OPTIQUE PHYSIQUE
Exercice 14: transmission d'informations par une fibre optique à saut d'indice. ......
lire dans la presse spécialisée : « la dispersion de l'objectif est mal corrigée.
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ETUDE DUN SIGNAL RETRODIFFUSE
Cadre SEQ Cadre \* ARABIC 1 Signal rétrodiffusé en fonction de la longueur de fibre parcourue
Pour caractériser un échantillon de fibre, on a réalisé le montage de rétrodiffusion.
Mesurer la longueur de la fibre.
En déduire le temps (t qui sépare les 2 échos (pics) de réflexion sur l'entrée et la sortie de la fibre, sachant que n=1,465
Entre les 2 pics on observe le signal rétrodiffusé ; il est représenté par une branche d'exponentielle décroissante qui suit la loi de Beer : EMBED Equation.2 où P0 est la puissance rétrodiffusée à lentrée de la fibre, SYMBOL 97 \f "Symbol" \s 10a le coefficient datténuation et z la longueur de fibre parcourue par la lumière avant diffusion.. A partir du graphe P/P0 = f(z) (voir REF _Ref432420189 \h Cadre 1).Que vaut EMBED Equation.2 pour z = 2,0 km ?
Calculer SYMBOL 97 \f "Symbol" \s 10a (exprimé en km-1).
Calculer l'atténuation linéique Al en dB/km.
EMETTEUR
Donner le schéma électronique dune diode-laser. Tracer le spectre P = f(i) d'une diode-laser pour deux températures T1 et T2>T1. Expliquer en une ligne, à partir du graphe, ce que devient le troisième paramètre pour chaque fonctionnement suivant :
régulée en courant mais pas en température
régulée en puissance mais pas en température
régulée en température et courant.
RECEPTEUR
Donner le schéma électronique dune photodiode à avalanche. Répondre brièvement aux questions suivantes :
Comparer une PDA au silicium et une PDA au germanium.
Quelle doit être lépaisseur dun cristal qui absorbe 75 pour 100 du flux, si son coefficient dabsorption vaut 600 cm-1. ?
Avantage et inconvénient dune grande surface sensible.
A quels phénomènes est dû le bruit dune PDA ?
FIBRES
La fréquence normalisée d'une fibre est donnée par V=2(.a.ON./(. On rappelle que la valeur limite de V est de 2,405 . On donne lindice de cur n1 = 1,465 et le diamètre 2a = 4(m. Pour quelles valeurs de ON la fibre est-elle monomode à ( = 0,633 (m? Quelle est alors la valeur limite de ( ?
Une fibre a une atténuation linéique Al = 0,5 dB/km à ( = 1300 nm. On suppose que l'atténuation est due uniquement à la diffusion Rayleigh. Quelle est l'atténuation linéique à ( = 850 nm ?
BILAN ENERGETIQUE DUNE LIAISON OPTIQUE
Exercice 1.
On a lhabitude dexprimer les puissances dans une unité pratique appelée dBm. On rappelle quune puissance exprimée en dBm (PdBm) est égale à 10 fois le logarithme décimal de cette puissance exprimée en mW.
A lentrée dune liaison à fibre, on injecte une puissance moyenne Pentrée = 6,2 dBm. La liaison est constituée de 5 fibres de 2,8 km de longueur mises bout à bout, ayant une atténuation linéique de 2,5 dB/km . Chaque connecteur entre 2 fibres produit une perte de 0,3 dB.
Calculer latténuation totale A de la liaison.
Quelle puissance moyenne Psortie peut-on récupérer à la sortie ? (on lexprimera en dBm et en mW).
Le signal de sortie est récupéré sur une photodiode de sensibilité 0,54 A/W. Quel courant moyen i traverse cette photodiode ?
Exercice 2.
Une diode-laser émet un signal numérique (0 mW - 80 mW), avec un débit de 50 Mbits/s, à la longueur donde de 1300 nm. Elle est couplée à une fibre amorce et les pertes du couplage valent 12 dB. Exprimer la puissance moyenne P1 à la sortie de la fibre amorce en mW et en dBm.
Le récepteur est une photodiode pin, de sensibilité 0,5 A/W, de capacité C = 1 pF (voir figure 8.33). On admet un T.E.B. de 10-9. Quel est le seuil de détection P2 en mW et en dBm ?
On décide de prendre une marge de sécurité de 4 dB. On dispose de bobines de fibre de 5 km de longueur et datténuation linéique 0,6 dB/km. Chaque connecteur a une perte moyenne de 0,2 dB.
Quelle longueur de liaison peut-on installer ?
Exercice 3.
Une diode-laser émet un signal numérique (0 mW 20 mW), à la longueur donde de 1300 nm. Elle est couplée à une fibre amorce et les pertes du couplage valent 15 dB. Exprimer la puissance moyenne P1 à la sortie de la fibre amorce en mW et en dBm.
On installe une longueur de liaison de 62 km. On dispose de bobines de fibre de 8 km de longueur et datténuation linéique 0,7 dB/km. Chaque connecteur a une perte moyenne de 0,15 dB. Exprimer la puissance moyenne P2 à lentrée du détecteur en mW et en dBm.
On décide de prendre une marge de sécurité de 4 dB. Le récepteur est une photodiode PDA, de sensibilité 0,5 A/W, de capacité C = 10 pF(voir figure 8.33). On admet un T.E.B. de 10-9 .A quel débit maximum dinformations peut-on travailler ?
TS2 Photonique EXERCICES FIBRES
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