Principes et potentialités des technologies optiques Principes et

Principes et potentialités
des technologies
optiques
Tutoriel du 2 décembre 2008
Philippe GALLION,
Professeur à TELECOM ParisTech
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Principes et potentialités
des technologies optiques
Les fibres optiques et la bande passante
La dispersion et le débit
Les fonctions
La couleur
Les topologies

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Principes et potentialités
des technologies optiques
Les fibres optiques et la bande passante
La dispersion et le débit
Les fonctions
La couleur
Les topologies
direction ou services 3
Nécessité d’un guidage
Divergence naturelle des ondes par diffraction
•θ de l’ordre de grandeur de λ /d
•θ = 10-4 rd pour d = 5 mm et λ = 1µ
Grande directivité des ondes optiques
• d >> λ
• Liaisons sans visibilité difficiles
Décroissance du flux d’énergie proportionnelle au carré de la distance r
•Elargissement Δd = λ θ = 10cm pour r = 1km
Absorption et turbidité de l’atmosphère

direction ou services 4
Cœur
Gaine
n1
2a
n1
n2 > n1
Gaine
Fibre optique
Silice pas chère et très ductile
Changement d’indice par dopage (Bore ou Germanium) : Δn = 10-2 à 10-3
Diamètre 2a de 5 à 50µ >> longueur d’onde λ de l’ ordre du µ
Diamètre extérieur 125µ
Un revêtement confère de bonnes propriétés mécaniques
Faible encombrement, faible poids, faibles rayons de courbures
Guide diélectrique : pas de pertes intrinsèques par guidage
direction ou services
Loi de Snell Descartes
Réflexion totale pour
Réflexion sans pertes possible ,contrairement à la réflexion métallique
En réalité la lumière va aussi dans la gaine
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!
n1sin i1=n2sin i2
!
sini2>n1
n2
Réflexion totale
n1
n2
n1

direction ou services 6
!
n=1,45
"n=10#2
$
MAX =10°
Ouverture Numérique (ON)
Connexion
•Aligner les cœurs
•Aligner les axes
Connecteur : de 0.1 à 0.3dB
Soudure : 0.05dB
Réparations pénalisantes
direction ou services
Transparence dans le proche infra rouge (1250nm à 1650nn)
Minimum d’atténuation à 1500nm (1,5µm)
1500nm correspond à une fréquence de 200THz
1nm correspond à 125Ghz
0,25dB/km
Bande de 400nm soit 50THz
Portée de 120km, avec une atténuation de 30dB
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Un gisement fréquentiel énorme

direction ou services 8
Les bandes optiques (fibre en silice)
Bande XS (Xshort band) : 1250 à 1350nm
Bande S+ (short band) : 1450 à 1490nm
Bande S (short band) : 1500 à 1525nm
Bande C (conventional band): 1525 à 1565nm :
Bande d’amplification de l’ Erbuim
Bande L (long band) : 1568 à 1610nm
Bande L+ (long band) : 1610 à 1650nm
direction ou services 9
Fibres optiques en plastique
Plastic Optical Fiber (POF)
Fibres optiques en polymère
•Cœur en Poly Méthacrylate de Méthyle (PMM)
•Gaine en polymères fluorés
Transparence entre 600 et 850 nm,
Atténuation de l’ordre de 10 dB/km
Très gros diamètre de cœur : de 100µm à quelques mm,
Connections faciles et connecteurs à bon marché