Transmission par Soliton

Transmission par Soliton

Introduction générale

  Avant l’optique, ni les systèmes à câbles coaxiaux, ni les systèmes micro-ondes, ne permettaient de transmettre un débit supérieur à 100 Mb/s en moyenne. Le système coaxial le plus évolué était capable de transmettre un débit de 274Mb/s, mais à condition de prévoir l’installation de répéteurs tous les kilomètres. Une amélioration substantielle des performances était pressentie si l’on réussissait à transmettre l’information sur une porteuse optique de l’ordre de la centaine de THz, au lieu de la dizaine de GHz des porteuses micro-ondes. L’utilisation de la fibre optique puis des réseaux ‹‹ tout-optique›› a totalement révolutionné le monde des télécommunications. On arrive désormais à des systèmes de transmission de plus en plus performants, atteignant plusieurs Tbit/s sur plusieurs milliers de kilomètre. L’intérêt de la communication par fibre optique par rapport aux systèmes classiques de transmission (Hertzien, par câble, par satellite, micro-onde, propagation de la lumière en atmosphère…) est l’absence d’interférence extérieure perturbatrice (en effet, la fibre protège de l’entrée de lumière parasite et est insensible aux perturbations atmosphériques et aux champs électromagnétiques), ainsi que la plus grande fréquence de la porteuse qui permet de lui faire transporter beaucoup plus de canaux ou d’en augmenter la bande passante.

Définition d’une chaine de transmission par fibre optique

  L’architecture d’une liaison optique, quelque soit le niveau du réseau auquel elle est destinée, est composée d’un émetteur, d’une fibre optique et d’un récepteur. Pour chacun de ces éléments constitutifs d’une liaison sur fibre optique, nous tenterons de décrire leur rôle et leur fonctionnement. des circuits d’adaptation et de protection ; il est relié au câble soit par une embase de connecteur, soit par une fibre amorce qu’il faut raccorder. La modulation est en général une modulation d’intensité lumineuse obtenue par la modulation du courant qui traverse la diode d’émission. Certains systèmes expérimentaux pratiquent la modulation en fréquence ou en phase optique (transmissions cohérentes). L’interface optique de réception contient une photodiode qui convertit le signal optique reçu en signal électrique. Elle est suivie d’un préamplificateur, dont la réalisation doit être soignée car c’est en général le bruit de celui-ci qui limite la puissance optique minimale détectable, et donc la portée du système. Suivant les applications, on trouve ensuite des circuits de filtrage ou de remise à niveau logique. Lorsque la longueur de la liaison le nécessite, on insère un ou plusieurs répéteurs, qui contiennent des interfaces de réception et d’émission reliés par des circuits d’amplification, et de régénération pour les transmissions numériques. Plutôt que de ramener le signal sous forme électrique pour l’amplifier, on utilise de plus en plus l’amplification optique dans des fibres dopées Erbium, pompées par laser. Pour la transmission des signaux lumineux par des fibres optiques il faut, aux deux extrémités de la fibre, des éléments émetteurs et récepteurs capables de convertir les signaux électriques en signaux lumineux et réciproquement.

La source optique

  Depuis le début des télécommunications par fibre optique, le c s’est porté sur les émetteurs à semi à celles du cœur des fibres optiques, de la relative facilité à moduler directement la lumière émise en agissant sur le courant, de le consommation énergétique. Pour que le semi-conducteur puisse émettre des photons par émission spontanée ou stimulée, il faut que des porteurs excessifs soient amenés au semi en injectant des porteurs de charge via une jonction Un semi conducteur est un pour lequel la probabilité qu’un faible, est suffisamment impor Le comportement électrique des semi théorie des bandes d’énergie. Selon celle interdite suffisamment petite pour que des électrons de la facilement rejoindre la bande de conduction. Depuis le début des télécommunications par fibre optique, le choix des sources optiques s’est porté sur les émetteurs à semi-conducteur à cause de leurs petites dimensions par rapport à celles du cœur des fibres optiques, de la relative facilité à moduler directement la lumière émise en agissant sur le courant, de leur spectre optique relativement étroit et de leur faible conducteur puisse émettre des photons par émission spontanée ou stimulée, il faut que des porteurs excessifs soient amenés au semi-conducteur. On obtient en injectant des porteurs de charge via une jonction- PN. est un matériau qui a les caractéristiques électriques d’un pour lequel la probabilité qu’un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé à l’aide de la d’énergie. Selon celle-ci, un matériau semi-conducteur possède une suffisamment petite pour que des électrons de la bande de valence bande de conduction. Si un potentiel électrique bornes, un faible courant électrique électrons et celui des « trous » qu’ils laissent dans la bande de valence. La conductivité électrique des semi introduisant une petite quantité d’impuretés dans le matériau afin de produire un excès d’électrons ou un déficit. Des semi contact afin de créer des jonctions courant qui traverse l’ensemble.

Fibre compensatrice de dispersion DCF (Dispersion Compensating Fiber)

 Ce sont des fibres qui sont conçues pour avoir de fortes dispersions négatives grâce à des modifications de leurs paramètres optogéométriques.Par design du profil d’indice de la fibre, il est possible d’ajuster la dispersion du guide et d’obtenir ainsi une fibre à dispersion négative (jusqu’à -200 ps/(nm.km)), qui servir en fibre compensatrice de dispersion DCF. Cette technique est considérée comme meilleure solution permettant de minimiser les pénalités introduites par la dispersion chromatique sur une large bande de longueurs d’onde. Et c’est cette solution qui sera utilisée pour notre étude. Elle consiste alors à introduire un tronçon de longueur adapté de cette fibre dont la dispersion est de signe opposé par rapport à celle de la fibre de ligne, mais il n’est pas possible de ramener la dispersion chromatique cumulée à zéro périodiquement simultanément sur toute une bande de plusieurs nanomètres en ajoutant simplement une seule et même valeur négative. La DCF est caractérisée par sa simplicité de mise en œuvre et sa bonne résistance aux éléments extérieurs, son avantage majeur est son caractère large bande, mais elle présente aussi des inconvénients comme les pertes linéiques non négligeables.

Table des matières

Remerciements
Dédicaces
Sommaire
Listes des figures
Introduction générale
Chapitre 1: Etude d’une chaine de transmission par fibre optique
1.1 Introduction
1.2 Définition d’une chaine de transmission par fibre optique
1.3 Les émetteurs optiques
1.3.1 La source optique
1.3.2 La modulation
1.4 La fibre optique
1.4.1 Présentation générale des fibres
1.4.2 L’atténuation
1.4.3 Dispersion
1.4.4 Les effets non linéaires dans la fibre optique
1.4.5 Avantages et inconvénients des fibres optiques
1.4.6 Quelques applications de la fibre optique
1.5 Le module de réception
1.5.1 Le photodétecteur
1.6 Eléments de transmission par fibre optique
1.6.1 Amplification optique
1.6.2 Fibre compensatrice de dispersion DCF (Dispersion Compensating Fiber)
1.6.3 Les isolateurs
1.6.4 Les coupleurs
1.7 Conclusion
Chapitre 2: Etude de l’effet du format de transmission
2.1 Introduction
2.2 Présentation du logiciel
2.3 Analyse de la chaine de transmission
2.3.1 Diagramme de l’œil
2.3.2 Taux d’erreur binaire « TEB »
2.3.3 Facteur de qualité Q
2.4 Liaison de référence
2.4.1. La partie émission
2.4.2. La partie réception
2.5 Résultats de simulation et interprétations
2.5.1 Choix du code du générateur
2.5.2 Choix du modulateur
2.5.3 Effet de variation du nombre de tronçons
2.5.4 Effet de la variation de la puissance
2.5.5 Etude de l’effet du débit binaire
2.6 Conclusion
Chapitre 3: Transmission par Soliton
3.1 Introduction
3.2 Historique
3.3 Définition du soliton
3.3.1 Caractéristiques importantes des solitons
3.3.2 Le soliton moyen
3.3.3 Le soliton, une solution aux distorsions de propagation
3.3.4 Les difficultés et les limites de la transmission par solitons
3.3.5 Dépasser les limites induites par le bruit
3.3.6 Les axes d’études en transmission par solitons
3.4 Etude et simulations
3.4.1 Effet de la variation de la longueur de la fibre SMF
3.4.2 Effet de la variation des puissances sur un tronçon
3.4.3 Effet de la variation de débit binaire sur une liaison optique
3.5 Conclusion
Conclusion générale
Liste des abréviations
Références bibliographiques

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