Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1573  Gr. SO
Titre : Conception et modélisation des systèmes de communications optiques
Session : Hiver 2007  Horaire et local
Professeur : Tanev, Stoyan
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : concevoir et modéliser les différents types de systèmes de communications optiques.

Contenu

Caractéristiques et paramètres des transmetteurs, récepteurs, amplificateurs, composants et fibres optiques. Communications optiques multilongueurs d'onde, cohérentes et solitoniques. Méthodes et instruments d'analyse des signaux optiques et systèmes numériques. Différents systèmes et réseaux optiques. Logiciels de conception et modélisation des systèmes optiques.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Faire acquérir à l'étudiant les connaissances et les expériences de base concernant la conception et la modélisation des systèmes de communication à fibres optiques. Après une familiarisation détaillée avec la majorité des composantes optiques et leurs fonctions dans les systèmes de communication optique modernes, l'étudiant sera capable d'acquérir des expériences de conception et modélisation à la base du logiciel OptiSystem développé par Optiwave Systems - un des logiciels professionnels le plus utilisé au monde. Dans cette partie pratique du cours, l'étudiant deviendra capable de comprendre les principes de base et les problèmes liés au transport de signaux numériques par fibres optiques ainsi que la dégradation du canal optique de transmission à cause de différentes distorsions. Le cours donnera à l'étudiant les outils principaux nécessaires à la conception de nouveaux systèmes ou la modélisation de systèmes existants.
3. Stratégies pédagogiques :
  • Cours de lectures dirigées
  • Un examen de mi-session, un examen final
  • Communication via le courriel : tanev@sce.carleton.ca
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Sur rendez-vous : tél. :613-520-2600 poste 1894 ; cell : 613-291-3105
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    Introduction aux systèmes de communications optiques : avantages, désavantages, historique, évolution de la technologie
  • Éléments d'un système de transmission par fibres optiques
  • Les canaux de transmission optique et distorsions majeures
  • Modélisation d'un canal de transmission

Introduction aux guides d'onde et aux fibres optiques - I

  • Types de fibre et paramètres
  • Guidage, modes et atténuation
  • Démonstrations par simulations optiques : effets d'atténuation

 09 jan. 2007 
2    Fibres optiques - II
  • Dispersion
  • Processus et interactions optiques non-linéaires
  • Démonstrations par simulations optiques : effets de dispersion et de nonlinéarité
 16 jan. 2007 
3    Composantes passives à la base de fibres optiques
  • Coupleurs et composants à base de coupleurs
  • Réseaux de Bragg photo-inscrits dans les fibres optiques pour les télécoms optiques
  • Démonstrations par simulations optiques : effets/fonctions temporels et spectraux des composantes passives
 23 jan. 2007 
4    Composantes actives à la base de fibres optiques
  • Amplificateurs à fibres optiques dopées - caractéristiques et paramètres
  • Types d'amplificateurs et leurs performances
  • Notion de l'amplification par effet Raman
  • Démonstrations par simulations optiques : amplification périodique et gestion des problèmes associés avec le bruit
 30 jan. 2007 
5    Transmetteurs et modulateurs
  • Propriétés optiques et électroniques des semi-conducteurs
  • Diodes électroluminescentes - structures et performance
  • Lasers DFB et à puits quantiques
  • Modulation des lasers : modulateurs optiques externes - caractéristiques et paramètres
  • Démonstrations par simulations optiques : effet des paramètres différents des lasers et de modulateurs
 06 fév. 2007 
6    Récepteurs - caractéristiques et paramètres
  • Photodétecteurs : effet photovoltaïque, photocourants, temps de réponses
  • Photodiodes, effet d'avalanche, les photodiodes à avalanche, bruit dans les photodiodes
  • Récepteurs numériques
  • Démonstrations par simulations optiques - fonctionnement des récepteurs
 13 fév. 2007 
7    Semaine d'études 27 fév. 2007 
8    Examen de mi-session 09 mars 2007 
9    Conception et modélisation de systèmes de transmission sur fibre optique - I
  • Structure générale d'un système de transmission numérique sur fibre optique
  • Effets limitatifs de la transmission : bruits, distorsion d'une impulsion introduite par les effets linéaires, distorsion par les effets non-linéaires, effets combinés des distorsions
  • Détection et probabilité d'erreur
  • Systèmes amplifiés monocanal et multicanaux - ingénierie des systèmes amplifiés
 13 mars 2007 
10    Conception et modélisation de systèmes de transmission sur fibre optique - II
  • Transmetteurs et modulateurs optiques directs et externes
  • Choix du codage en ligne - techniques RZ et NRZ
  • Effet du “chirp” et du taux d’extinction des impulsions dans le cas de la propagation d’un seul canal
  • Effets limitatifs lors de la transmission d’un seul canal : bruits, distorsion d’une impulsion introduite par les effets linéaires – distorsion chromatique et distorsion modale de polarisation
  • Distorsion par les effets non-linéaires – automodulation de phase, instabilité de modulation, effet Raman stimulé, effet Brillouin stimulé, effets combinés des distorsions – solitons
 20 mars 2007 
11    Conception et modélisation de systèmes de transmission sur fibre optique - III
  • Effets limitatifs lors de la transmission de multiplexage en longeur d'onde -WDM : bruits, distorsions introduites par les effets linéaires - distorsion chromatique et distorsion modale de polarisation
  • Distorsion par les effets non-linéaires - modulation de phase croisée, mélange à quatre ondes, effet Raman stimulé
  • Effets combinés des distorsions
 27 mars 2007 
12    Conception et modélisation de systèmes de transmission sur fibre optique - IV
  • Ingénierie des systèmes amplifiés; utilisation d'un amplificateur optique en préamplificateur de réception - augmentation de la sensibilté du récepteur
  • Utilisation des amplificateurs optiques comme amplificateurs en ligne
  • Exemple de systèmes optiques à la base de la technologie WDM - optimisation multifonctionnelle des liens WDM
  • Augmentation du nombre des canaux : bande C étendue et bande C+L, gestion de la dispersion
 03 avr. 2007 
13    Systèmes de transmission sur fibre optique et évolution des réseaux terrestres 05 avr. 2007 
14    Les réseaux sous-marins de télécommunication 10 avr. 2007 
15    Examen final 17 avr. 2007 
6. Évaluation du cours :
  • Examen de mi-session 30 %
  • Examen final 35 %
  • Projet et rapport technique 35 %
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
Référence principale :
  • Optoélectronique, Romain Maciejko, Presses Internationales Polytechnique, Montréal 2002.

Références additionnelles :

  1. Télécoms optiques - composants à fibres, systèmes de transmission, sous la direction de Jean-Pierre Meunier, Hermes Science, 2003.
  2. Lightwave Technology : Telecommunication Systems, Govind P. Agrawal, Wiley-Interscience, June 2005.
  3. Lightwave Technology : Components and Devices,Govind Agrawal, John Wiley & Sons, 2004.
  4. Télécoms sur fibres optiques, Pierre Lecoy, 2e édition, Hermes, Paris, 1997.

9. Page Web du cours :