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Communications optiques haut débit - Introduction et caractérisationArticle de référence | Réf : E7081 v1
Auteur(s) : Sébastien BIGO
Date de publication : 10 juil. 2014
Relu et validé le 16 juin 2017
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Fibres optiques pour télécommunicationsCet article fait partie de l’offre
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Malgré les nombreux progrès réalisés par les fabricants depuis l'invention de la fibre, la propagation d'un signal dans un câble de télécommunication optique s'accompagne de distorsions qu'il faut compenser au mieux. Ces distorsions peuvent avoir pour origine des phénomènes physiques linéaires ou des phénomènes physiques non linéaires. Au contraire des seconds, les premiers ont pour particularité de produire le même niveau de distorsions quel que soit le niveau de puissance optique du signal qui se propage.
Les petites perturbations de l'amplitude et de la phase du signal engendrées lors de la traversée des amplificateurs optiques, et que l'on désigne sous le terme générique de bruit d'émission spontanée amplifiée, constituent les distorsions linéaires les plus fréquemment rencontrées dans les systèmes, y compris dans les systèmes les plus simples. Dès que le signal optique transmis est trop affaibli pour être détecté sur une simple photodiode, comme c'est le cas dans tous les systèmes terrestres étudiés dans cet article, on est forcé d'insérer de tels amplificateurs optiques. Ce sont le plus souvent des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA, Erbium-Doped Fiber Amplifier ). Le bruit qu'ils produisent domine toutes les autres formes de bruit. Il est caractérisé par le facteur de bruit NFdB , généralement exprimé en décibels, que le fournisseur d'amplificateur aura mesuré et garanti.
Les distorsions induites par le bruit des amplificateurs pourraient n'affecter en rien la capacité du récepteur à séparer les symboles optiques, si l'on pouvait faire en sorte que le nombre de photons du signal reste très supérieur au nombre de photons d'émission spontanée amplifiée. La grandeur qui importe au concepteur de systèmes n'est donc pas tant le niveau absolu du bruit que son niveau relatif, ou plutôt son inverse, le niveau relatif du signal, aussi appelé rapport signal sur bruit optique (OSNR, Optical Signal to Noise Ratio) et noté OSNROUT · OSNROUT est défini comme le rapport entre la puissance optique Ps du signal et la puissance de bruit d'émission spontanée PASE accumulée dans une bande de fréquences choisie par convention comme correspondant à une bande...
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(1) - BROMAGE (J.) - Raman amplification for fiber communications systems. - J. Lightwave Technol., vol. 22, no 1, p. 79-93 (2004).
(2) - AGRAWAL (G.P.) - Nonlinear fiber optics. - Academic Press. 4th Edition (2006).
(3) - SCHUH (K.), LACH (E.) - High-bit-rate ETDM transmission systems. - Optical Fiber Telecommunications VB, chap. 5, édité par KAMINOV (I.P.), LI (T.), WILLNER (A.E.), Academic Press. Elsevier (2008).
(4) - POOLE (C.D.), NAGEL (J.) - Polarization effects in lightwave systems. - Optical Fiber Telecommunications IIIA, édité par KAMINOV (I.P.) et KOCH (T.L.), Academic Press, San Diego, CA (1997).
(5) - DESURVIRE (E.), BAYART (D.), DESTHIEUX (B.), BIGO (S.) - Erbium-doped fiber amplifiers, device and system developments. - Wiley (2002).
(6) - MOLLENAUER (L.F.), GORDON (J.P.) - Solitons...
Optilux, logiciel libre pour la simulation de systèmes de transmission optiques http://www.optilux.sourceforge.net/
VPI transmission Maker™, suite logiciellepour la simulation de composants et systèmes optiques, éditée par VPI photonics http://www.vpiphotonics.com/
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Jean-Michel Jonathan, cours dispensé à l'Institut d'Optique GraduateSchool ParisTech, Optique des ondes guidées http://www.paristech.institutoptique.fr/
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