Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

l’électronique: La science qui utilise les signaux électriques principalement d

l’électronique: La science qui utilise les signaux électriques principalement dans la transmission de l’information dans un câble de cuivre. La photonique: la science qui étudie la transmission d’impulsion lumineuse (photons) dans la fibre optique. Si on définit un fil électrique de cuivre comme une section métallique conductrice d’électrons on peut définir la fibre optique comme un fil de verre (aussi mince qu’un cheveu et plus résistante que l’acier) ou autre substance transparente capable de conduire des photons, c’est à dire de la lumière. les ondes optiques (la lumière) peuvent véhiculer beaucoup plus d’information que le courant électrique se propageant dans des câbles métalliques. (On a ceci grâce à leur haute fréquence, donc leur très grande vitesse) Nos sociétés modernes ont de plus en plus besoin de systèmes de télécommunication à grands débits afin de pouvoir transmettre non seulement la voix humaine mais aussi les images. Les communications par satellite ont été utilisées pour la transmission d’image vidéo à travers toute notre planète. Cependant, les coûts énormes de mise en orbite et d’entretien des satellites limitent cette technologie aux services publics. Pourquoi transmettre sur fibre optique? • Les supports de transmission dans le domaine des télécommunications fréquemment utilisés sont le fil de cuivre ou le câble coaxial • Le nombre de communications utilisées par les uns et par les autres fait que les supports traditionnels sont saturés. De plus, ils sont limités en fréquence pour des raisons technologiques. •L’envoi d’image par téléphone nécessite une capacité de transmission de plusieurs centaines de fois plus importante (impossible avec le système de transmission sur câble) • Il a donc été nécessaire de développer un autre support de transmission : c’est la naissance de la fibre optique. •La découverte de la fibre optique reste l’un des développements les plus récents et intéressants en matière de câblage. Pourquoi la fibre optique? Depuis l’invention des lasers à semi-conducteurs en 1970, des recherches ont permis de réaliser des fibres optiques capables de transmettre un faisceau de lumière à partir de ces lasers sur de très grandes distances Le laser génère une onde optique d’une fréquence 10mille fois plus élevée que celle des générateurs électriques de micro-ondes (1010Hz) Le laser permet une bande passante énorme (capacité de transfert d’information jusqu’{ 100mille fois par rapport aux autres systèmes.  La technologie de communication par fibres optiques est maintenant utilisée par les compagnies de téléphone pour relier non seulement les villes mais aussi les continents. Actuellement la fibre optique remplace le cuivre dans des milliers de réseaux à travers le monde  Systèmes métropolitains qqs centaines de km max. Echelle d’une ville Systèmes d’accés Systèmes d’accés Systèmes d’accès Systèmes d’accés Systèmes d’accés Systèmes d’accès  Systèmes longue distance terrestres  ~300 km – 3000 km  Echelle d’un continent  Systèmes très longue distance sous-marins  ~3000 km – 13000 km  Echelle d’un océan Types de systèmes de transmission par fibre optique Fibre optique Schéma synoptique d’une chaîne de transmission Chaîne de transmission sur fibre optique Signal d'entrée Photodiode Diode laser Amplificateur de la photodiode Signal de sortie Rouleau de fibre optique Émetteur et récepteur utilisés dans une transmission par fibre optique Les trois éléments principaux de la chaîne:  L'émetteur (source de lumière: Laser ou LED)  Le canal de transmission: fibre optique  Le récepteur (photodiode)  La partie émission se compose de: •Un codeur qui adapte l’information numérique { transmettre (modulation). •le module d’émission qui transforment les signaux logiques en impulsions de courant d’injection. •L’émetteur qui convertit les impulsions de courant en puissance lumineuse envoyée { l’entrée de la fibre optique (Laser ou LED).  Le guide d’onde lumineuse : fibre optique  La partie réception se compose de: •le récepteur qui reçoit la puissance lumineuse et le transforme en impulsions de courant (photodiode ou phototransistor). •le module de réception transforme les impulsions de courant en signaux logiques et élimine les distorsions dues à la propagation . •le décodeur reconstitue l’information numérique (démodulation) Fibre optique Fibre optique Signal optique modulateur Diode Laser Diode LED Photodiode phototransistor démodulateur Signal électrique Signal électrique Chaîne d’une transmission téléphonique par fibre optique 1. La parole est convertie en signaux électriques par le microphone (le codeur). 2. Les signaux électriques modulent les ondes optiques générées par le Laser 3. Les signaux optiques sont guidées et transmis par la fibre optique 4. Les signaux optique sont détectés par un photo-détecteur (Photodiode) 5. Le photo-détecteur les convertit en signaux électriques (démodulation) 6. Les signaux électriques sont reconvertis en signaux compréhensibles, ici la parole: ondes sonores (par le haut parleur) Exemple de système de télécommunication sur fibre optique Les données à transmettre se présentent sous forme d'un flux d'informations binaire ou bits, de nature électrique, optique, etc... La communication de ces données entre un émetteur et un récepteur; nécessite en premier lieu la présence d'une ligne ou support de transmission Emetteur récepteur Supports de transmission Les différents types de supports: les supports électriques les supports optiques les supports aériens Les critères de comparaison bande passante Atténuation sensibilités diverses Coût Encombrement poids, etc… Supports de transmission Supports électriques: câble coaxial ou paire torsadé C’est un lien en cuivre et c'est le moyen le plus ancien pour transférer des données. Le signal est de nature électrique. Exemple : câble dit "téléphonique", FTP cat 5e, 4 paires de fils torsadés. !!!! Débits limités de 10 Mbits/s à 100Mbit/s sur de courtes distances. sensibilité aux perturbations électromagnétiques  atténuation très importante du signal supports aériens: Les liaisons hertziennes • Systèmes de radio communication • Systèmes de communication par satellites utilisation •des ondes radio électriques diffusion des ondes (10 kHz – 500 kHz) •des micro-ondes : faisceaux hertziens pour les transmissions de données (500 kHz - 40 GHz). 1. Systèmes de radio messagerie 2. Téléphones sans fil à usage domestique et professionnel 3. Radiotéléphones analogiques 4. Radiotéléphones cellulaires !!!!Ces ondes sont sensibles aux masquages (relief, bâtiments…), aux précipitations, aux conditions de l'atmosphère, etc… Supports de transmission Support optique: fibre optique • Une fibre optique est un fil de verre transparent très fin qui a la propriété de conduire la lumière • le signal électrique est converti en signal optique. La fibre est en verre ou en plastique (silice). •Un phénomène optique fait que le signal lumineux est guidé par la fibre. •Elle a un débit d'informations nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux (10 Gbits/s) •Elle supporte un réseau large bande par lequel peuvent transiter aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques. •atténuation plus faible •insensibilité aux interférences électromagnétiques • insensibilité aux corrosions chimiques de l'air •faible poids, faible encombrement Exemple : Fibre à connecteur ST Fibre optique fil de cuivre Matériau diélectrique matériau conducteur métallique Sensibilité nulle aux interférences électromagnétiques aux perturbations radio.. . et non générateur de parasites. Donc grande sûreté de transmission Grande Sensibilité aux interférences électromagnétiques (milieux industriels) faible atténuation du signal (0 .1 dB/ km) forte atténuation du signal 20dB/Km et plus Faible poids, très petite taille (en mm) et le nombre de composants est moins important Poids lourd et installations plus complexes Grande durabilité: 20ans et plus Grande résistance aux attaques chimiques et aux variations de température Dégradation rapide par la corrosion Très large bande passante (25 THz): grand débit d’information Largeur de bande limitée (exemple: réseau téléphonique commuté , 1800Hz ) Avantage économique : prix de la fibre pas h ( b d ll d é i Coûteux et nécessite beaucoup d’entretien Les avantages des transmissions sur fibre/cuivre Hz KHz 103 MHz 106 GHz 109 THz 1012 PHz 1015 EHz 1018 ZHz 1021 YHz 1024 300 000 Km 3 108 m 300 Km 3 105 m 300 m 3 102 30 cm 3 10-1 0,3 mm 3 10-4 0,3 microns 3 10-7 0,3 nm 0,3 pm 0,3 am Jusqu'à 30 MHz les couches de l'atmosphère sont un guide d'onde micro ondes IR visible UV X et gamma Téléphone fixe RTC, réseau téléphonique commuté 980 à 1800 Hz radio Radars, TV, GSM téléphones mobiles 900 MHz et 1800 MHz réseaux sans fil : 2,4GHz et 5GHz boucle locale radio 3,4GHz et 26GHz Infrarouge lumière visible Ultra Viole ts rayons X rayons gamma Radiocommunications de 9 KHz à 60 GHz le spectre des fréquences pour télécommunications fibre optique de400 à750 THz Désignation nternationale Fréquence Longueur d’onde Autres appellations Exemples d'utilisation ELF (extremely ow frequency) 3 Hz à 30 Hz 100 000 km à 10 000 km Détection de phénomènes naturels SLF (super low requency) 30 Hz à 300 Hz 10 000 km à 1 000 km Communication avec les sous- marins ULF (ultra low requency) 300 Hz à 3 000 Hz 1 000 km à 100 km Appareil de recherche de victimes d'avalanche VLF (very low requency) 3 kHz à 30 kHz 100 km à 10 km Communication avec les sous- marins, Recherches scientifiques... LF (low requency) 30 kHz à 300 kHz 10 km à 1 km grandes ondes ou kilométriques Radionavigation, Radiodiffusion GO, Radio- identification MF (medium requency) 300 kHz à 3 MHz 1 km à 100 m petites uploads/Science et Technologie/ fibre-optique-2009.pdf