Cours Fibre Optique

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  • 1. Cours MRIM:Etude des supports de transmission la fibre optique http://krimo666.mylivepage.com/
  • 2. 1 - GnralitsLa lumire est une onde lectromagntique, de longueur donde , qui sepropage dans un milieu transparent et isolant (dilectrique). Avec : = c . T ou encore: =c/fo c est la clrit et vaut approximativement 3.108 m/s dans le vide oulair; f est la frquence en Hz. http://krimo666.mylivepage.com/
  • 3. Spectre de la lumire f Hz 20 3.10 La lumire visible nest quune 3.1019 petite partie de ce quon appelle 3.1018 le spectre lectromagntique. 3.1017 3.1016 3.1015 Dans le domaine des radiations 3.1014 visibles, le spectre stend du 3.1013 violet au rouge, ce qui correspond dans lair ou dans le 3.1012 3.1011 vide aux longueurs donde comprises entre 400 et 700 nm. 3.1010 3.109 3.108 La communication par fibre 3.107 optique utilise les longueurs 3.106 d onde comprises entre 800 et 1600 nm, dans le domaine de l infrarouge.http://krimo666.mylivepage.com/
  • 4. Indice optique dun milieu isolant et transparent: l indice de rfraction Lindice optique "n", ou indice de rfraction dune substance, est donn par le rapport de la clrit de la lumire dans le vide la clrit de la lumire dans le milieu considr : c n= v Indice de rfraction de quelques milieux matriels Air Eau Huile Verre Crown Verre Flint CarboneOxyde de titane1,0002 1,333 1,5 1,517 1,655 2,4172,76 http://krimo666.mylivepage.com/
  • 5. 2 - Caractristiques dune fibre optique L me ou le cur est la rgion de la fibre dans laquelle se propage la lumire. Dans ce milieu, l indice de rfraction n1 y est le plus lev. La gaine optique est un milieu d indice n2 lgrement plus faible, qui se comporte ainsi comme un miroir rflchissant pour la lumire l interface cur-gaine. Le revtement est une couche de plastique qui entoure la fibre optique pour la renforcer, elle aide absorber les chocs et permet une protection complmentaire contre des courbures excessives. Larmature en fibres permet de protger le cur contre les forces dcrasement et les tensions mcaniques excessives lors de linstallation. La gaine extrieure complte la protection mcanique du cur, elle est gnralement de couleur orange, certains types prsentent des couleurs noire ou jaune. http://krimo666.mylivepage.com/
  • 6. Ouverture numrique dune fibre optique Louverture numrique caractrise langle maximum 0 que peut faire le faisceau pour assurer sa propagation dans la fibre optique. n12 n2 2 O.N = sin( 0 ) = n0 Au del de cette limite, les rayons sont dvis dans la gaine et finissent par disparatre.Cours MRIM: La fibre optique Une grande O.N permet d injecter une grande quantit de lumire issue dune source assez divergente (diode DEL). Une petite O.N n autorise que l injection d un faisceau lumineux issue d une source trs directive (LASER) http://krimo666.mylivepage.com/
  • 7. c L L.n1 Vg max i = t min = = n1 Vg max i c n2 L L.n12 Vg min i = c. 2 t max = = L n1 Vg min i c.n2 Vitesse de groupe de londe Cest la rapidit avec laquelle lnergie lumineuse se propage dune extrmit lautre du guide donde. Diffrence relative des indices de rfraction (donne fabricant) n n 1 2 , pour n1 n2 n1 n n Remarque: sexprime en %, soit : % 1 2 .100 , en gnral: % < 1% n1 Paramtre de dispersion intermodale Un mode de propagation correspond un rayon lumineux possdant une inclinaison donne. t reprsente lcart de temps entre le mode le plus rapide et le plus lent. L.n1.(n1 n2 ) L.n1. t = t = soit c c.n2 http://krimo666.mylivepage.com/
  • 8. Produit Bande Passante*Longueur 1 On montre que la bande passante dune fibre scrit : B.P = 2.t c c Soit: B.P = B.P L = = constante n n 2.L.n1. 1 1 2.n1. 1 1 n2 n 2 Ce produit tant constant, lusage veut quon exprime la bande passante en MHz km. Dispersion intermodale A lentre de la fibre optique, on envoie une impulsion lumineuse infiniment troite (Dirac). Cette impulsion excite tous les modes de propagation de la fibre. A la sortie de la fibre, on constate que limpulsion sest largie dans le domaine temporel: Cest le phnomne de dispersion intermodale. Entre de la fibre Sortie de la fibre mode + rapide mode + lent t Tp Tp+Tb Tp+2Tb t 0 Tb 2TbCours MRIM: La fibre optique 1 0 1 1 0 1 Si la dure Tb sparant 2 impulsions est trop brve, les signaux se recouvrent en sortie rendant le dcodage impossible. (Interfrence Inter Symbole ou I.I.S.) Il faut diminuer la frquence du signal numrique. Le phnomne de dispersion modale se traduit par une limitation de la bande passante du guide donde. http://krimo666.mylivepage.com/
  • 9. Attnuation linique Lorsquon