreur Maitre de conférences, Université de Tlemcen Année Universitaire 2012/2013 REMERCIMENT Avant tout, je remercie Allah de m’avoir aidé à réaliser ce présent travail. J’adresse tout particulièrement à Monsieur A.R.BORSALI Maitre de conférences à l’Université Abou-Bakr Belkaid de Tlemcen, mes sincères remerciements pour m’avoir encadré et conseillé pendant la réalisation de ce mémoire. Son aide appréciable, ses encouragements qui m’ont permis d’avancer dans l’élaboration de ce travail et à qui je témoigne ma profonde reconnaissance. J’adresse mes vifs remerciements à Monsieur O.SEDDIKI Professeur à l’université Abou-Bakr Belkaid de Tlemcen, de m’avoir fait l’honneur de juger et présider le jury de ce travail. Je remercie vivement Messieurs A.BOUACHA et F.KARIM, Maitres de conférences à l’Université Abou-Bakr Belkaid de Tlemcen, pour m’avoir honoré de leurs présences en acceptant d’examiner et de juger ce travail. Ainsi que tous ceux qui m’ont assisté de prés ou de loin dans le parcours de la réalisation de ce mémoire. DEDICACES A mes parents qui m’ont toujours soutenue tout au long de mes études, A Mes fréres, A Mes sœurs, A mes amis qui ont toujours étaient là quand j’ai eu besoin d’eux, A mes professeurs à qui je suis très reconnaissante, A tous ceux que je n‘ai pas cité et qui sont dans mon cœur, Je dédie ce travail… Tables des matières TABLES DES MATIERES Remerciement Dédicace Tables des matières Listes des figures Introduction générale..........................................................................................1 Chapitre 1 : Etude d’une liaison optique 1.1Introduction..................................................................................................2 1.2Intérêts des télécommunications optiques....................................................2 1.3Description d’une liaison optique................................................................2 1.4 Fibre optique...............................................................................................3 1.4.1 Structure de la fibre optique.......................................................................................3 1.4.2 Principe de fonctionnement de la fibre optique..........................................................4 1.4.3 Différents types de fibre.............................................................................................5 1.5L’atténuation................................................................................................6 1.6La dispersion................................................................................................7 1.6.1 Dispersion modale......................................................................................................8 1.6.2 Dispersion chromatique..............................................................................................8 1.7Partie émission.............................................................................................9 1.7.1 Diode électroluminescente (DEL)..............................................................................9 1.7.2 Les Sources laser......................................................................................................10 1.8Partie réception...........................................................................................11 1.8.1 Photodiode PIN.........................................................................................................11 1.8.2 Photodiode à avalanche PDA...................................................................................13 1.9Effets non linéaire dans les fibres optiques................................................13 1.9.1 Effet Kerr..................................................................................................................13 1.9.2 Effet Raman..............................................................................................................14 1.9.3 Effet Brillouin...........................................................................................................14 1.10Modulation du signal................................................................................14 1.10.1 Modulation directe..................................................................................................14 Tables des matières 1.10.2 Modulation externe.................................................................................................15 1.11Conclusion.................................................................................16 Chapitre 2 : Différentes techniques de multiplexage 2.1Introduction.................................................................................18 2.2Techniques de multiplexage........................................................18 2.2.1 Multiplexage temporel TDM (Time Division Multiplexing)...................................19 2.2.2 Multiplexage fréquentiel FDM (Frequency Division Multiplexing)........................20 2.2.3 Multiplexage à répartition par code CDM (Code Division Multiplexing)...............20 2.2.4 Multiplexage en longueur d’onde WDM (Wavelength Division Multiplexing)......21 2.3Le développement des capacités.................................................22 2.4Comparaison entre WDM et TDM.............................................23 2.5Applications de la technologie WDM.........................................24 2.6Amplificateurs optiques..............................................................24 2.6.1 Amplificateur optique à semi-conducteur (SOA).....................................................24 2.6.2 Amplificateur optique à fibre dopée Erbium (EDFA)..............................................24 2.6.3 Amplificateur Raman...............................................................................................25 2.6.4 Comparaison des amplificateurs...............................................................................26 2.7Fibres compensatrices DCF (Dispersion Compensating Fiber)..26 2.8Composants de multiplexage......................................................27 2.9Convertisseurs optiques..............................................................30 2.10Conclusion.................................................................................31 Chapitre 3 : Etude d'une liaison WDM 3.1Introduction.................................................................................33 3.2Présentation du logiciel OptiSystem...........................................33 3.2.1 Interface OptiSystem................................................................................................33 3.2.2 Paramètres caractéristiques.......................................................................................34 3.3Résultats de la simulation............................................................35 3.4Partie émission............................................................................36 3.5Partie transmission......................................................................36 Tables des matières 3.6Partie réception............................................................................36 3.7Critères et méthodes d’évaluer la qualité de transmission..........36 3.7.1 Taux d’erreurs binaires.............................................................................................37 3.7.2 Facteur de qualité......................................................................................................37 3.7.3 Diagramme de l’œil..................................................................................................37 3.8Effet de variation d’espacement en longueur d’onde.................................38 3.9Effet de la variation du nombre de tronçons..............................................50 3.10Effet du débit et de la distance parcourue.................................50 3.11Comparaison de modulation....................................................................52 3.10.1 Modulation directe..................................................................................................52 3.10.2 Modulation externe.................................................................................................52 3.11 Format de modulation..............................................................................52 3.11.1 Format NRZ (No Return to-Zero)..........................................................................52 3.11.2 Format RZ (Return-to-Zero)...................................................................................53 3.12 Conclusion...............................................................................................60 Liste des acronymes Bibliographie Liste des figures LISTE DES FIGURES Figure 1.1 : Schéma d’une liaison optique...............................................................................3 Figure 1.2 : Structure d’une fibre optique................................................................................3 Figure 1.3 : Angle d’incidence d’entrée dans une fibre optique..............................................5 Figure 1.4 : Fibre à saut d’indice..............................................................................................5 Figure 1.5 : Fibre à gradient d’indice.......................................................................................6 Figure 1.6 : Fibre monomode...................................................................................................6 Figure 1.7 : Effet de l’atténuation.............................................................................................6 Figure 1.8 : Pertes de propagation de la fibre optique standards..............................................7 Figure 1.9 : Effet de la dispersion............................................................................................8 Figure 1.10 : Retard des modes................................................................................................8 Figure 1.11 : Courbe de la dispersion chromatique..................................................................9 Figure 1.12 : Processus d’émission spontanée........................................................................10 Figure 1.13 : Schéma des processus d’absorption (a) et de l’émission stimulée (b)...............10 Figure 1.15 : Structure d’une diode laser à une cavité résonante Fabry-Perot........................11 Figure 1.16 : Coupe transversale d’une diode PIN..................................................................12 Figure 1.17 : Modulation directe d’une diode laser.................................................................15 Figure 1.18 : structure d’interféromètre Mach-Zehnder..........................................................16 Figure 2.1: Schéma de principe de Multiplexage temporel.....................................................19 Figure 2.2 : Schéma de principe deMultiplexage fréquentiel..................................................20 Figure 2.3 : Schéma de principe du multiplexage en longueur d’onde...................................21 Figure 2.4 : Schéma d’un amplificateur optique à fibre dopé erbium.....................................25 Figure 2.5 : Schéma de principe d’un brasseur optique..........................................................28 Figure 2.6 : Schéma de principe d’un multiplexeur d’insertion/extraction.............................29 Figure 2.7 : Schéma de principe d’un circulateur optique......................................................30 Figure 2.8 : Schéma d’un réseau de Bragg.............................................................................30 Figure 3.1 : Schéma de l’interface OptiSystem.......................................................................34 Figure 3.2 : Schéma d’un photodétecteur................................................................................34 Figure 3.3 : Interface de définition du photodétecteur............................................................35 Figure 3.4 : Schéma de la liaison optique...............................................................................35 Figure 3.5 : Diagramme de l’œil d’un signal RZ et d’un autre NRZ......................................38 Figure 3.6 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit...........................................38 Figure 3.7 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit......................................39 Figure 3.8 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance...................................39 Figure 3.9 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance..............................40 Figure 3.10 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons..................41 Figure 3.11 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons.............41 Figure 3.12 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit.........................................42 Figure 3.13 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit....................................42 Figure 3.14 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance.................................43 Figure 3.15 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance............................43 Figure 3.16 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons..................44 Figure 3.17 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons.............44 Figure 3.18 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit. ……………………... 45 Figure 3.19 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit. ………………….. 46 Figure 3.20 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance. ………………. 46 Figure 3.21 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance. ……………. 47 Figure 3.22 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons. ……... 47 Figure 3.23 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons.…... 48 Figure 3.5 : Diagramme de l’œil d’un signal RZ et d’un autre NRZ. …………………… 38 Figure 3.6 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit. ……………………… 38 Figure 3.7 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit. …………………… 39 Figure 3.8 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance. ………………… 39 Figure 3.9 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance………………. 40 Figure 3.10 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons. ……... 41 Figure 3.11 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons…… 41 Figure 3.12 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit.……………………… 42 Figure 3.13 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit. ………………….. 43 Figure 3.14 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance………………… 44 Figure 3.15 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance…………….. 44 Figure 3.16 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons………. 45 Figure 3.17 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons…… 45 Figure 3.18 : Variation du facteur de qualité en fonction du débit..……………………... 46 Figure 3.19 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du débit.………………….. 47 Figure 3.20 : Variation du facteur de qualité en fonction de la distance. ………………. 48 Figure 3.21 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la distance. 48 Figure 3.22 : Variation du facteur de qualité en fonction du nombre de tronçons………. 49 Figure 3.23 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction du nombre de tronçons…… 49 Figure 3.24 : Variation du facteur de qualité et du taux d’erreur binaire en fonction de nombre de tronçons. ……………….……………….……………….……………….…… 50 Figure 3.25 : Variation du facteur de qualité et du taux d’erreur binaire en fonction de la distance. ……………….……………….……………….……………….……………….. 51 Figure 3.26 : Variation du facteur de qualité et du taux d’erreur binaire en fonction de débit. ……………….……………….……………….……………….…………………… 51 Figure 3.27 : Format NRZ. ……….……………….……………….……………….……. 53 Figure 3.28 : Format RZ…………………………………………………………………. 53 Figure 3.29 : Variation du facteur de qualité en fonction de la puissance……………….. 54 Figure 3.30 : Variation du taux d’erreur binaire en fonction de la uploads/Litterature/ ffet-de-l-x27-espacement-inter-effet-de-l-x27-espacement-inter-canal-et-du-debit-canal-et-du-debit-binaire-sur-une-liaison-wdm.pdf