Fibre multimode
ย ย ย ย ย ย ย ย Les fibres multimodes sont les premiers types de fibres optiques qui ont รฉtรฉ fabriquรฉes. Le cลur a une taille importante par rapport au reste de la fibre. Ce type de fibre prรฉsente certains inconvรฉnients tels que l’attรฉnuation des signaux plus marquรฉe ou encore une vitesse de propagation des signaux plus faible. Elles sont aujourd’hui utilisรฉes sur de courtes distances ou dans les dรฉcorations. Il existe deux types de fibres multimodes :
La fibre ร gradients dโindice Dans ce type de fibre lโindice du cลur diminue progressivement du centre vers sa pรฉriphรฉrie, ce qui compense les diffรฉrences de trajet. Lโรฉtalement des impulsions est nettement plus faible. Ce type de fibre a un dรฉbit plus important et donc une largeur de bande plus importante. Cโest la plus utilisรฉe pour les liaisons informatiques (rรฉseaux LAN). Lโindice du cลur diminue suivant une loi parabolique depuis lโaxe jusquโร lโinterface cลur-gaine. La diminution de l’indice fait que la lumiรจre se propage plus vite, ce qui rรฉduit la dispersion intermodale [10] Leur diffรฉrence rรฉside principalement dans la diffรฉrence du diamรจtre du cลur. La fibre ร saut dโindice prรฉsente un diamรจtre de cลur deux ร quatre fois plus grand que celui des fibres ร gradient dโindice.
Les fibres ร saut dโindice La fibre ร saut dโindice est la premiรจre fibre ร avoir รฉtรฉ inventรฉe. Le diamรจtre de son cลur est responsable dโune trรจs grande attรฉnuation des donnรฉes La propagation se fait par rรฉflexions successives. Dans ce cas de figure, les rayons ne se propagent pas tous selon le mรชme chemin, ce qui entraine un รฉtalement des impulsions. Celles-ci risquent de se chevaucher en sortie de liaison. Cโest la fibre la plus ordinaire on la retrouve dans les rรฉseaux locaux.
Fibre monomode Fibre de faible diamรจtre de cลur, รฉvitant la dispersion des rayons, ceux-ci se propagent donc dans lโaxe de la fibre. Elle est gรฉnรฉralement utilisรฉe dans des connexions rรฉseau longue distance (Liaison inter-continent). La fibre est dite ยซ monomode ยป car, en raison de la trรจs petite taille du cลur (9 ฮผm), il nโy a quโun seul mode de propagation de la lumiรจre
La fibre optique : milieu de propagation
ย ย ย ย ย ย ย ย Une fibre optique est gรฉnรฉralement composรฉe de deux cylindres concentriques, le cลur et la gaine, dโindices de rรฉfraction lรฉgรจrement diffรฉrents. Celui de la gaine รฉtant plus faible, la lumiรจre est guidรฉe dans le cลur par rรฉflexion totale. A partir des caractรฉristiques opto gรฉomรฉtriques de ce guide, on montre quโune onde lumineuse peut se propager le long de la fibre avec diffรฉrentes rรฉpartitions transverses de son รฉnergie. Ces diffรฉrentes formes dโonde dans la section transverse du cลur sont appelรฉes modes. En choisissant convenablement les paramรจtres de la fibre (rayon de cลur, indices du cลur et de la gaine), il est possible de rendre la fibre monomode sur une certaine plage de longueur dโonde. Ceci signifie que les ondes se propagent uniquement dans le mode fondamental lorsque leur longueur dโonde est supรฉrieure ร une longueur dโonde donnรฉe, appelรฉe longueur dโonde de coupure. Par la suite, nous ne considรฉrerons que des fibres monomodes. Les fibres optiques sont rรฉalisรฉes ร base de silice (SiO2), dโautres รฉlรฉments peuvent y รชtre ajoutรฉs afin de modifier leurs propriรฉtรฉs optiques. Ce milieu matรฉriel prรฉsente une rรฉponse lorsquโil est traversรฉ par une onde lumineuse. Sa polarisation est modifiรฉe par lโexcitation dโune onde รฉlectromagnรฉtique. On peut dรฉcomposer cette polarisation en deux composantes principales. La premiรจre dรฉpend linรฉairement du champ รฉlectrique de lโonde, on parle alors dโeffets linรฉaires. La seconde dรฉpend du champ รฉlectrique au cube et dรฉcrit les effets non linรฉaires. Lโamplification paramรฉtrique exploite la rรฉponse non linรฉaire dโune fibre optique soumise ร une onde de forte intensitรฉ.
La dispersion modale de polarisation
ย ย ย ย ย ย ย ย ย Les fibres optiques sont conรงues de faรงon ร ce que les ondes ne se propagent que dans un seul mode. Leur รฉnergie est รฉqui-rรฉpartie sur les deux directions transverses par rapport au sens de propagation. En pratique, du fait des dรฉfauts de fabrication et de contraintes mรฉcaniques ou thermiques, la fibre perd sa symรฉtrie de rรฉvolution et les directions transverses ne sont plus รฉquivalentes. On peut considรฉrer quโelles acquiรจrent des indices de rรฉfraction diffรฉrents auxquels sont associรฉes des vitesses de propagation diffรฉrentes. Ce phรฉnomรจne peut รชtre dรฉcrit comme une birรฉfringence. Deux modes distincts peuvent donc se propager avec des รฉtats de polarisation respectivement parallรจles ร chacun des axes propres. On parle de dispersion de modes de polarisation
Quelques applications de la fibre optique
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย En tรฉlรฉcommunications, la fibre optique est utilisรฉe pour la transmission d’information, que ce soit des conversations tรฉlรฉphoniques, des images ou des donnรฉes. Avant l’apparition de la fibre optique, tous les rรฉseaux de communication รฉtaient cรขblรฉs avec des liaisons cuivre ou des cรขbles coaxiaux. Aujourd’hui, de plus en plus d’entreprises se tournent vers la fibre optique, qui prรฉsente de nombreux avantages par rapport au cuivre. Aujourdโhui, elle le remplace dans des milliers de rรฉseaux ร travers le monde. De nos jours, les stations de travail sont connectรฉes entre elles ร lโaide de rรฉseaux utilisant la fibre optique car son utilisation permet dโavoir des dรฉbits dโinformation plus rapides et une plus grande sรปretรฉ lors des transmissions. En tรฉlรฉphonie, les cรขbles coaxiaux sont remplacรฉs peu ร peu par des fibres optiques. En effet, elle est plus รฉconomique sur longues et courtes distances et le nombre de composants nรฉcessaires est moins important. Son utilisation est particuliรจrement intรฉressante pour les applications militaires car elle leur apporte certains avantages : faible poids, taille de la fibre et insensibilitรฉ au brouillage et ร la dรฉtection. La fibre optique sert รฉgalement pour examiner des petits objets dโhabitude inaccessibles. Au niveau mรฉdical pour les endoscopies, pour la recherche sur le cerveau et le cลur en utilisant des filaments de fibres sans revรชtement, lโimage est alors visualisรฉe sur un รฉcran de tรฉlรฉvision.[13] La fibre optique intervient รฉgalement dans la dรฉcoration/illumination de la piscine, bassins, fontaines, la signalรฉtique dโorientation et dโinformation (panneau de signalisation et enseigne), la signalisation routiรจre (rond-point, sรฉparation de voies de circulation
Les rรฉseaux dโaccรจs FTTx
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย Lโรฉvolution de rรฉseau dโaccรจs vers lโoptique est considรฉrable de nos jours. Lโinfrastructure en cuivre existante est nรฉanmoins indispensable car les qualitรฉs de service obtenues avec le DSL, sont satisfaisantes ร lโheure actuelle. Lโรฉvolution et la diversification au niveau des terminaux domestiques connaissent une forte expansion ne cessant de sโaugmenter ; lโemploi de la fibre optique est alors nรฉcessaire pour cela.
Les composants dโun rรฉseau WDM
ย ย ย ย ย ย ย ย La technologie WDM dรฉfinit trois types de nลuds optiques qui peuvent รชtre dรฉployรฉs dans un rรฉseau de transport optique
– Les multiplexeurs terminaux optiques (OTM) qui sont des รฉquipements de base pour la conception dโun systรจme WDM. Les OTM ont pour rรดle de rassembler ou/et de dissocier les diffรฉrentes longueurs dโonde. Les OTMs sont utilisรฉs ร lโentrรฉe du rรฉseau WDM oรน ils assurent lโaccรจs pour les signaux provenant des autres rรฉseaux clients tel que SDH, Ethernet, IP/MPLS, DSL,
– Les multiplexeurs ร insertion/extraction optique (OADM), รฉquipements utilisรฉs pour insรฉrer (ร lโorigine) et extraire (ร la destination) une ou plusieurs longueurs dโonde sur une liaison WDM acheminant une pluralitรฉ de canaux optiques ayant des longueurs dโonde diffรฉrentes. Les OADMs sont principalement conรงus pour la construction dโanneaux et sont utilisรฉs dans les rรฉseaux dโaccรจs et mรฉtropolitains,
– Les brasseurs optiques (OXC) : ces รฉquipements assurent la fonction de brassage dans les rรฉseaux optiques WDM. Lorsque dans un nลud les longueurs dโonde provenant dโune fibre sont dรฉmultiplexรฉes, lโOXC permet de remplacer une ou plusieurs de ces longueurs dโonde par dโautres, issues dโune autre fibre, avant de les multiplexer vers une fibre sortante du nลud. Nous parlons alors de brassage de longueurs dโonde puisquโ`ร partir de plusieurs canaux optiques (longueurs dโonde) entrants dans le nลud, nous pouvons รฉchanger ces canaux pour une nouvelle rรฉpartition de sortie. Les OXCs sont utilisรฉs principalement dans les rรฉseaux cลur WDM.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 GENERALITE SUR LA FIBRE OPTIQUE
1.1 Historiques de la fibre optique
1.2 Comparatif des caractรฉristiques de diffรฉrents supports de propagation
1.3 Systรจme de communication par fibre optique
1.4 Description dโune fibre optique
1.5 Constitution dโune fibre
1.6 Diffรฉrents types de fibres
1.6.1 Fibre multimode
1.6.2 Fibre monomode
1.7 Les diffรฉrents types de cรขble
1.8 Isolation des fibres optiques
1.8.1 La structure serrรฉe
1.8.2 La structure libre
1.8.3 La structure ruban
1.9 Exemples de caractรฉristiques de quelques fibres optiques normalisรฉes
1.10 Propagation dโune onde lumineuse dans une fibre optiqueย
1.10.1 La fibre optique : milieu de propagation
1.10.2 La rรฉflexion totale interne
1.10.3 Bande passante
1.10.4 Les effets linรฉaires
1.10.5 Les effets non linรฉaires
1.11 Quelques applications de la fibre optique
1.12 Avantages de la fibre optique
1.13 Conclusion
CHAPITRE 2 LE RESEAU DE TRANSPORT OPTIQUE
2.1 Introduction
2.2 Caractรฉristiques dโune liaison fibre optique
2.2.1 Un systรจme dโรฉmission
2.2.2 Un systรจme de rรฉception
2.3 Raccordement optique
2.3.1 รpissures par fusion
2.3.2 Epissure mรฉcanique
2.4 Les connecteurs optiques
2.4.1 Connecteur ST
2.4.2 Connecteur FC
2.4.3 Connecteur
2.4.4 Connecteur VF-45
2.4.5 Connecteur LC
2.4.6 Connecteur MU
2.4.7 Connecteur MTRJ
2.4.8 Connecteur EC
2.4.9 Connecteur OPTOCLIP
2.5 Amplificateurs optiques
2.5.1 Amplificateur optique ร semi-conducteurs
2.5.2 Amplificateur optique ร fibre dopรฉe
2.5.3 Amplificateur Raman
2.6 La commutation optique
2.6.1 Mode paquets
2.6.2 Mode circuit
2.7 Les rรฉseaux dโaccรจs FTTx
2.7.1 Systรจmes FTTC
2.7.2 Systรจmes FTTB
2.7.3 Systรจmes FTTH
2.8 La technologie SDH
2.8.1 Principe de la technologie SDH
2.8.2 Dรฉfinition des รฉlรฉments de la hiรฉrarchie synchrone
2.8.3 Infrastructure dโun rรฉseau SDH
2.8.4 Topologie
2.9 La technologie WDM
2.9.1 Introduction
2.9.2 Principes de la technologie
2.9.3 Les composants dโun rรฉseau WDM
2.9.4 Les systรจmes WDM
2.10 Conclusion
CHAPITRE 3 LA DISPERSION CHROMATIQUES ET LES DIFFERENTES SOLUTIONS DE COMPENSATION DE DISPERSION
3.1 Introduction
3.2 Rappel sur les effets de la dispersion du milieu de transmission
3.3 La dispersion chromatique
3.3.1 Causes de la dispersion chromatique
3.3.2 Description mathรฉmatique de la dispersion chromatique
3.3.3 Mรฉthodes de mesures de la dispersion chromatique
3.4 Quelques Compensateurs de dispersion
3.4.1 Rรฉseau de bragg
3.4.2 Compensation de la dispersion par lโutilisation de tableau cohรฉrent dโimages virtuelles ou VIPA
3.4.3 Conjugaison de phase optique
3.4.4 Dispersion compensation fiber
3.5 Conclusion
CHAPITRE 4 SIMULATION DE LA DISPERSION CHROMATIQUE ET DE LA DCF SOLUTION DE LA DISPERSION DE LA FIBRE MONOMODE
4.1 Introduction
4.2 Prรฉsentation du logiciel
4.2.1 Lโรฉditeur de schรฉma-bloc
4.2.2 La bibliothรจque
4.2.3 La simulation
4.2.4 Les rรฉsultats de simulation
4.3 Simulation
4.3.1 Synoptique de la liaison optique
4.3.2 Les diffรฉrents composants utilisรฉs
4.3.3 Lancement de la simulation
4.4 Conclusion
Conclusion gรฉnรฉrale
ANNEXES
FICHE DE RENSEIGNEMENTS
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