Annales-TRoptique

Universit de Sousse

Ecole Suprieure des Sciences et Technologie

De Hammam Sousse

Annales des exercices et examens

Transmission optique

Propos par DR. Hichem Mrabet

Maitre-assistant en tlcommunications

Juillet 2015

ESST-HS Page 2

Le TD 1 contient les notions suivantes :

- Indice de rfraction dun milieu,

- Loi de Snell-Descartes,

- Ouverture numrique dune fibre optique,

- Principe de rflexion totale,

- Calcul du temps de transmission dans une fibre optique saut dindice.

Le TD 2 comprend les notions suivantes :

- Caractristique dune fibre optique multimode gradient dindice,

- Dterminer le rgime dune fibre optique en utilisant la frquence

normalise (rduite),

- Calcul du nombre de mode qui se propage dans une fibre optique,

- Calcul de la puissance optique la sortie de la fibre optique.

Le TD 3 inclut les notions suivantes :

- Calcul de llargissement temporel du la dispersion chromatique,

- Calcul de llargissement temporel du la dispersion intermodale,

- Calcul de la bande passante dune fibre optique,

- Caractrisation des metteurs (Laser DFB, Laser Fabry-Prot) et des

rcepteurs optiques (PIN).

Le TD 4 introduit les notions suivantes :

- Calcul de bilan dune liaison optique,

- Calcul de la porte dune liaison optique,

- Calcul du dbit binaire dune liaison optique,

- Calcul de la bande passante kilomtrique dune fibre optique.

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2-STIC T.D. 1 Transmission optique A.U 2014/2015

EXERCICE 1 Le tableau ci-contre donne les longueurs donde, dans le vide, de deux radiations monochromatiques et les indices correspondants pour deux types de verre diffrents.

1) Calculer les frquences de ces ondes lumineuses. Dpendent-elles de lindice du milieu ? On prendra C = 2,998.108 m.s1. 2) Calculer les clrits et les longueurs donde de la radiation rouge dans les deux verres. 3) a) Un rayon de lumire blanche arrive sur un dioptre plan air-verre, sous lincidence i= 60. Lindice de lair est pris gal 1. Rappeler les lois de Descartes relatives la rfraction de la lumire. b) Calculer langle que fait le rayon bleu avec le rayon rouge pour un verre crown, puis pour un verre flint. Faire une figure. c) Quel est le verre le plus dispersif ?

EXERCICE 2 Un rayon lumineux se propage en ligne droite dans un milieu dindice n1 = 1,33. Ce rayon pntre, travers une surface de sparation plane, dans un deuxime milieu dindice n2= 1,5. Langle dincidence est i1 = 30. 1-Calculer langle rfract i2 et faire un schma. 2- Calculer langle minimum de rflexion totale lorsque le rayon se propage du milieu 2 vers le milieu 1 (faire un schma).

EXERCICE 3 a)Dmontrer lexpression de louverture numrique dune fibre saut dindice, dindice de cur (nc) et dindice de gaine (ng) en utilisant la loi de Descartes en deux points de la fibre : O.N=sin0=( nc2-ng2)1/2 b) Calculer louverture numrique de cette fibre dont le cur a pour indice nc=1.5 et la gaine ng=1.4. c) Un rayon qui frappe la face dentre dune telle fibre avec un angle dincidence de 40o : est ce que cest un rayon guid dans la fibre ou un rayon rfract?

EXERCICE 4 La propagation dun rayon lumineux laide dune fibre optique saut dindice peut tre schmatise par la figure ci-dessous :

On donne : n0 = 1,2 Longueur de la fibre : L=2 km, n1=1,85 et n2=1,5. 1. Calculer langle minimal i1R qui permet la rflexion totale du rayon dans la fibre. 2. Calculer langle maximal 0MAX qui autorise la propagation du signal dans la fibre. 3. Pour le mode de propagation en ligne droite sans rflexions, calculer le temps de transmission

dune information dans cette fibre (t1).

n0 n2

n1

0

i1

i1 Cur

Gaine

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2-STIC T.D. 2 Transmission optique A.U 2014/2015

EXERCICE 1 Une fibre multimode gradient d'indice a un cur dont l'indice possde un profil parabolique :

- n1 est la valeur de l'indice sur l'axe de rvolution de la fibre, (r = 0) ; - n(r) est la valeur de l'indice la distance r de l'axe ; - n2 = n(a) est la valeur constante de l'indice de la gaine ; - a est le rayon du cur ; - est la diffrence relative d'indice. On donne : -= 10-2 - n1 = 1,445 - 2a = 62,5 m

Pour une telle fibre, on dfinit lO.N locale :

pour chaque valeur de (r), distance par rapport laxe du point dimpact du rayon incident sur linterface air-cur.

1. Exprimer ON(r) en fonction de r, n1, et a. 2. Calculer l'ouverture numrique maximale ONmax. 3. En utilisant la formule d'approximation : (1 + )n (1 + n ) si est trs petit. Exprimer

ON(r) en fonction de ONmax, r et a. 4. En dduire la valeur maximale de l'angle d'acceptance 0 max. 5. Que vaut l'angle d'acceptance pour des rayons entrants r = a/2 de l'axe de la fibre ?

EXERCICE 2 Une fibre saut d'indice possde les caractristiques suivantes : indice du cur : n1 = 1,5 ; indice de la gaine : n2 = 1,495 et le diamtre du cur : 2a=9m.

1. Calculer l'angle maximal d'admission 0max, ou angle d'acceptance de la fibre, dans le cas o le milieu externe est l'air.

2. Donner lexpression de l'angle maximal d'admission 0max, ou angle d'acceptance de la fibre, dans le cas o le milieu externe est un liquide dindice n. (on donnera lexpression en fonction de n).

3. Est-ce que le milieu externe influe sur louverture Numrique ? Expliquer. 4. Calculer la frquence normalise de cette fibre dans le cas de la question (1) aux longueurs

donde de 1.3m et de 1.55m. 5. Donner la limite des domaines monomodes et multimodes pour les deux longueurs donde en

fonction de lindice n du milieu extrieur, (cas de la question 2.).

EXERCICE 3 On se donne une fibre optique (dans lair), dun cur a=5m, dindice de cur n1=1,5 et dindice de gaine n2=1,4. Une tude sur cette fibre a donn une frquence rduite (normalise) V=10,91.

1. Donner le rgime de la fibre optique. 2. Calculer la longueur donde dinjection.

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3. Quel est le nombre de modes qui se propagent dans la fibre optique.

EXERCICE 4

Les caractristiques dune fibre optique multimode gradient dindice sont : -Bande passante : 500MHz.km -Affaiblissement : 5 dB / km -La longueur de la fibre est L = 500m. 1- On dsire transporter une information numrique provenant du codage dun signal analogique. Calculer la frquence maximale du signal analogique si on veut rcuprer toute linformation aprs transmission.

2- La fibre transporte maintenant un signal analogique dune puissance de 250mW lentre de la fibre. Calculer la puissance du signal optique en sortie du dispositif.

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2-STIC T.D 3 Transmission optique A.U 2014/2015

EXERCICE 1 Une liaison optique de longueur 6 km utilisant une fibre multimode saut d'indice ayant un indice de rfraction du cur gal 1,5.

1. Dmontrer que la dispersion intermodale due la diffrence de retard entre le mode le plus lent et le mode le plus rapide la sortie de la fibre est gale =

(

)

2. Calculer lorsque

= 1% 3. Quel est le dbit binaire maximum qui peut tre obtenue sans erreurs importantes sur

le lien en supposant quil y a seulement la dispersion intermodale; 4. Calculer le produit de la largeur de bande de longueur correspondant (3).

EXERCICE 2 Une fibre multimode gradient d'indice prsente un largissement d'impulsion totale de 0,1 s sur une distance de 15 km. On demande destimater: (a) La bande passante maximale possible sur le lien en supposant qu'il ny a aucune interfrence entre symboles; (b) La dispersion d'impulsions par unit de longueur; (c) Le produit de la largeur de bande fois longueur de la fibre.

EXERCICE 3 Une diode laser cavit de Fabry Prot est caractrise par une longueur donde centrale gale 1300nm, un indice du matriau gal n=3.5 et une longueur L=0.5mm. On demande lespace entre les modes longitudinaux ainsi que leur nombre total sachant que la largeur spectrale de la diode laser est gale 5nm.

EXERCICE 4

Une photodiode a une sensibilit de 0,65A/W 0,9m lorsquelle est polarise en inverse par une tension de 20V. Calculer le courant lectrique fourni par la diode si sa surface reoit un flux nergtique de 5W. Quel est son rendement quantique?

EXERCICE 5

On considre une liaison optique constitue dun laser DFB caractris par un indice gal n=3.5 et une largeur spectrale gale =0.1nm, dune fibre monomode de longueur 20km caractrise par un coefficient dattnuation gale =0.3db/km et une photodiode de type PIN de sensibilit S=0,65A/W. 1. Calculer la longueur donde dmission de la source laser sachant que le pas du rseau de

diffraction est gal 0,221m. 2. En dduire llargissement temporel des impulsions du la dispersion chromatique sachant

que le coefficient de la dispersion chromatique de la fibre est gal Dc=3.5ps/(nmkm) 1,3m et gal Dc=17ps/(nmkm) 1,55m.

3. Calculer lattnuation totale de la fibre monomode employe. 4. Calculer le rendement quantique de la photodiode sachant que la constante de Planck

h=6.610-34m2kg/s, la charge de llectron q=1,610-19C et la vitesse de la lumire dans le vide C=3.108m/s.

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2-STIC T.D 4 Transmission optique A.U 2014/2015

EXERCICE 1

Un oprateur de tlcommunication veut connecter 64 abonns sur un rseau optique passif(PON) en utilisant des coupleurs 14 en cascade. Lmetteur est une diode laser de type Fabry Prot couplant une puissance moyenne de 6mW dans la fibre avec une largeur spectrale gale 5nm. La diode laser de type Fabry Prot possde un pourcentage de couplage dans la fibre gal 50%. La fibre optique monomode G.652 employe est de dispersion chromatique D=3.5ps/(km.nm) 1.3m et possde une attnuation linique gale 2.5dB/km. Il y a un connecteur de perte gale 1dB entre les diffrents composants de la liaison optique. Le coupleur 14 prsente une perte de lordre de 3dB. On suppose que les coupleurs 14 en cascade sont relis travers une fibre optique monomode G.652. Le dernier coupleur 14 de la liaison est reli lunit optique du rseau(ONU) travers une fibre optique monomode G.652. Le rcepteur est une photodiode PIN caractrise par une sensibilit gale 0.5A/W et un niveau minimum de dtection gal -64dBm. 1) Donner un schma de lensemble de la liaison du systme. 2) Quel est le nombre total de coupleurs 14 ncessaires pour cette liaison ? 3) Quel est le nombre total de connecteurs ncessaires pour cette liaison ? 4) Calculer la puissance moyenne couple dans la fibre en dBm. 5) Etablir le bilan de liaison du systme sachant quon ajoute une marge gale 6dB. 6) Calculer la porte de la liaison du systme. 7) En dduire le dbit binaire de la liaison du systme.

EXERCICE 2

Soit le systme WDM optique form par 4 metteurs, un multiplexeur (MUX), une fibre optique monomode, un dmultiplexeur (DEMUX) et 4 rcepteurs reprsenter par le schma suivant :

Sachant quil y a un connecteur entre lmetteur et le multiplexeur, entre le multiplexeur et la fibre optique, entre la fibre optique et le dmultiplexeur et entre le dmultiplexeur et le rcepteur. Le connecteur introduit une perte de 0.5dB. Lmetteur est une diode laser qui fournit une puissance moyenne Pe=20mW et possde une largeur spectrale gale 0.1nm. Le multiplexeur et le dmultiplexeur introduisent chacun une perte gale 3 dB.

E1

E2

E3

E4 R4

R3

R2

R1

Fibre optique MUX

DEMUX

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Le rcepteur est une photodiode PIN de puissance moyenne de rception gale -64 dBm pour un taux derreur TEB=10-9.

1. Quelle est lutilit de multiplexeur (MUX) et de dmultiplexeur (DEMUX) dans le systme WDM optique.

2. Etablir le bilan de liaison sachant quon ajoute une marge de 4 dB. 3. Donner la porte de cette liaison sachant que la fibre utilise possde un coefficient

dattnuation linique km/dB5.0= . 4. Calculer llargissement temporel des impulsions et en dduire le dbit binaire de la

liaison optique sachant que la fibre optique possde un coefficient de dispersion chromatique D=17ps/(km.nm) m5.1 .

5. Quelle solution proposez-vous pour atteindre une porte gale 300km avec le mme taux derreur binaire? Donner le nouveau schma de la liaison optique.

EXERCICE 3

On transmet un signal numrique 155Mbit/s, sur une fibre optique multimode 62.5/125 (=0.9dB/km) aux spcifications de lUIT (Union Internationale des Tlcommunications). La longueur donde est de 1.3 m et on utilise :

- une DEL couplant 50 W crte dans la fibre optique ; - des connecteurs de perte unitaire 0.5dB ; - un rcepteur de puissance quivalente de 3pW/ Hz .

1. Calculer la puissance moyenne dmission et de rception. 2. Etablir le bilan de liaison et calculer la distance quil est possible de couvrir pour une probabilit derreur de 10-9 avec une marge de 3dB. 3. Prciser si cette distance est limite par lattnuation ou par la dispersion.

EXERCICE 4

1. Quelle puissance optique moyenne faut-il pour recevoir un signal 622 Mbit/s en code NRZ, avec une probabilit derreur de 10-10, et un rcepteur dont la PEB (Puissance Equivalente de Bruit) est de 5pW/ Hz ? 2. Quelle distance peut-on parcourir sur une fibre monomode standard 1.3 m ( =0.42dB/km) avec la source une diode laser de puissance crte 1mW, en prenant une marge de 3dB ? On utilise des connecteurs de 0.2dB dattnuation entre le laser et la fibre et la fibre et le rcepteur optique dautre part. 3. Risque-t-on dtre limit par la dispersion chromatique.

N.B : On donne les valeurs numriques qui lient le facteur Q et la probabilit derreur (PE). Q 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.4 PE 3.10-7 10-7 3.10-8 10-8 3.10-9 10-9 10-10

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Enseignant H. Mrabet Devoir surveill Mars 2013

2-STIC Transmission optique Dure 1H00

N.B : La clart des rponses sera prise en considration. EXERCICE 1

1. Dmontrer lexpression de louverture numrique dune fibre dindice de cur ncoeur et dindice de gaine ngaine.

2. Calculer louverture numrique dune fibre dont le cur a pour indice 1.5 et la gaine 1.4.

3. Un rayon qui frappe la face dentre dune telle fibre avec un angle dincidence de 40 peut-il tre guid dans la fibre? Que devient-il ?

4. Dmontrer lexpression de louverture numrique dune fibre saut dindice en fonction de lindice de cur et de la diffrence relative dindice .

5. Quelle est louverture numrique dune fibre ayant pour diffrence relative dindice de 1% et un cur dindice ncoeur=1.45.

EXERCICE 2

1. Complter le tableau suivant :

Interface optique dmission

Longueur donde dmission()

Largeur spectrale ()

Applications

LED Laser Fabry-Prot Laser DFB VCSEL

2. Une photodiode PIN a une sensibilit de 0,65A/W 0.9m lorsquelle est polarise en inverse par une tension de 20V.

a) Calculer le courant fourni par la diode si sa surface reoit un flux nergtique de 5W (puissance optique).

b) Quel est son rendement quantique?

N.B : On donne les constantes suivantes : La constante de Planck est h=6,6210-34J.s et la charge de llectron q=1,610-19C.

EXERCICE 3

On se donne une fibre optique (dans lair), dun cur a=5m, dindice de cur n1=1,5 et dindice de gaine n2=1,4. Une tude sur cette fibre a donn une frquence rduite (normalise) V=10,91.

1. Donner le rgime de la fibre optique. 2. Calculer la longueur donde dinjection. 3. Quel est le nombre de modes qui se propagent dans la fibre optique.

Bon travail

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Enseignant H. Mrabet Examen Transmission optique Mai 2013

2-STIC (Session principale) Dure 1H30

EXERCICE 1

1. Quel est le phnomne de dispersion qui caractrise les fibres optiques multimodes. Quel type de fibre multimode qui minimise cette dispersion ? Justifier la rponse.

2. Donner le schma de liaison dun systme optique multiplex en longueur donde(WDM).

3. Donner la relation qui relie la puissance moyenne de rception Pmr et le Q factor. Expliquer la signification de tous les termes.

EXERCICE 2 On considre une liaison optique constitue dun laser DFB caractris par un indice gal n=3.5 et une largeur spectrale gale =0.1nm, dune fibre monomode de longueur 20km caractrise par un coefficient dattnuation gale =0.3db/km et une photodiode de type PIN de sensibilit S=0,65A/W. 1. Calculer la longueur donde dmission de la source laser sachant que le pas du rseau de diffraction est gal 0,221m. 2. En dduire llargissement temporel des impulsions du la dispersion chromatique sachant que le coefficient de la dispersion chromatique de la fibre est gal D=3.5ps/(nmkm) 1,3m et gal D=17ps/(nmkm) 1,55m. 3. Calculer lattnuation totale de la fibre monomode employe. EXERCICE 3 On considre un rseau optique passif(PON) compos de 64 abonns en utilisant des coupleurs 14 en cascade. Lmetteur est une diode laser de type Fabry Prot couplant une puissance crte de 6mW dans la fibre avec une largeur spectrale gale 5nm. La diode laser de type Fabry Prot possde un pourcentage de couplage dans la fibre gal 50%. La fibre optique monomode G.652 employe est de dispersion chromatique D=3.5ps/(km.nm) 1.3m et possde une attnuation linique gale 2.5dB/km. Il y a un connecteur de perte gale 1dB entre les diffrents composants de la liaison optique. Le coupleur 14 prsente une perte de lordre de 3dB. On suppose que les coupleurs 14 en cascade sont relis travers une fibre optique monomode G.652. Le dernier coupleur 14 de la liaison est reli lunit optique du rseau(ONU) travers une fibre optique monomode G.652. Le rcepteur est une photodiode PIN caractrise par une sensibilit gale 0.5A/W et un niveau minimum de dtection gal -64dBm. 1) Donner un schma de lensemble de la liaison du systme PON. 2) Quel est le nombre total de coupleurs 14 ncessaires pour cette liaison ? 3) Quel est le nombre total de connecteurs ncessaires pour cette liaison ? 4) Calculer lespacement entre les modes longitudinaux(raies) ainsi que leur nombre total de la diode laser Fabry Prot sachant quil est caractris par une longueur donde centrale gale 1.3m, un indice de matriau : n=3.5 (on fera n=N, indice de groupe) et une longueur L=0.5mm. 5) Calculer la puissance moyenne couple dans la fibre en dBm. 6) Etablir le bilan de liaison du systme PON sachant quon ajoute une marge gale 6dB. 7) Calculer la porte de la liaison du systme PON. 8) En dduire la bande passante de la liaison du systme PON. Bon travail

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EXERCICE 1 (8 points) 1. Donner le schma qui contient les lments dun systme sur fibre optique.

Expliquer le rle de chaque lment. 2. Citer les quatre familles de liaison optique utilises dans les rseaux LANs et

MANs (metteurs optique, type de fibre et longueur donde dmission) 3. Quelles sont les applications de la fibre optique monomode standard? 4. Pourquoi dans la transmission optique, il y a trois fentres de transmission? citer

les longueurs donde utilises pour chaque fentre. 5. Enumrer les tapes de fabrication dune fibre optique.

EXERCICE 2 (6points) On veut utiliser 1.55 m une fibre optique qui doit tre monomode partir de 1.2 m et

ayant les caractristiques suivantes : n1=1.47 : indice du cur et 7.2= 10-3 : diffrence relative dindice.

1. Calculer le rayon du cur de la fibre. 2. Calculer la frquence normalise de cette fibre. 3. En dduire le nombre de modes qui se propagent dans cette fibre.

EXERCICE 3 (6points) On considre une fibre optique saut dindice, forme dun cur cylindrique daxe (Oz), de rayon a, dindice uniforme n1, entour dune gaine daxe (Oz), de rayon extrieur b, et dindice n2 < n1. Le milieu extrieur est lair. Un rayon pntre dans la fibre avec une incidence (voir figure ci-contre).

1) Montrer que le rayon lumineux est guid dans le cur (cest--dire quil nen sort pas) si langle i est suprieur une valeur critique ic, que lon exprimera en fonction de n1 et n2. Calculer ic, pour n1 = 1,456 (silice) et n2 = 1,410 (silicone). 2) Exprimer, en fonction de n1 et n2, langle limite 0 dincidence du rayon sur la face dentre de la fibre optique, correspondant une propagation possible dans la fibre. 3) On dfinit louverture numrique dune fibre par la grandeur O.N.= n0.sin0, o n0 = 1, ici (air). Calculer louverture numrique de la fibre en silice/silicone. 4) La fibre optique est maintenant coude. Expliquer en utilisant un schma pourquoi une partie des rayons guids dans la tranche rectiligne ne le sont plus dans la partie coude.

Bon travail

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Enseignant H. Mrabet Examen transmission optique Mai 2014


EXERCICE 1 (6 points)

On transmet un signal numrique 155Mbit/s, sur une fibre optique multimode 62.5/125 (=0.9dB/km) aux spcifications de lUIT (Union Internationale des Tlcommunications). La longueur donde est de 1.3 m et on utilise :

- une DEL couplant 50 W crte dans la fibre optique ; - des connecteurs de perte unitaire 0.5dB ; - un rcepteur de puissance quivalente de 3pW/ Hz .

1. Calculer la puissance moyenne dmission et de rception. 2. Etablir le bilan de liaison et calculer la distance quil est possible de couvrir pour une probabilit derreur de 10-9 avec une marge de 3dB. 3. Prciser si cette distance est limite par lattnuation ou par la dispersion. EXERCICE 2 (6points)

- Complter le tableau suivant :

Fentre Premire Deuxime

Troisime

Emetteur Type de fibre Rcepteur Application

- Donner le schma dune liaison de diffusion vido GPON (Gigabit Passive Optical Network). Expliquer lutilit de chaque composant optique.

EXERCICE 3 (8points) Un signal numrique utilis 50Mbit/s (code bloc 4B5B) pour la liaison descendante et 10Mbit/s (Code de Manchester) pour la liaison montante doit tre transmit travers 4km entre un terminal et le rseau. Pour ce faire, les composants suivants sont utiliss: Fibres optiques 62.5/125; LED 1.3m couplant une puissance crte 50W dans la fibre optique; LED 0.85m couplant une puissance crte 40W dans la fibre optique; Connecteurs avec perte de 0.5dB lunit; Photodiode de Silicium(Si) avec une PEB de 4pW/Hz et une probabilit derreur 10-9 ; Photodiode de Germanium(GaInAs) avec une PEB de 3pW/Hzet une probabilit derreur 10-9; Multiplexeurs en longueurs sparant les deux fentres, avec perte de 0.5dB la longueur donde dmission.

1. Avec laide de bilan de liaison, comparer la solution utilisant une seule fibre optique et la solution utilisant une fibre par direction sachant quon prvoit une marge de 3dB. Dans chaque cas, spcifier les composants utiliss et proposer un schma de la liaison.

2. Vrifier que la liaison nest pas limite par la dispersion (en prcisant quelle est la dispersion dominante) sachant que les diodes LED possdent une largeur spectrale de 50nm et la dispersion chromatique de la fibre est approximativement 100ps/km/nm 0.85m.

3. A votre avis quelle est la meilleure solution? Pourquoi?

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22. gc nnNO =



EXERCICE 1 (6points)

a) Expliquer par un schma la propagation dun rayon incident dans les cas suivants : 1. Fibre optique multimode saut dindice, 2. Fibre optique multimode gradient dindice, 3. Fibre optique monomode saut dindice. b) Expliquer la technique de modulation dune transmission numrique sur fibre optique.

EXERCICE 2 (6 points) Complter le tableau de familles de liaisons optiques suivant :

Famille Rseaux locaux Rseaux locaux Haut dbit

Rseaux Mtropolitains

Rseaux Etendus

Longueur donde dmission

Emetteur optique

Type de fibre

EXERCICE 3 (8points) Une fibre saut d'indice plonge dans l'air n0 = 1 est forme d'une gaine d'indice ng entourant un cur d'indice nc.

1) Tracer la trajectoire dun rayon incident ayant un angle dincidence de 30 si lindice de cur vaut 1.45 et lindice de gaine vaut 1.44 ?

2) Quelle relation doivent vrifier ng, nc et i pour qu'un rayon entrant dans la fibre avec un angle d'incidence se propage dans le cur de la fibre ?

3) On dfinit l'ouverture numrique de la fibre par : a) Calculer lindice de gaine sachant que : nc = 1,5 et que O.N = nc 10-1 ? b) Dterminer dans ce cas la valeur maximale de l'angle d'incidence pour qu'il y ait

transmission du rayon ? Bon travail

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Enseignant H. Mrabet Examen transmission optique Mai 2015


EXERCICE 1 (8 points) 1. Complter le tableau des metteurs optiques suivant : Emetteur DEL VCSEL Fabry-Prot DFB

Puissance couple

Spectre

Utilisations

2. Donner le principe de fonctionnement dun rseau de Bragg, ainsi que les domaines dapplications de ce composant optique.

EXERCICE 2 (12points) Pour raliser une liaison de 12km par fibres optiques entre ordinateurs avec un dbit minimum exig de 2 Mbits/s et un taux derreur admis de 10-8, vous disposez du choix des composants suivants: Fibres optiques: - fibre saut dindice(FSI): diamtre de cur 200mm, bande passante 100MHz pour 100m, attnuation 5dB/km, livre par rouleaux de 1 km. - fibre gradient dindice(FGI): diamtre de cur 50mm, bande passante 100MHz pour 1km, attnuation 3dB/km, livre par rouleaux de 1 km. Emetteurs: - LED: puissance moyenne dmission 1mW, bande passante 60MHz, perte de couplage -17 dB. - LASER: puissance moyenne dmission 10mW, bande passante 600MHz, perte de couplage -3dB. Dtecteurs: - Photodiode PIN: sensibilit 0.5 A/W, bande passante 1GHz. Niveau minimum de dtection 2 Mbits/s avec taux derreur 10-8: -52 dBm. - Photodiode PPPN: sensibilit 50 A/W, bande passante 1GHz. Niveau minimum de dtection 2 Mbits/s avec taux derreur 10-8: -64 dBm. Connectique: - Connecteur lmetteur: pertes de 1 dB. - Connecteur au rcepteur: pertes de 1 dB. - Epissure par soudage: pertes de 0.3dB. On dsire comparer les deux solutions suivantes : Premire solution : LASER+FGI+PIN. Deuxime solution : LED+FGI+PPPN.

1. Donner un schma de liaison optique pour les deux solutions. 2. tablir le bilan de liaison pour chaque solution sachant quon ajoute une marge de

2dB. 3. Comparer les deux solutions en termes dattnuation disponible.

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Bibliographie

Faouzi Bahloul, Cours fibres optiques. 2007

Pierre Lecoy, Tlcoms sur fibres optiques, Edition Hermes. 2008

John M. Senior, Optical Fiber Communications Principles and Practice,

Third Edition. 2009

G.P Agrawal, Fiber optic communication systems, Wiley Edition. 2010

Hichem Mrabet, Cours systme daccs optique.

https://www.academia.edu/8218545/support_de_cours_et_T.D._syst%C

3%A8me_dacc%C3%A8s_optique, Isetcom. 2011

Y. Jaouen, Systmes de communications optiques.

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