communications optiques a tres haut debit

CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET METIERS
CENTRE DE PARIS
DEPARTEMENT STIC
EXAMEN PROBATOIRE
SPECIALITE ELECTRONIQUE
Présenté par
Jérôme LAURENT
________________________________________
COMMUNICATIONS OPTIQUES
A TRES HAUT DEBIT
___________________________________
Soutenu le 3 décembre 2004, à Paris, devant le jury composé de :
M. Christian RUMELHARD (Pr. CNAM Paris)
M. Gérard HINCELIN (Pr. CNAM Paris)
M. Jean-Pierre TUAL (Pr. émérite CNAM Paris)
M. Pierre PROVENT (MC. CNAM Paris)

- 1 -
E
EX XA AM ME EN N P PR RO OB BA AT TO OI IR RE E
P
Pr ré és se en nt té é a au u
C
Co on ns se er rv va at to oi ir re e N Na at ti io on na al l d de es s A Ar rt ts s e et t M Mé ét ti ie er rs s d de e P Pa ar ri is s
D
Dé ép pa ar rt te em me en nt t S ST TI IC C
d
da an ns s l la a s sp pé éc ci ia al li it té é
E
EL LE EC CT TR RO ON NI IQ QU UE E
P
Pa ar r
J
Jé ér rô ôm me e L LA AU UR RE EN NT T
P Pl la an n
: :
¾ Synoptique des systèmes à transmission optique
¾ Les effets de la dispersion du milieu de transmission
¾ Les consequences des effets non-linéaires
¾ Techniques de multiplexages
¾ Modules d’émission : "Source"
¾ Modules de réception : "Détection"
¾ Amplificateurs optiques
¾ Probabilité d'erreur et codage du canal de transmission
¾ Quelques applications
Présenté le 3 décembre 2004
C
CO OM MM MU UN NI IC CA AT TI IO ON NS S O OP PT TI IQ QU UE ES S
A
A T TR RE ES S H HA AU UT T D DE EB BI IT T

- 2 -
R
Re em me er rc ci ie em me en nt ts s
C
Ce e r ra ap pp po or rt t f fa ai it t l le e p po oi in nt t, , s su ur r l l’ ’é ét ta at t d de e l l’ ’a ar rt t d de es s t té él lé éc co om mm mu un ni ic ca at ti io on ns s o op pt ti iq qu ue es s à à t tr rè ès s h ha au ut t d dé éb bi it t, , d da an ns s l le e
c
ca ad dr re e d de e l l’ ’o or ra al l p pr ro ob ba at to oi ir re e d du u d di ip pl lô ôm me e d d’ ’i in ng gé én ni ie eu ur r e en n é él le ec ct tr ro on ni iq qu ue e, , p pr ré ép pa ar ré é a au u C Co on ns se er rv va at to oi ir re e
N
Na at ti io on na al l d de es s A Ar rt ts s e et t M Mé ét ti ie er rs s d de e P Pa ar ri is s. .
I
Il l e es st t l le e f fr ru ui it t d de e s si ix x s se em ma ai in ne es s d de e « « t tr ra av va ai il l n no oc ct tu ur rn ne e » », , l le e n ne ez z p pl lo on ng gé é d da an ns s l le es s a ar rt ti ic cl le es s e et t o ou uv vr ra ag ge es s s su ur r
l
le e s su uj je et t, , l le es s y ye eu ux x r ri iv vé és s s su ur r l l’ ’é éc cr ra an n j ju us sq qu u' 'à à l la a j jo ou ue e p po os sé ée e g ge en nt ti im me en nt t u un ne e n nu ui it t d de e n no ov ve em mb br re e s su ur r l le e
c
cl la av vi ie er r, , a af fi in n d de e p po ou uv vo oi ir r y y g gr ra av ve er r A AZ ZE ER RT TY Y a av va an nt t d de e p pa ar rt ti ir r t tr ra av va ai il ll le er r. .
C
Ce e t tr ra av va ai il l a a p pu u ê êt tr re e f fi in na al li is sé é, , g gr râ âc ce e a au ux x d di if ff fé ér re en nt te es s d di is sc cu us ss si io on ns s s su ur r l le e s su uj je et t, , à à l la a c co on nt tr ri ib bu ut ti io on n e et t
l
l’ ’e en nc co ou ur ra ag ge em me en nt t d de e m ma a f fa am mi il ll le e, , d d’ ’a am mi i( (e e) )s s, , d de e c co ol ll lè èg gu ue es s d de e t tr ra av va ai il ls s, , d de e c co om mp pa ag gn no on ns s d de e g ga al lè èr re e d du u
C
CN NA AM M, , e et tc c. .
C
C’ ’e es st t p po ou ur rq qu uo oi i, , j je e t ti ie en ns s à à r re em me er rc ci ie er r p pa ar rt ti ic cu ul li iè èr re em me en nt t N Na ad di ia a, , B Be er rn na ar rd d, , Y Ya ac ci in ne e, , F Fr re ed do o, , J Je ea an n, , J Ji ia a, ,… …
E
En nc co or re e m me er rc ci i ! !

- 3 -
R
RE ES SU UM ME E
L
Le es s s si ig gn na au ux x o op pt ti iq qu ue es s o on nt t é ét té é r re ec co on nn nu us s c ca ap pa ab bl le es s d de e t tr ra an ns sm me et tt tr re e u un ne e c ce er rt ta ai in ne e i in nf fo or rm ma at ti io on n d de ep pu ui is s d de es s
é
ép po oq qu ue es s t tr rè ès s r re ec cu ul lé ée es s e et t u ut ti il li is sé és s d da an ns s c ce e b bu ut t : : c ci it to on ns s p pa ar r e ex xe em mp pl le es s l le es s s si ig gn na au ux x d de e f fu um mé ée e o ou u
l
l’ ’h hé él li io og gr ra ap ph he e à à m mi ir ro oi ir r d de e J Ju ul le es s L Le es se eu ur rr re e q qu ui i f fu ut t c co on ns st tr ru ui it t e en n 1 18 85 55 5 p po ou ur r é ét ta ab bl li ir r d de es s l li ia ai is so on ns s d da an ns s l le e
s
su ud d A Al lg gé ér ri ie en ns s : : u un n o ob bt tu ur ra at te eu ur r p pe er rm me et tt ta ai it t d d’ ’e en nv vo oy ye er r d de es s i im mp pu ul ls si io on ns s l lo on ng gu ue es s o ou u c co ou ur rt te es s d de e l lu um mi iè èr re e
s
so ol la ai ir re e, , e et t d de e t tr ra an ns sm me et tt tr re e a ai in ns si i u un n m me es ss sa ag ge e e en n c co od de e M Mo or rs se e. . M Ma ai is s l l’ ’i in nv ve en nt ti io on n d de e C Ch ha ap pp pe e e en n 1 17 79 91 1, ,
d
dé és si ig gn né ée e p pa ar r l le e t te er rm me e d de e t té él lé ég gr ra ap ph he e o op pt ti iq qu ue e, , f fu ut t r ré ée el ll le em me en nt t u un n s sy ys st tè èm me e d de e t tr ra an ns sm mi is ss si io on n à à g gr ra an nd de e
d
di is st ta an nc ce e, , e et t r re ep pr ré és se en nt ta a u un n p pr ro og gr rè ès s c co on ns si id dé ér ra ab bl le e p pa ar r r ra ap pp po or rt t a au ux x m mo oy ye en ns s e ex xi is st ta an nt ts s à à l l’ ’é ép po oq qu ue e. .
O
On n r re et tr ro ou uv ve e d do on nc c l le es s n no ot ti io on ns s d de e b ba as se e d de es s t tr ra an ns sm mi is ss si io on ns s o op pt ti iq qu ue es s a ac ct tu ue el ll le es s : :
-
- t tr ra an ns sm mi is ss si io on n d d’ ’i in nf fo or rm ma at ti io on n, ,
-
- c co od da ag ge e d de e l l’ ’i in nf fo or rm ma at ti io on n. .
P
Pe en nd da an nt t d de e n no om mb br re eu us se es s d dé éc ce en nn ni ie es s, , l le e c cu ui iv vr re e a a c co on ns st ti it tu ué é l le e m ma at té ér ri ia au u d de e b ba as se e q qu ui i a a p pe er rm mi is s d de e c co ou uv vr ri ir r
n
no ot tr re e p pl la an nè èt te e d d’ ’u un n v va as st te e r ré és se ea au u d de e t tr ra an ns sm mi is ss si io on n d de e l l’ ’i in nf fo or rm ma at ti io on n. . A A l l’ ’e ex xc ce ep pt ti io on n i im mp po or rt ta an nt te e d de es s
r
ré és se ea au ux x h he er rt tz zi ie en ns s, , d do on nt t l la a p pl la ac ce e s s’ ’e es st t é ét te en nd du ue e d da an ns s l le e t tr ro oi is si iè èm me e q qu ua ar rt t d du u X XX Xè
èm me e
s si iè èc cl le e à à l la a s su ui it te e d de e
d
dé év ve el lo op pp pe em me en nt t d de es s f fa ai is sc ce ea au ux x h he er rt tz zi ie en ns s c ce en nt ti im mé ét tr ri iq qu ue es s, , p pu ui is s d de es s t té él lé éc co om mm mu un ni ic ca at ti io on ns s p pa ar r s sa at te el ll li it te es s, ,
l
la a t tr ra an ns sm mi is ss si io on n é ét ta ai it t e en n g gé én né ér ra al l a as ss su ur ré ée e s so oi it t p pa ar r d de es s l li ig gn ne es s b bi if fi il la ai ir re es s, , s so oi it t p pa ar r d de es s c câ âb bl le es s c co oa ax xi ia au ux x. .
L
L’ ’i in nv ve en nt ti io on n d du u l la as se er r e en n 1 19 96 60 0 a a o ou uv ve er rt t l la a v vo oi ie e à à u un ne e a au ut tr re e s so ol lu ut ti io on n, , c ce el ll le e d de es s t té él lé éc co om mm mu un ni ic ca at ti io on ns s
o
op pt ti iq qu ue es s, , q qu ui i s se em mb bl la ai it t o of ff fr ri ir r u un ne e c ca ap pa ac ci it té é d de e t tr ra an ns sm mi is ss si io on n q qu ua as si i- -i il ll li im mi it té ée e. . D De e n no om mb br re eu ux x l la ab bo or ra at to oi ir re es s, ,
c
co om mm me e l le e C CN NE ET T, , c ce en nt tr re e d de e r re ec ch he er rc ch he e d de e F Fr ra an nc ce e T Té él lé éc co om m, , s se e s so on nt t a au us ss si it tô ôt t l la an nc cé és s d da an ns s l l’ ’a av ve en nt tu ur re e
a
au ux x p pe er rs sp pe ec ct ti iv ve es s p pr ro om me et tt te eu us se e, , m ma ai is s e en nc co or re e f fl lo ou ue es s e et t s se em mé ée es s d de e d dé éf fi is s à à r re el le ev ve er r, , p po ou ur r f fa ai ir re e d de e c ce e r rê êv ve e
u
un ne e r ré éa al li it té é. .
«
« … …E En nf fi in n, , c co on ns si id dé ér re ez z q qu ue e l le es s r ra ay yo on ns s c ce e d dé ét to ou ur rn ne en nt t a au us ss si i, , e en n m mê êm me e f fa aç ço on n q qu u’ ’i il l a a é ét té é d di it t
d
d’ ’u un ne e b ba al ll le e q qu ua an nd d i il ls s r re en nc co on nt tr re en nt t o ob bl li iq qu ue em me en nt t l la a s su up pe er rf fi ic ci ie e d d’ ’u un n c co or rp ps s t tr ra an ns sp pa ar re en nt t, ,
p
pa ar r l le eq qu ue el l i il ls s p pé én nè èt tr re en nt t p pl lu us s o ou u m mo oi in ns s f fa ac ci il le em me en nt t q qu ue e p pa ar r c ce el lu ui i d d’ ’o où ù i il ls s v vi ie en nn ne en nt t, , e et t c ce et tt te e
f
fa aç ço on n d de e s se e d dé ét to ou ur rn ne er r s s’ ’a ap pp pe el ll le e e en n e eu ux x R RE EF FR RA AC CT TI IO ON N » »
R
Re en né é D DE ES SC CA AR RT TE ES S, , 1 15 59 96 6- -1 16 65 50 0
D
Di is sc co ou ur rs s p pr re em mi ie er r : : d de e l la a l lu um mi iè èr re e
Œ
Œu uv vr re e p ph hi il lo os so op ph hi iq qu ue e : : « « L La a D Di io op pt tr ri iq qu ue e » » ( (1 16 63 37 7) )