ngn fibre optique
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Najjar Monia
1
Dr. Najjar Monia
NGN
Fibre Optique
2016
Najjar Monia
2
Condition de propagation monomode :
V (fréquence réduite) = < 2,4
• il faut donc :
• un petit diamètre de cœur (typ. moins de 10 µm)
• une faible différence d’indice (typ. moins de 0,5%)
l > lc longueur d’onde de coupure
• Avantages : - pas de dispersion intermodale
2
2
2
1 nn2.a
l
• Inconvénient : raccordements très précis
donc coûteux
- conservation de la cohérence de la lumière
Fibre optique monomode
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L’atténuation et les pertes de la fibre optique
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Perte aux raccordements
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5
2
2
12
ON
naRC
3
2/3
21
75,220
c
Cnn
Rl
ll
C
cRR
RdB log10)(
Perte par courbure
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Fibre multimode
Fibre monomode
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6
t
Impulsion émise
e(t)
t
Impulsions reçues
Dtim
fibre à gradient d'indice
Dtim
fibre à saut d'indice
Dispersion intermodale
• Elargissement total d’impulsion :
Dt 2
im
2
c tt DD
Dispersion
chromatique
Dispersion
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7
D 1
2
11
n
n
c
nimt Fibre à saut d’indece
c
noptim
8
)(
2
1 DDt
Dispersion intermodale
Fibre à gradient d’indice
1
21 -
n
nnD
Avec
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8
Ps/kmDc (ps/nm/km)
l mm
40
20
0
-20
-40
1 1,2 1,4 1,6
Dispersion matériau
de la silice
ps/(nm. Km)
Dispersion chromatique :
entraîne un élargissement d’impulsion :
Dtch = Dch. Dl.L
Dispersion chromatique
Dch = DM + DGAvec
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Dc (ps/nm/km)
l mm
40
20
0
-20
-40
1 1,2 1,4 1,6
Dispersion
matériau DM
Fibre standard G652 : optimale à 1,3 mm
utilisable à 1,5 mm (liaisons pas trop longues)
Fibre à dispersion décalée(DSF) G653 nulle à 1,55 mm
Fibre NZ-DSF G655(non zero – dispersion shifted fiber)
Dispersion faible dans toute la 3ème fenêtre
Adaptée au WDM(mux. en longueur d’onde)
+ compensation optique de la dispersion
Pas adaptée au WDM
Dispersion chromatique
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10
10
Débit binaire et bilan de dispersion
débit binaire * longueur de fibre( BL):
lt DD GMc DD La dispersion chromatique en temps
Avec lD largeur spectrale de la source
MD Dispersion due au matériau
GD Dispersion due au guide
étant en ps/km et en nm, ces deux termes (DM
et DG)s’expriment
en ps/nm/km ctD
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cim ttt DDD
tD
2
1LB
: dispersion totale en temps d’une fibre multimodetD
EMETTEURS
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Diodes électro-luminescentes :
-
Emission dans la deuxième
ou troisième fenêtre
(suivant composition de la couche active)
InP
n
p
+
GaInAsP
première fenêtre
Couches de
Couche active
substrat
Emission dans la
confinement
GaAs
GaAlAs
p
n
+
-
GaAlAs
Photons émisPhotons émis
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Emission facearrière
Couches de
confinement
L
Isolant
Ruban Contact
conducteur
Couche active
GaAlAs
Contact
conducteur
Substrat
DIODES LASER
Amplificationsi J > Jth
courant
Asth SJI .
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0
1212 exp
T
TTTITI thth
T0 : coefficient de température, qui vaut environ 150°k pour GaAlAs, et 70°k
pour GaInAsP.
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LED LASER
Dl (nm) Wide (50-100) Narrow (0.5-5)
Po (mW) Low (1) High (5-20)
Coupling (dB) 10-13 0-1
BW (GHz) Small (0.01-0.1) Huge (0.5-2)
Cost Cheap Expensive
Hardware Easy Complex
Fiber Type Multimode Singlemode
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RECEPTEURS
Principe de la photodiode PIN
PhotonsCouche anti-reflets
Zone
d'absorption
Substrat
p+
i
n
R
VE
iS = S.P photocourant
S sensibilité de la photodiode (en A/W) = hq/hn
iD courant d'obscurité
trousélectrons
non dopée
(i = intrinsèque)
i = iS + iD
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- Sensibilité (S) psis .
Les caractéristiques d’une photodiode PIN
Le courant d’obscurité iD qui circule dans la jonction en l’absence
d’éclairement a des origines multiples : génération thermique dans la
zone
I, courant de fuite.
- Courant d’obscurité
Donc le courant totale dans la photodiode : Dipsi .
Di : ne dépend pas de la tension de polarisation, par contre pour quelques
composants, il augmente avec elle.
- Temps de réponse :
Le temps de réponse doit être très bref ( ). ns5,0
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Photodiodes à avalanche
Coefficient de multiplication (gain) (M)
m
BVV
M
1
1
avec typiquement 3<m’<6
Avec
V : la tension de polarisation.
DiPSMi ..
Courant d’obscurité
VB: tension de claquage (VB)
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20
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Dimensionnement ou la portée d’une liaison à fibre optique:
La puissance reçue
OAsystemexcess
PMsplicespliceconxconxtotalfibreer
GMPP
PMNNNLPP
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Débit binaire et bilan de dispersion
débit binaire * longueur de fibre( BL):
lt DD GMc DD La dispersion chromatique en temps
Avec lD largeur spectrale de la source
MD Dispersion due au matériau
GD Dispersion due au guide
étant en ps/km et en nm, ces deux termes (DM
et DG)s’expriment
en ps/nm/km ctD
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cim ttt DDD
tD
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: dispersion totale en temps d’une fibre multimodetD
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imtD La dispersion intermodale
D 1
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n
n
c
nimt
c
noptim
8
)(
2
1 DDt
Fibre à saut d’indice
Fibre à gradient d’indice