8/3/2019 TD Communication Analogique 17

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Exercices de Tlcommunications Tlcommunications optiques

GTR 2nde anne semaine 14

Exercice 1

Un coupleur optique 2voies 1 voie a l'allure suivante:

fibre 2

fibre 1

fibre 0

En agrandissant la jonction entre les fibre, on obtient:

diametre D

Le coupleur est constitu de trois fibres identiques de diamtre D. Il est caractris par le rapport entre les deux

voies 1 et 2, en %, par exemple 50/50 ou 40/60 etc... Calculer le rapport du transfert en nergie de 0/1 pour un

rapport de couplage 1/2 de 5/95 95/5. On suppose qu'il y a une perte systmatique de 0.3 dB cause du

msalignement angulaire, de l'loignement spatial, de la colle employe, etc... Exprimer en % et en dB.

Exercice 2

Quel systme proposeriez vous pour raliser une liaison de 12 km par fibres optiques entre ordinateurs avec un

dbit minimum exig de 2 Mbits/s et un taux derreur admis de 10-8 ?

Vous disposez du choix des composants suivants:

fibres optiques:

- fibre saut dindice: diamtre de coeur 200 m, bande passante 100 MHz pour 100 m, attnuation 5dB/km, livre par rouleaux de 1 km, prix 5 F/m.

- fibre gradient dindice: diamtre de coeur 50 m, bande passante 100 MHz pour 1 km, attnuation 3dB/km, livre par rouleaux de 1 km, prix 10 F/m.

metteurs:

- LED: puissance dmission 1 mW, bande passante 60 MHz, rendement de couplage -17 dB, prix 500

F.

- LASER: puissance dmission 10 mW, bande passante 600 Mhz, rendement de couplage -3 dB, prix

5000 F.

dtecteurs:

- photodiode PIN: sensibilit 0.5 A/W, bande passante 1 GHz, prix 500 F.

niveau minimum de dtection 2 Mbits/s avec taux derreur 10-8: -52 dBm.

- photodiode PPN: sensibilit 50 A/W, bande passante 1 GHz, prix 1500 F.niveau minimum de dtection 2 Mbits/s avec taux derreur 10-8: -64 dBm.

connectique:- connecteur lmetteur: pertes de 1 dB, prix 100 F.

- connecteur au rcepteur: pertes de 1 dB, prix 100 F.

- pissure par soudage: pertes de 0.3 dB.

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Exercices de Tlcommunications Tlcommunications optiques

GTR 2nde anne 10 janvier 2000

CORRIG

Exercice 1

Soit d la distance entre la fibre 0 et la fibre 1. La surface de recouvrement entre les fibres est:

= 4* = 4* ( - )

De plus,

D/2

d/2A

donc cos(A)=d/D, A=ArcCos(d/D), sin A=sqrt(1-(d/D)^2)

Donc la portion de "camenbert" vaut D^2/4 * A/2 = D^2 A/8.Le triangle rectangle vaut D^2/8 sin A cos A.

Donc au total le recouvrement est1

2

2 12

D Ad

DdD

d

Dcos

On dsire le rapport par rapport la surface de la fibre ((D/2)^2), ce qui donne:

21

2

Ad

D

d

D

d

Dcos

d/D dB (+0.3) % I0 I1/I2

0.1 -0.89 81.47 96/4

0.2 -1.57 69.66 88/12

0.3 -2.35 58.21 77/23

0.4 -3.27 47.10 64/36

0.5 -4.38 36.48 50/50

0.6 -5.76 26.58 36/64

0.7 -7.57 17.52 23/77

0.8 -10.13 9.71 12/88

0.9 -14.57 3.49 4/96

Exercice 2

Bilan en nergie de la liaison:

LED LASER

mission 0 dBm 10 dBm

couplage -17 dB -3 dB

connecteur mission - 1 dB -1 dB

connecteur dtection -1 dB -1 dB

pissures 11*-0.3=-3.3 dB -3.3 dB

fibres SI -60 dB GI -36 dB SI -60 dB GI -36 dB

total -82.3 dBm -58.3 dBm -58.3 dBm -34.3 dBm

niveaux de dtection exigs: PIN -52 dBm PPN -64 dBmpossibilits:

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LED+SI+PIN non

LED+SI+PPN nonLED+GI+PIN non

LED+GI+PPN marge 5.7 dBLASER+SI+PIN non

LASER+SI+PPN marge 5.7 dBLASER+GI+PIN marge 17.7 dB

LASER+GI+PPN marge 29.7 dB

bande passante:

SI: 100 MHz/100 m = 10 MHz/km = 0.83 MHz pour 12 km.

donc LASER+SI+PPN = non car < 2 Mbits/s.

SI: 100 MHz/km = 8.33 MHz pour 12 km.

marges:

LED+GI+PPN: marge 5.7 dB trop faible (tenir compte du vieillissement des composants).

cots:

2 coupleurs : 2*100 F

fibre GI : 120000 F

LASER : 5000 F

PIN : 500 F

PPN : 1500 F

donc LASER+GI+PIN 125700 F

LASER+GI+PPN 126700 F

Les deux solutions ont un prix comparable, la marge de fonctionnement du second est plus grande, donc la

liaison sera plus fiable.