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20/09/2018 1 M. ZGHAL Composants & Systèmes de Communications Optiques Amine BE

20/09/2018 1 M. ZGHAL Composants & Systèmes de Communications Optiques Amine BEN SALEM amine.bensalem@supcom.tn Plan 1. INTRODUCTION AUX COMMUNICATIONS OPTIQUES 1. INTRODUCTION AUX COMMUNICATIONS OPTIQUES 2. FABRICATION - CABLES à Fibre Optique (FO) 3. ARCHITECTURE DES RESEAUX DE TRANSMISSION OPTIQUES 4. COMPOSANTS OPTIQUES ACTIFS ( DEL, Diodes Lasers, Photodiodes, etc.) 5. PROPRIÉTÉS DE LA FO (Principe du guidage, Types de FO, Propagation et Caractéristiques) 20/09/2018 2 INTRODUCTION : petit historique Le câble … - 1956-1986 : câbles sous-marins coaxiaux analogiques - 1956 : TAT-1 : 48 circuits, répéteurs immergés tous les 10 km à l'origine - 1976 : 4000 communications téléphoniques simultanées - depuis 1986 : câbles sous-marins à fibres optiques numériques TAT-8 (1988) 40 000 voies téléphoniques simultanées (répéteurs électroniques espacés de 100 km) ; 280Mbps TAT-12 (1995) 500 000 voies téléphoniques simultanées (répéteurs optiques espacés de 100 km) : 5Gbps TAT 14 (2001) ; 160Gbps - 3.2 Tbps TAT : Transatlantic Telecommunication cable Evolution des outils : Réseaux Débit requis Minitel 1,2 kbps Téléphone mobile 13 kbps Modem 33 kbps Numéris 64 kbps Réseau câblé télévision 500 kbps ADSL en boucle locale de 4 à 8 Mbps Satellite 1 à 2 Mbps MMDS et LMDS 2 à 45 Mbps ATM 25 à 622 Mbps INTRODUCTION : l ’augmentation des débits Est-ce qu’on a besoin de débits aussi importants? 20/09/2018 3 Evolution des outils : Services multimédia Débit requis Visiophone (médiocre) 64 kbps Disque compact 1,4 Mbps Visiophone (bonne qualité) Entre 384 kbps et 1,5 Mbps Télévision actuelle (MPEG2) 4 à 5 Mbps Télévision Haute Définition 20 à 30 Mbps Télévision actuelle sans comp. 216 Mbps système vocal sur Internet WebTV Web casting Le « tout numérique » engendre des débits d’informations très élevés que les réseaux de communications doivent acheminer. INTRODUCTION : l ’augmentation des débits L’Explosion des Données INTRODUCTION : l ’augmentation des débits 20/09/2018 4 SEA-ME-WE 4 South East Asia- Middle East- Western Europe Câble sous-marin « Didon », d’ Orange et Ooredoo (170 km) est entré en exploitation sept, 2014 : 18 Térabits/s pour chaque opérateur. 2009 Réseau de transport optique Réseau d’accès Fiber To The x (FTTx) 20/09/2018 5 Spectre électromagnétique Fabrication de la FO Préforme & Fibrage 20/09/2018 6 Support Paires torsadées Coax Ondes radio Infrarouge Fibres optiques Propagation guidée guidée libre/dirigée dirigée guidée Matériau cuivre cuivre silice, silice dopée Bande passante kHz-MHz MHz GHz GHz THz Atténuation forte forte avec fréquence variable Sensible aux obstacles très faible Sensibilté perturbations EM forte faible forte forte nulle Confidentialité limitée correcte nulle relative élevée Transport d'énergie oui oui non non oui Coût interface très faible faible assez faible moyen élevé Coût support très faible élevé nul nul moyen Applications téléphonie, réseaux bas et moyens débits, hauts débits courtes distances réseaux locaux haut débits, vidéo mobiles, satellites, herztien télécommande, communications «indoor» hauts débits & longues distances Caractéristiques des supports de transmission Avantages de la Fibre Optique Faible atténuation Portée importante Bande passante large Services Large bande Immunité aux Interférences Matière première disponible Câble léger – pose facilitée Coût moins élevé que le Cuivre 20/09/2018 7 Chaîne de communication optique Cœur Gaine optique Manteau de protection (polymère) 0,1 1 10 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Affaiblissement (dB/km) l (nm) OH- Absorption + Diffusion Contraintes mécaniques Qu’est-ce qu’une fibre optique ? 20/09/2018 8 Manteau de protection (polymère) b a r 0  Matériaux constitutifs : silice pure ou dopée (Al, Ge, P, B, F, terres rares), verres fluorés, chalcogénures, polymères, silice/polymère, ...  Paramètres opto-géométriques : diamètres du cœur et de gaine  Grandeur caractéristique : Ouverture numérique 2 2 2 1 0sin n n n ON c     Gaine optique (indice n2<n1) Cœur (indice n1(r)) u  Principe général de guidage : réflexion totale interne à l ’interface cœur-gaine Qu’est-ce qu’une fibre optique ? Plan 4. COMPOSANTS OPTIQUES ACTIFS 1. INTRODUCTION AUX COMMUNICATIONS OPTIQUES 2. FABRICATION - CABLES à Fibre Optique (FO) 3. ARCHITECTURE DES RESEAUX DE TRANSMISSION OPTIQUES 4. COMPOSANTS OPTIQUES ACTIFS ( DEL, Diodes Lasers, Photodiodes, etc.) 5. PROPRIÉTÉS DE LA FO (Principe du guidage, Types de FO, Propagation et Caractéristiques) 20/09/2018 9 20/09/2018 10 20/09/2018 11 20/09/2018 12 20/09/2018 13 20/09/2018 14 20/09/2018 15 20/09/2018 16 20/09/2018 17 20/09/2018 18 20/09/2018 19 20/09/2018 20 l 20/09/2018 21 l  l 20/09/2018 22 l C’est le produit du gain par le peigne du Fabry-Perot 20/09/2018 23 20/09/2018 24 20/09/2018 25 20/09/2018 26 20/09/2018 27 20/09/2018 28 20/09/2018 29 20/09/2018 30 20/09/2018 31 20/09/2018 32 20/09/2018 33 20/09/2018 34 20/09/2018 35 (1/) 20/09/2018 36 Caractéristiques de la photodiode pour différents éclairements 20/09/2018 37 20/09/2018 38 uploads/Management/ cours-2018-part1.pdf