Descriptif
Ce cours traite les télécommunications sur fibre optique à très haut-débit, devenues les artères vitales de l'ère numérique de nos sociétés. Après une première partie introductive, les principes de fonctionnement et les technologies associées à la base des systèmes de transmission multi Tbit/s sont explicités. Outre les aspects de transmission, ce cours traite également du fonctionnement actuel et futur des réseaux optiques, avec notamment les technologies liées aux interconnexions optiques. Les notions et les prinicipes abordés dans ce cours vont au delà de la seule utilisation dans le domaine des télécommunications optiques. En particulier, ce cours aborde des notions de théorie de l'information et de traitements du signal, de techniques d'amplification et de détection en amplitude et en phase d'un signal optique (suivant deux états de polarisation), de la correction de distorsions par des techniques de traitements numériques du signal (DSP) à temps réels... autant d'approches qui diffusent actuellement vers d'autres domaines (capteurs optiques, métrologie, transmission en espace libre, imagerie à travers des milieux complexes...).
Objectifs pédagogiques
Le cours de télécommunications optiques vise à :
- présenter les défis scientifiques, technologiques et sociétaux auxquels répondent les systèmes de transmissions optiques, ainsi que les enjeux futurs des réseaux de communications optiques
- montrer comment les solutions développées pour les télécoms optiques diffusent actuellement vers d'autres domaines (capteurs optiques, métrologie, transmission en espace libre, technologies et communications quantiques, imagerie à travers des milieux complexes...)
- illustrer par des exemples concrets les performances de systèmes de transmission, aussi bien terrestres, que sous-marins, ainsi que les systèmes envisagés pour les systèmes de communication satellitaires.
- présenter le fonctionnement et la structuration des réseaux de communications optiques
- illustrer par quelques exemples la manière dont les technologies optiques contribuent à améliorer l’efficacité énergétiques des systèmes d’information
- présenter des méthodes et des techniques pour générer, transmettre, détecter et extraire une information transmise via la lumière
- introduire les techniques de traitements numériques utilisées pour corriger en temps réels les distorsions
A l’issue de ce cours, les élèves seront capables de :
· appréhender un projet autour de la conception d’une transmission optique (en espace libre ou par fibre optique)
· utiliser et appliquer des estimateurs/modèles de performance pour effectuer une première évaluation du fonctionnement d’un système de transmission, et de vérifier la limite de validité de ces modèles
· réaliser un premier dimensionnement d'un système de transmission optique (en espace libre ou par fibre optique)
· identifier et d’anticiper les principaux facteurs limitant ses performances.
· décrire le fonctionnement de base des réseaux optiques.
· citer, décrire et comparer les différentes méthodes et techniques mises en œuvre pour la transmission et la détection de signaux à des débits de plusieurs centaines de Gbit/s, ainsi que les techniques de traitements numériques du signal (DSP) mises en œuvre dans ces systèmes
- Cours magistral : 24
Diplôme(s) concerné(s)
Parcours de rattachement
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Vos modalités d'acquisition :
Examen écrit
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 10
- Crédits ECTS acquis : 1.5 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 1.5
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
Introduction aux télécommunications optique (3h)
· Rappel sur les propriétés des fibres optiques, Compensation de la dispersion chromatique
· Liaisons numériques sur fibres optiques : Bruit de photodétection, Facteur de qualité et taux d’erreurs binaires
· Amplificateurs à fibre optique : principe de fonctionnement, Facteur de bruit,
· Configurations de détection, directe et interférométrique, en présence d’amplification optique, performances associées
Systèmes de transmission WDM multi TéraBit/s (12h)
· Maîtriser les bases de la transmission optique (une seule porteuse optique)
· Histoire des systèmes de communication WDM (plusieurs porteuses optiques) et des technologies associées
· Impact des effets non-linéaires optiques
· Les systèmes sous-marins
· Expériences de transmissions multi-terabit/s
· Les systèmes cohérents
· Vers des liens optiques à très haut débit entre la Terre et des satellites
Introduction to Optical Networking (6h)
· Introduction : transport networks today
· Optical routing : principles and definitions
· Building blocks : optical technologies
· Towards “all” optical networks : limitations
· Illustration of experimental assessment of an optical core network
· Node architecture : Why now "Less" is better