Présentation

Article

1 - STRUCTURE D'UN SYSTÈME DE TRANSMISSION OPTIQUE

2 - SOURCES ET MODULATEURS

  • 2.1 - Sources et bruit des sources
  • 2.2 - Modulateurs

3 - DÉTECTION

4 - AMPLIFICATION OPTIQUE

5 - QUALITÉ DU SIGNAL DANS LES SYSTÈMES AMPLIFIÉS

6 - SYSTÈMES UTILISANT LES SOLITONS

  • 6.1 - Qu'est-ce qu'un soliton ?
  • 6.2 - Phénomènes affectant la transmission des solitons
  • 6.3 - Traitement en ligne
  • 6.4 - Essais de transmission par solitons

7 - SYSTÈMES INSTALLÉS : CONSTRUCTION ET ÉVOLUTION DES RÉSEAUX

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : TE7115 v2

Qualité du signal dans les systèmes amplifiés
Systèmes de transmission sur fibre optique

Auteur(s) : Michel JOINDOT, Irène JOINDOT

Relu et validé le 21 mars 2016

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais English

RÉSUMÉ

Les principes de base des télécommunications par fibre optique sont présentés, avec une introduction aux briques de base qui constituent un système de transmission par fibre. L'évolution, des ces technologies est marquée par des innovations techniques essentielles, depuis les premiers essais de transmission des années 1980 jusqu'aux réseaux actuels qui permettent d'acheminer des trafics mondiaux engendrés par Internet. Quelques perspectives d'évolution sont amorcées en conclusion.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Michel JOINDOT : Ancien élève de l'École polytechnique - Ingénieur en chef des télécommunications

  • Irène JOINDOT : Ingénieur Ensi CAEN (ex. ENSEEC) - Docteur de l'Université de Montpellier, habilitée à diriger les recherches

INTRODUCTION

Comparée aux autres supports de transmission existants, la fibre présente une atténuation quasiment constante sur une énorme plage de fréquences (plusieurs milliers de gigahertz) et offre ainsi l'avantage de bandes passantes gigantesques, permettant d'envisager aujourd'hui la transmission de débits numériques très importants (plusieurs térabit/seconde) exigés par la multiplication des services et les besoins accrus de transmission d'images . Très vite également, il est apparu que les systèmes optiques permettaient, par rapport aux systèmes sur câble coaxial de capacité équivalente, un gain notable sur la distance entre répéteurs-régénérateurs, qui passait de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres. À partir de 1978 furent installés des systèmes travaillant à la longueur d'onde optique de 0,8 μm, acheminant un débit compris entre 50 et 100 Mbit/s, avec un espacement entre répéteurs de 10 km, c'est-à-dire trois fois plus environ que les systèmes sur câble coaxial de capacité équivalente.

La seconde génération de systèmes de transmission sur fibre optique, apparue dans les années 1980, découle directement de la mise au point de la fibre monomodale et du laser à semi-conducteur à 1,3 μm, longueur d'onde pour laquelle la dispersion chromatique (c'est-à-dire la distorsion induite sur les signaux par la propagation) est minimale. Des débits supérieurs à 1 Gbit/s, avec un espacement entre répéteurs de plusieurs dizaines de kilomètres, sont alors atteints. Les portées de ces systèmes sont limitées par les pertes de la fibre, 0,5 dB/km dans le meilleur cas, et l'idée apparaît alors de développer des sources émettant à la longueur d'onde de 1,55 μm pour laquelle l'atténuation est minimale. Néanmoins, ce gain est détruit par l'effet de la dispersion chromatique, toutes les longueurs d'onde ne se propageant pas à la même vitesse. Cette dispersion chromatique du matériau de la fibre est beaucoup plus forte qu'à 1,3 μm et c'est d'elle que provient alors la limitation de la bande passante et donc du débit. Des progrès simultanés tant sur les lasers émettant sur un seul mode que sur le milieu de transmission (fibres à dispersion décalée) apporteront des solutions à ces problèmes et les premiers systèmes travaillant à 1,55 μm apparaîtront à la fin des années 1980, avec un débit supérieur à 2 Gbit/s.

Apparus à la fin des années 1980 et devenus très rapidement des produits industriels, les amplificateurs à fibre vont apporter un bouleversement considérable dans le domaine des communications par fibre optique : insérés dans la ligne de transmission, ils permettent de compenser l'atténuation de la fibre et donc d'augmenter la portée des systèmes de transmission, au prix de l'addition de bruit . Utilisés comme préamplificateurs, ils augmentent la sensibilité des récepteurs optiques. Enfin, leur bande passante énorme (30 nm et même bien plus aujourd'hui) permet d'envisager l'amplification simultanée de plusieurs porteuses optiques juxtaposées dans le spectre, constituant ce que l'on appelle un multiplex. Ainsi naît le concept de multiplexage en longueur d'onde (WDM Wavelength Division Multiplexing) ; chaque fibre transportant un multiplex de N canaux est alors équivalente en capacité à N fibres transportant chacune un canal, et il est aisément concevable que cette approche permet potentiellement d'augmenter la capacité d'un réseau de manière très importante sans modifier son infrastructure physique. Les premiers systèmes utilisant cette technique, avec un débit de 2,5 Gbit/s par canal, ont été installés dès 1995 par tous les grands opérateurs mondiaux dans leurs réseaux de transport pour faire face à la croissance du trafic. Ils ont été suivis rapidement par des systèmes à N × 10 Gbit/s dès le début des années 2000 et, dix ans plus tard, des équipements offrant un débit de 40 Gbit/s par canal étaient commercialement disponibles. Autour de 2005 apparaît une nouvelle génération de systèmes, toujours basés sur le multiplexage en longueur d'onde, mais dans lesquels les techniques de compensation électronique permettent de surmonter des obstacles à la montée en débit. Le débit de 100 Gbit/s est d'ores et déjà disponible.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-te7115


Cet article fait partie de l’offre

Réseaux Télécommunications

(141 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais English

5. Qualité du signal dans les systèmes amplifiés

5.1 Systèmes amplifiés monocanal et multicanaux

Comme il a déjà été indiqué, l'amplification optique et la technique de multiplexage en longueur d'onde sont très étroitement liées.

La transmission simultanée de plusieurs porteuses optiques (ou canaux) permet de partager entre elles le coût de l'amplification et d'utiliser de manière efficace la bande de gain de l'amplificateur. Cette dernière augmente d'ailleurs de manière continue, des amplificateurs de 80 nm de bande existent aujourd'hui et les 100 nm seront dépassés bientôt. Un autre avantage évident du multiplexage en longueur d'onde est de permettre d'augmenter de manière considérable la capacité de transmission d'une fibre donnée, donc d'augmenter la capacité d'un réseau existant sans installation de nouvelles infrastructures. La figure 11 représentant le schéma typique d'un système de transmission utilisant le multiplexage en longueur d'onde met en évidence les avantages de cette technique.

Les phénomènes qui contribuent à la dégradation de la qualité du signal au cours de sa propagation sont :

  • l'accumulation du bruit d'émission spontanée des amplificateurs ;

  • les effets linéaires (dispersion chromatique, dispersion modale de polarisation) ;

  • les effets non linéaires (automodulation de phase, instabilité de modulation, modulation de phase croisée, mélange à quatre ondes, effets Brillouin et Raman stimulés) lorsque la puissance émise est suffisante.

Les paramètres importants dans la conception sont le pas d'amplification (qui détermine le gain des amplificateurs et donc le bruit accumulé comme on le verra plus loin), la puissance émise, la dispersion chromatique. Cette dernière peut être compensée, au moyen de fibre compensatrice ou de réseaux de Bragg photoinscrits ; en régime non linéaire, les performances du système dépendent fortement de l'emplacement des compensateurs, puisqu'effets linéaires et non linéaires ne peuvent être séparés, comme il a été montré dans l'article ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Réseaux Télécommunications

(141 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Qualité du signal dans les systèmes amplifiés
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JOINDOT (I.), JOINDOT (M.), douze coauteurs -   Les télécommunications par fibres optiques  -  . Collection Technique et Scientifique des Télécommunications, Dunod (1996).

  • (2) - DESURVIRE (E.) -   Erbium doped fiber amplifiers.  -  Principles and Applications, Wiley (1996).

  • (3) - CHRAPLYVY (A.R.) -   Limitations on lightwave communications imposed by optical fiber non linearities.  -  Journal on Lightwave Technology, vol. 8, no 10, nov. 1990.

  • (4) - MARCUSE (D.), CHRAPLYVY (A.R.), TKACH (R.W.) -   Effects of fiber non linearity on long distance transmission  -  . Journal on Lightwave Technology, vol. 9, no 1, janv. 1991.

  • (5) - AGRAWAL (P.) -   Non linear fiber optics.  -  Gowind Academic Press (1989).

  • (6) - BRANDON (E.), BLONDEL (J.P.) -   Raman limited, truly unrepeatered transmission at 2,5 Gbit/s over 453 km...

1 Événements

HAUT DE PAGE

1.1 Conférences

Deux conférences majeures se tiennent chaque année, au cours desquelles sont présentées les dernières avancées dans le domaine de la recherche en télécommunications optique :

• ECOC (European Conference on Optical Communications) qui a lieu dans une ville européenne en septembre http://www.ecocxxxx.org où xxxx désigne l'année

• OFC (Optical Fiber Communications Conference) qui a lieu aux États-Unis en février-mars http://www.ofcnfoec.org

HAUT DE PAGE

1.2 Logiciels

Des logiciels permettant de modéliser le fonctionnement des systèmes optiques existent sur le marché. On peut citer :

• La société VPI (Virtual Photonics Incorporated) qui développe notamment « Transmissionmaker » pour la modélisation des systèmes de transmission http://www.vpiphotonics.com

• Optsim développé par la société Rsoft à partir des recherches menées par le Politecnico de Turin http://www.rsoftdesign.com/

Tous les grands équipementiers développent par ailleurs leurs logiciels propres pour modéliser leurs systèmes.

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Réseaux Télécommunications

(141 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS