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La fibre optique 21 Mars 2013 David CARRIN. SOMMAIRE Introduction à la fibre optique Quelques notions doptique Principe dune transmission par fibre optique.

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1 La fibre optique 21 Mars 2013 David CARRIN

2 SOMMAIRE Introduction à la fibre optique Quelques notions doptique Principe dune transmission par fibre optique Le raccordement optique

3 Introduction à la fibre optique Les télécommunications modernes font largement appel aux fibres optiques car celles-ci présentent de très grands avantages par rapport aux câbles en cuivre: Les télécommunications modernes font largement appel aux fibres optiques car celles-ci présentent de très grands avantages par rapport aux câbles en cuivre: – Faible atténuation – Légèreté – Grande bande passante – Sécurité – Guide insensible aux rayonnements Les inconvénients résident surtout dans le domaine de la fragilité et du coût.

4 Introduction à la fibre optique Il existe deux types de fibre optique: – La fibre monomode – La fibre multimode

5 Introduction à la fibre optique FIBRE MULTIMODE Guide donde optique dans lequel la lumière voyage en modes multiples. Le rapport typique des dimensions coeur/gaine (mesurée en microns) dune telle fibre est de 62,5/125 ou 50/125.

6 Introduction à la fibre optique Fibre MONOMODE Fibre optique avec un coeur de faible diamètre (habituellement 9 μm) dans laquelle un seul mode, le mode fondamental, peut se propager. Ce type de fibre est particulièrement adapté aux transmission à large bande sur grandes distances puisque sa bande passante nest limitée que par la dispersion chromatique.

7 Introduction à la fibre optique Fibre à saut dindice Fibre à saut ou à gradient dindice Bande passante > 1Ghz Bande passante < 1Ghz cœur < 10 μm cœur = 50, 62,5 ou 100 μm Fibre monomode Fibre multimode

8 Introduction à la fibre optique Structure dune fibre nue: Elle est composée de 2 parties concentriques distinctes 250 μm

9 Introduction à la fibre optique Structure dune fibre nue: Elle est composée de 2 parties concentriques distinctes: Une partie optique qui canalise et propage la lumière partie optique 125 μm

10 Introduction à la fibre optique Structure dune fibre nue: Elle est composée de 2 parties concentriques distinctes: Une couche de protection mécanique appelée revêtement primaire (coating) sans fonction de propagation 250 μm revêtement de protection

11 Introduction à la fibre optique La partie optique, qui propage la lumière, est constituée de deux couches concentriques indissociables: -Le coeur optique (Core) composé de silice dans lequel se propagent les ondes optiques. - La gaine optique (Cladding) composée en général du même matériau que le coeur mais dopée différemment. Elle confine les ondes optiques dans le cœur.

12 Introduction à la fibre optique

13 Quelques notions doptique Lindice absolu dun milieu (généralement noté n) est le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de la lumière dans le milieu considéré. Lindice absolu dun milieu (généralement noté n) est le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de la lumière dans le milieu considéré. matériauindicevitesse en km/s vide1, air1, eau(20°C)1, verre au plomb1, Diamant2, cœur fibre 62,5/1251, Plus la valeur de lindice est élevée et plus la vitesse de londe est faible.

14 Quelques notions doptique Fréquence (f en Hz): nombre de vibrations par unité de temps dans un phénomène périodique. Période T = 6,28 s Période T = 6,28 s f = 1/T = 0,159 Hz

15 Quelques notions doptique Longueur donde (λ en m): distance entre deux points consécutifs de même phase dun mouvement ondulatoire qui se propage en ligne droite. Longueur donde (λ en m): distance entre deux points consécutifs de même phase dun mouvement ondulatoire qui se propage en ligne droite. λ = 6,28 m λ = 6,28 m La longueur donde est généralement exprimée en nm.

16 Quelques notions doptique Relation entre la fréquence et la longueur donde: λ=v/f λ est la longueur donde en mètres λ est la longueur donde en mètres v est la vitesse de londe dans le milieu considéré v est la vitesse de londe dans le milieu considéré f est la fréquence de londe en Hz ou s-1 f est la fréquence de londe en Hz ou s-1 Dans un milieu donné, toute onde lumineuse se caractérise indifféremment par sa fréquence ou sa longueur donde.

17 Quelques notions doptique Longueurs donde utilisées pour la fibre optique (situées dans linvisible)

18 Quelques notions doptique Spectre utilisé dans le cadre de la transmission par fibre optique IV fenêtre systèmes monomodes 1625

19 Quelques notions doptique

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22 La bande passante: Cest la capacité de transmission de la fibre optique. Elle est limitée par les phénomènes de dispersion. Les valeurs typiques de bande passante pour une fibre de 1 km sont: > 10 GHz Quelques GHz 100 MHz Fibre monomode à saut dindice Fibre multimode à gradient dindice Fibre multimode à saut dindice

23 Quelques notions doptique

24 Les classes de fibre La fibre OM1 La fibre OM1 correspond à une fibre 62,5/125 µm « courante ». La fibre OM2 La fibre OM2 stipule une bande passante de 500 MHz.km dans les deux fenêtres 850nm et 1300nm. Les fibres 50/125 µm « courantes » répondent à cette spécification (et la dépassent).

25 Quelques notions doptique La fibre OM3 est définie pour couvrir les besoins des futures liaisons à 10 Gbit/s. Cette spécification de fibre vise à atteindre ce débit sur des distances de 300 m à 850 nm. La fibre OM3 stipule une bande passante de 1500 MHz.km dans la fenêtre 850 nm et des caractéristiques de bande passante mesurées avec un émetteur à diodes laser (fibre 50/125µm) La fibre OS1 Permet de transmettre le 10Gb/s sur 2 à 10 km. Cest la fibre G652 la plus couramment utilisée dans les réseaux de télécommunications.

26 Quelques notions doptique

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28 Le raccordement optique

29 Principe dune transmission par fibre optique.

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31 Les récepteurs Les détecteurs de lumière utilisés en transmission optique sont des photodiodes à semi-conducteur. Il existe sur le marché essentiellement deux types de composants La photodiode PIN La photodiode PIN La photodiode à avalanche (utilisé pour de faibles niveaux de réception). La photodiode à avalanche (utilisé pour de faibles niveaux de réception). Ces deux composants transforment une énergie lumineuse en une énergie électrique. Les diodes PIN sont les plus populaires et les moins coûteuses alors que les diodes à avalanches sont les plus performantes. Les diodes PIN sont les plus populaires et les moins coûteuses alors que les diodes à avalanches sont les plus performantes.

32 Principe dune transmission par fibre optique

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34 Le raccordement optique Le raccordement optique permet de mettre bout à bout deux fibres afin dassurer le passage de la lumière avec un minimum de pertes. Le raccordement optique permet de mettre bout à bout deux fibres afin dassurer le passage de la lumière avec un minimum de pertes. On les caractérise par deux principaux critères: On les caractérise par deux principaux critères: – Perte dinsertion – Réflectance

35 Le raccordement optique Problèmes liés au raccordement de deux fibres Non alignement des axes de 2 fibres Ecartement de 2 faces optiques Mésalignement angulaire des 2 axes de fibres Suivant la norme NF EN , les fabricants de fibre se doivent de respecter les tolérances suivantes: Diamètre du cœur 9,05 ± 0,50 µm Diamètre du cœur 9,05 ± 0,50 µm Diamètre de gaine optique 125 ± 2 µm Diamètre de gaine optique 125 ± 2 µm Concentricité cœur/gaine <0,6 µm Concentricité cœur/gaine <0,6 µm

36 Le raccordement optique

37 La réflectance est une grandeur permettant de caractériser le coefficient dun élément optique réfléchissant. On la définit comme le rapport entre la puissance réfléchie par lélément sur la puissance incidente. Non contrôlées, les réflexions peuvent dégrader les performances du système en perturbant le fonctionnement de lémetteur laser, créer des perturbations sur du signal analogique ou générer du bruit sur le récepteur (surtout dans le cas dune transmission par fibre monomode)

38 Le raccordement optique Les pertes de Fresnel: Elles sont également appelées pertes par réflexion ou return loss Dioptres Énergie réfléchie Énergie transmise n gain e n coeu r n air Les réflexions sont dues aux discontinuités dindice de réfraction

39 Le raccordement optique

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48 Les connecteurs Il existe plusieurs types de connecteurs: -SC -ST -LC -MTRJ -VF-45 -etc…….

49 Questions diverses

50 MERCI DE VOTRE ATTENTION


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