Bibliographie & annexes
Présentation
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Auteur(s)
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Mathias PEZ : Ingénieur de recherche au Laboratoire Central de Recherches de Thales - Enseignant à l’École Spéciale de Mécanique et d’Électricité (ESME-Sudria) Spécialisation de l’École Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace (SUPAERO)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’augmentation permanente de la complexité et des performances des composants permet une plus grande intégration de fonctions électroniques au sein d’une même « puce ». Avec le récent développement de techniques numériques de traitement de signaux, les capacités de calculs des composants ont été considérablement accrues. Cette puissance de calcul plus importante implique des débits de communication de plus en plus grands entre processeurs, avec les écrans de visualisation et vers les « capteurs ». La croissance des débits impose à son tour aux ingénieurs de conception l’utilisation de nouvelles techniques d’interconnexions entre composants : les avantages intrinsèques de l’optique (atténuation, cohérence, parallélisme, intégration, etc.) et son utilisation massive dans les réseaux de communications longues distances en font un candidat idéal.
Cet article introduit les technologies d’interconnexions optiques, leurs avantages et inconvénients face aux interconnexions traditionnelles. Après un bref rappel des notions de propagation guidée, les composants appropriés aux interconnexions optiques et des notions sur la conception des interfaces optoélectroniques seront présentés au lecteur, afin qu’il soit en mesure d’appréhender les différentes technologies mises en œuvre au sein des modules optoélectroniques. Cet article décrit l’impact des interconnexions optiques sur l’architecture physique et logicielle des systèmes de traitement et de communication. Les différentes technologies passives et actives sont détaillées pour aboutir à la réalisation de modules intégrés et à leur caractérisation en environnement.
En conclusion, les nouveaux axes de recherches seront introduits. Associés à la très forte croissance de la microélectronique, ils devraient permettre aux interconnexions optiques de s’imposer dans le domaine des communications entre cartes, entre composants et éventuellement au sein même d’un composant.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de avr. 2014 par Mathias PEZ
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Considérations théoriques
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1. Définitions et généralités
Le succès de l’Internet, avec plus d’un milliard d’usagers en l’an 2000 (source : UCSB), et la rapide croissance des performances des microprocesseurs (tableau 1) induisent des contraintes toujours plus fortes sur les interconnexions dans les systèmes électroniques. Le nombre d’entrées/sorties corrélé au débit d’informations s’étranglera à terme dans le goulot des solutions d’interconnexions électriques. Les liaisons électriques ne seront plus capables, dans leur environnement numérique, de transmettre les débits d’informations prévus : le succès des applications multimédias, rendu possible grâce à l’accroissement des performances des microprocesseurs, implique à présent de transmettre sur les réseaux locaux ou au sein des ordinateurs des débits pouvant excéder 10 Gbit/s (gigabits par seconde).
Les interconnexions sur cuivre, majoritairement utilisées dans le domaine des réseaux locaux, sont déjà pénalisées par leurs résistances et capacités, qui limitent leur fonctionnement à quelques gigabits par seconde sur quelques mètres. Les précautions de mise en œuvre (adaptation d’impédance, blindage…) inhérentes aux hautes fréquences sont également de plus en plus coûteuses.
Les solutions optiques sont envisagées pour soulager l’embouteillage des informations au sein des réseaux et des ordinateurs. Elles ont déjà prouvé leurs performances en termes de distance de propagation, d’atténuation et de bande passante, dans les applications de télécommunications longues distances, où les débits cumulés s’élèvent à plusieurs centaines de gigabits par seconde sur une seule fibre.
L’importance des liaisons optiques dans les systèmes de télécommunication a permis de mettre en évidence leurs principales propriétés, ainsi que de « démystifier » leur utilisation. Cependant, leur extension aux calculateurs ou au mutlimédia (intimement lié à l’Internet) ne peut se faire que par une forte intégration et une réduction des coûts de mise en œuvre. L’utilisation de sources optiques appropriées et de technologies d’alignement passives permettra de s’affranchir de ces contraintes.
On regroupe généralement sous l’expression interconnexions optiques tous les systèmes de transmission de...
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Définitions et généralités
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PÉREZ (J.P.) - Optique géométrique et ondulatoire. - Éditions Masson (1994).
-
(2) - CHARTIER (G.) - Manuel d’optique. - Éditions Hermes (1997).
-
(3) - SMITH (W.J.) - Modern Optical Engineering. - MacGraw-Hill (1990).
-
(4) - KASTLER (A.) - Optique. - Éditions Masson (1992).
-
(5) - SALE (T.E.) - Vertical Cavity Surface Emitting Lasers. - John Wiley & Sons, Inc. (1997).
-
(6) - MICKELSON (A.E.), BASAVANHALLY (N.R.)., LEE (Y.C.) - Optoelectronic Packaging. - John Wiley & Sons, Inc (1997).
-
(7) - BUCHWALD (A.), MARTIN (K.) - Integrated...
ANNEXES
Optical Fibre Communication : OFCEuropean Materials Research Society : E-MRSWorkshop on Optical Communications and Computer Sciences : WOCCSLasers and Electro-Optics Society : LEOSElectronic Components and Technology Conference : ECTCInternational Electronic Packaging Technical Conference : InterPack (IPACK)
HAUT DE PAGE2 Organismes de normalisation et de standardisation
Dans le domaine des interconnexions optiques, on retrouve la plupart des organismes de normalisation et de standardisation du monde de l’électronique et de la microélectronique. Citons à titre d’exemple :
-
l’Union technique de l’électricité (UTE) ;
-
l’International Electrotechnical Commission...
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