Communications Optiques à Très haut débit Jérôme LAURENT Oral Probatoire, présenté le 3 décembre 2004 Dans la spécialité Electronique Présenté au CNAM de Paris Conservatoire National des Arts et Métiers Département Science et Technologies de l’Information et de la Communication 292, rue Saint Martin 75141 PARIS Cedex 03

Sommaire Principe de base Dégradation de l’information Multiplexage des informations Source et modulation Codage du canal de transmission Quelques applications Conclusion

I. Principe de base

II. Dégradation de l’information Effets linéaires et non-linéaires Source d’atténuation et de dispersion

Atténuation Le signal qui se propage s’affaiblit Pertes par courbures Pertes par micro-courbures Dispersion chromatique Le signal qui se propage s’élargit Dispersion du mode de polarisation - Imperfection de la fibre - Effet photo-élastique d’où une biréfringence et polarisation variable

Les effets non-linéaires Effet Kerr Automodulation de phase (SPM, Self Phase Modulation) - Variation de l’indice de réfraction en fonction de la puissance, entraînant de modulation de phase parasite Modulation de phase croisée (XPM, Cross Phase Modulation) - Déphasage proportionnel à la puissance du signal interférant Mélange à quatre ondes (FWM, Four Waves Mixing) - Produit d’intermodulation (2f1-f2 et 2f2-f1) Effet Raman et Brillouin - Interaction photon-phonon - Ces effets sont sensibles dès que la puissance injectée, dépasse un certain seuil

III. Multiplexage des informations Transmettre sur une seule fibre N canaux à N longueurs d’ondes différentes Partager le débit numérique total à transmettre Db entre N porteuses

Multiplexage temporel TDM, Time Division Multiplexing Multiplexage en longeur d’onde WDM, Wavelenght Division Multiplexing ETDM, Electrical Time Division Multiplexing

IV. Source et modulation

Source : Modulation externe Diode laser DFB(Distributed FeedBack) Modulateur Mach-Zehnder Effet électro-optique ou Pockels

VI. Codage du canal de transmission Protéger les données et corriger les erreurs Code RS (239-255) => Reed-Solomon : TEB < 10-12 seuil fixé par l’UIT

Code correcteur d’erreurs (FEC, Forwared Error Correction) Apporte un gain de codage de 6 dB Augmentation des capacités de transmission Augmentation des distance de transmission

Performances et avantages du code Reed-Solomon Capacité de correction importante Faible complexité du codeur et du décodeur Le code RS figurent parmi les codes les plus efficaces actuellement + 6000 km + 4000 km + 2200 km

VII. Quelques applications Liaisons terrestres Liaisons sous-marines

Liaisons terrestres Le réseau déployé en France est segmenté en fonction des différents besoins en débit, en bande passante et en distance de transmission : Les réseaux longues distances (WAN, Wide Area Network) Echelle continentale ou d’un pays Les réseaux métropolitains (MAN, Metropolitan Area Network) Echelle d’une grande ville Les réseaux locaux (LAN, Local Area Network), dernier maillon pour acheminer les informations à l’abonné

Liaisons sous-marines Liaisons transatlantiques, transpacifiques… « Véritable toile d’autoroutes de l’informations »

VIII. Conclusions La transmission optique a pris le pas sur toutes les autres solutions comme technologie de transport de l’information, grâce aux progrès des WDM Croissance exponentielle Nouvelles techniques et fonctions optiques Augmentation de la capacité Evolution vers des réseaux « Tout Optiques » Système en phase finale de développement 160 Gb/s à 10 Tb/s par longueur d’onde !!!

Merci de votre attention ! QUESTIONS ???