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étude des atténuations dans une transmission par fibre optique.


par Isidor RABESALAMA
Athénée Saint Joseph Antsirabe - Master II en informatique 2016
  

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Extinction Rebellion

LISTE DES ABRÉVIATIONS

AlGa : Arséniure de Galium

AlGaAs : Arséniure de Galium Aluminium

ASN : Amplified Spontaneous Noise

ATM : Asynchronous Transfer Mode

dB : déciBel

dBm : déciBel milliwatt

DCF : Dispersion Compensating Fiber

DEL : Diode ELectroluminescente

DGD : Differential Group Delay

DSF : Dispersion Shifted Fiber

FDM : Frequency Division Multiplexing

GaAs : Arséniure de Gallium

GHz : GigaHertz

GVD : Group Velocity Dispersion

IOE : Interface Optique d'Émission

IOR : Interface Optique de Réception

IR : InfraRouge

InP : Phosphure d'Indium

InGaAsP : Phosphure d'Arséniure de Galium-Aluminium et Indium

IT : Intervalle de temps

km : kilomètre

LASER : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

LED : Light Emitting Diode

mA : miliAmpère

MATLAB : MATrix LABoratory

MMF : Multi Mode Fiber

MRT : Multiplexage à répartition dans le temps

mW : milliWatt

nm : nanomètre

NZDSF : Non Zero Dispersion Shifted Fiber

OH : Hydroxyde

ON : Ouverture Numérique

VII

ONU : Organisation des Nations Unies

PDA : PhotoDiode à Avalanche

PIN : Positive Intrinsec Negative

PMD : Polarisation Mode Dispersion

RIN : Relative Intensity Noise

SiO2 : Dioxyde de Silicium

SMF : Single Mode Fiber

TDM : Time Division Multiplexing

THz : Terahertz

TDM : Time Division Multiplexing

TDMA : Time Division Multiple Access

THz : Terahertz

UIT-T : Union International de Télécommunication et de la Télégraphe

UV : UltraViolet

w : watt

WDM : Wave Division Multiplexing

ìm : Micromètre

ZCE : Zone de Charge d'Espace

VIII

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.01 : Les Recommandations G652 à G657 de l'UIT 28

Tableau 4.01 : Comparaison entre les trois fenêtres de transmission 57

Tableau 5.01 : Tableau montrant les effets de la variation du rayon du coeur et d'indice 72

Tableau 5.02 : Comparaison des atténuations dues au raccordement des fibres 84

LISTE DES FIGURES

Figure 1.01 : Structure générale d'une fibre optique 4

Figure 1.02 : Principales structures d'interconnexion d'une fibre 4

Figure1.03 : Spectre de la lumière 8

Figure 1.04 : Domaine du spectre électromagnétique 9

Figure 1.05 : Phénomène de la réflexion et réfraction............................................................................................10 Figure 1.06 : a) Le faisceau réfracté n'existe plus......................................................................................................12

b) Le faisceau incident est entièrement réfléchi ............................................................................12 Figure 1.07 : Propagation de la lumière dans la fibre par réflexion totale ..............................................13 Figure 1.08 : Cône d'acceptance ...............................................................................................................................................14

Figure 2.01 : Profil d'indice d'une fibre multimode à saut d'indice 18
Figure 2.02 : Chemins optiques empruntés par les rayons lumineux et l'impulsion d'entrée

etsortie 19

Figure 2.03 : Exemples du profil d'indice d'une fibre à gradient d'indice 21

Figure 2.04 : Impulsion d'entrée et sortie des rayons lumineux et leurs trajets 22

Figure 2.05 : Signal d'entrée et sortie dans une propagation par fibre monomode 23

Figure 2.06 : Profil d'indice d'une fibre monomode 25

Figure 2.07 : Distribution d'intensité de mode fondamental (ligne continue) et son

approximation par une forme gaussienne (ligne discontinue 26

Figure 2.08 : Facteur de confinement 27

Figure 3.01 : Les éléments d'une transmission point à point par fibre optique 32

Figure 3.02 : Symbole d'une diode électroluminescente 33

Figure 3.03 : Spectre d'émission d'une DEL 34

Figure 3.04 : Symbole d'une diode laser 35

Figure 3.05 : Puissance émise par diode laser 36

Figure 3.06 : Synoptique de la modulation directe 37

Figure 3.07 : Synoptique de la modulation externe 38

IX

Figure 3.08 : Symbole normalisé d'une photodiode 40

Figure 3.09 : Structure d'une photodiode 40

Figure 3.10 : Symbole d'une photodiode PIN 41

Figure3.11 : Principe du multiplexage 43

Figure 3.12 : Principe du multiplexage à répartition dans le temps 44

Figure 3.13 : Multiplexage en longueur d'onde 44

Figure 4.01 : Différentes pertes dans une fibre optique 47

Figure 4.02 : Séparation longitudinale des deux fibres 49

Figure4.03 : Désalignement axial 50

Figure4.04 : Écartement angulaire 50

Figure 4.05 : Deux fibres de diamètres différents 51

Figure4.06 : Portion d'une fibre 52

Figure 4.07 : Diffusion de Rayleigh dans une fibre optique 54

Figure 4.08 : Courbe d'atténuation par diffusion en fonction de la longueur d'onde 55

Figure 4.09 : Allure d'atténuation par absorption 56

Figure 4.10 : Courbe d'atténuation par absorption et fenêtres de transmission 57

Figure 4.11 : Parcours du rayon lumineux axial et réfléchi dans une fibre à saut d'indice 59

Figure 4.12 : Influence de la dispersion due aux matériaux sur une impulsion optique 62

Figure 4.13 : Dispersion d'une partie de la puissance optique dans la gaine 63

Figure 4.14 : Influence de la dispersion modale de polarisation sur une impulsion optique......66

Figure 5.01 : Exemple de compensation de dispersion de 100% 69

Figure 5.02 : Courbes de dispersion chromatique des fibres G652, G653, G655 70

Figure 5.03 : Effet d'une fibre à réseau de Bragg à pas variable sur un signal 71

Figure 5.04 : Fenêtre d'accueil 78

Figure 5.05 : Fenêtre d'évaluation des atténuations intrinsèques 79

Figure 5.06 : Exemple d'application sur le calcul des atténuations intrinsèques 80

Figure 5.07 : Fenêtre des atténuations extrinsèques 82

Figure 5.08 : Exemple de calcul des atténuations extrinsèques 83

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"Il existe une chose plus puissante que toutes les armées du monde, c'est une idée dont l'heure est venue"   Victor Hugo