2ème partie Optique

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2ème partie
Optique
''Télécommunication par fibres optiques''

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Chapitre 1
Optique géométrique

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Introduction
Les systèmes de Télécommunication
Il y a plusieurs types de systèmes de télécommunication tel que :
 Les ondes hertziennes
 Transmission par Satellite
 Transmission sans fil
 Transmission par fibre optique ...etc
Chaque système émet des signaux sur des bandes de fréquences différentes :
 HF High Frequency 3-30 MHZ
 VHF Very High Frequency 30-300 MHZ
 UHF Ultra High Frequency 300-1000 MHZ
Mais en général un système de télécommunication se compose de :
1. Emetteur (Transmitter)
2. Récepteur (Receiver)
3. Canal de transmission (Channel)
Le canal de transmission peut être :
a. Air (Les ondes de sol, LOS, Transmission par réflexion…etc)
b. Câble électrique (câble torsadé, câble coaxial)
c. Câble optique (fibre optique)
La figure suivante montre l’évolution des différents systèmes de télécommunication :
Figure I.1: l’évolution des différents systèmes de télécommunication.
I.1 Historique de la fibre optique
Les transmissions sur fibres optiques deviennent un objectif réaliste à partir 1966
lorsque furent fabriquées les premières fibres de silice de faible atténuation.
Les progrès des méthodes de fabrication, l’amélioration de résistance mécanique des
fibres, l’apparition de câbles, de connecteurs, et de composants passifs performants ont
permis le développement des liaisons expérimentales puis des premières liaisons
commerciales vers 1980.

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Figure I.2 : Les liaisons sous-marines à fibre optique.
I.2 Avantages de Télécommunication par fibres optiques
Les avantages d’un système à fibres optique sont nombreux, on cite :
1. Performances de transmission (très faible atténuation très grande bande passante,
une grande capacité ...etc).
2. Sécurité électrique (la fibre n’est pas sensible aux parasites)
3. Avantages de mise en œuvre (très petite taille, grande souplesse, un faible poids).
4. Avantage économique (contrairement à l’idée encore répandue, le coût global d’un
système sur fibres optiques est moins coûteux).
I.3 La structure générale d’un système à fibres optiques
Sur une liaison point à point, on trouve :
 L’IOE l’Interface Optique d’Emission : contient le composant optoélectronique
d’émission (LED, diode LASER ... etc) qui effectue la conversion électrique/
optique, ainsi que les circuits permettant son fonctionnement correct et
l’adaptation du signal.
Figure I.3: la structure générale d’un système à fibre optique.
 La fibre optique elle même, contenue dans un câble qui la protège et qui peut
comporter un grand nombre de fibres.
 L’IOR l’Interface Optique de Réception: constitué d’une photodiode qui effectue
la conversion inverse, de circuits de polarisation et d’un préamplificateur
compensant l’atténuation de la fibre optique.
 Lorsque la longueur de la liaison le nécessite, on y insère un ou plusieurs
répéteurs.
 Le multiplexeur en longueur d’onde permet de transmettre sur la même
fibre plusieurs signaux.

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I.4 Définitions
a) La lumière : La lumière naturelle (par ex. la lumière solaire) est une superposition
d’ondes électromagnétiques de longueurs d’onde différentes.
Figure I.4 : Décomposition de la lumière.
On sait aussi que cette onde est quantifiée : Existence de ‘’grains de lumière’’ appelés :
photons. En principe, pour n’importe quelle longueur d’onde ces deux aspects coexistent
toujours (corpusculaire et Ondulatoire). Cependant, pour les très grandes longueurs
d’onde (ondes Radio et plus), la nature corpusculaire de la lumière est difficilement
décelable.
Le cas contraire c’est le cas de très petites longueurs d’onde. La lumière visible est en
quelque sorte à mi-chemin : l’aspect ondulatoire peut y être aussi important que
l’aspect corpusculaire; tout dépend du type de phénomènes étudiés.
Une onde constituée d’une seule longueur d’onde l est dite monochromatique (un Laser
émet une lumière monochromatique).
Les ondes lumineuses sont en général plus complexes, elles contiennent plusieurs
longueurs d’onde : on parle alors de lumière poly-chromatique.
b) Le milieu : un milieu est une région de l’espace où se trouve de la matière.
On peut classifier le milieu dans lequel la lumière se propage en huit types :
Figure I.5 : classification des milieux.
Un milieu est dit :
 Isotrope : lorsque ses propriétés sont les même dans toute direction.
 Homogène : lorsque sa composition est la même en tout point sinon il est non
homogène.
 Transparent : s’il laisse passer la lumière sans atténuation sinon il est
absorbant. A la limite, s’il ne laisse rien passer, il est dit opaque.
 Linéaire: lorsque ses paramètres varient en fonction du temps de la façon
linéaire sinon il est non linéaire et on peut avoir des effets non linéaire de
seconde et de troisième ordre tell que l’effet Kerr, Pockels... etc.
L’indice de réfraction est un paramètre essentiel pour caractériser les milieux.