CARACTÉRISATION D UN SYST. À FIBRE OPTIQUE

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Angélique Lavergne
il y a 7 ans
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1 Nom des étudiants : Date : N Questions CARACTÉRISATION D UN SYST. À FIBRE OPTIQUE U51. Analyse fonctionnelle du système Pts. sur place Cor. Pts. sur C-R Le codage du signal Transmission d un signal numérique Transmission d un signal analogique Analyse fonctionnelle du réflectomètre U52. Mise en œuvre du système Tension créneaux Tension sinusoïdale Mesure de la longueur de chaque bobine Mesure de l atténuation linéique et de la perte du connecteur U53. Analyse des performances du système /1 /0.5 /1 /1 /0.5 /1 3.2 Transmission d un signal modulé 3.3 Cartographie de l installation à fibre optique Exploitation des fichiers du kit Educoptic Utilisation du réflectomètre Schlumberger et exploitation des fichiers. Conclusion /1 /0.5 / SADT C.M /1 Responsabilisation des étudiants Régularité dans le travail au cours de toute séance Rangement /2 /2 Note : /20 Remarques des étudiants (problèmes matériels, erreurs dans le sujet, ) Remarques des correcteurs Les points dans les champs grisés sont attribués sur place. À la correction, ces points ne seront plus reportés sur le compte-rendu. CR- S.T.S Génie Optique Photonique Lycée Jean Mermoz SAINT-LOUIS 1/10

Analyse des performances du système /1 /0.5 /1 /1 /0.5 /1 3.2 Transmission d un signal modulé 3.3 Cartographie de l installation à fibre optique 3.3.1. Exploitation des fichiers du kit Educoptic. 3.3.2. Utilisation du réflectomètre Schlumberger et exploitation des fichiers.

2 U51. ANALYSE NCTIONNELLE DU LOGICIEL 1.1. Éléments à votre disposition 1.2. Introduction Principes de la modulation d un signal Le codage du signal Question : Quels sont les avantages et inconvénients d une communication par fibre optique par rapport à une communication par fil de cuivre? Transmission d un signal numérique (tension en créneaux) On transmettra dans des fibres optiques un signal qui représente une succession de 0 et de 1. Brancher un GBF et relier sa sortie directement sur un oscilloscope. Générer un signal carré de fréquence 100 khz dont la tension en créneaux varie entre 4 V et 12 V. Montrer votre réglage à un professeur. Répondre aux questions suivantes : Mesurer à l'oscillo (bouton Mesure) : q la composante continue de ce signal u s ; ) ( q la valeur crête à crête us - us ; q la valeur efficace de la composante alternative Ua (utiliser le mode AC de l'oscillo) ; q la valeur efficace du signal complet U (utiliser le mode DC de l'oscillo). Utiliser le logiciel Oscillo pour transmettre les données vers l'ordinateur. Sélectionner le port série sous Oscilloscope/Port série. Vérifier sous Oscilloscope/Test communication que la liaison est correcte. Par Oscilloscope/Acquisition, faire l acquisition des spectres oscilloscope. Imprimer les spectres en faisant préalablement un aperçu. Préciser si l on est sur la positon AC ou DC. Sauvegarder sous crendc.tek et crenac.tek et fournir ces fichiers à la correction. 2/8

1.2.3. Transmission d un signal numérique (tension en créneaux) On transmettra dans des fibres optiques un signal qui représente une succession de 0 et de 1.

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4 Transmission d un signal analogique (tension sinusoïdale) Refaire les mêmes mesures, avec cette fois, à l'entrée, une tension sinusoïdale. Imprimer les spectres. Préciser si l on est sur la positon AC ou DC. Sauvegarder sous sindc.tek et sinac.tek et fournir ces fichiers à la correction Analyse fonctionnelle du réflectomètre didactisé EducOptic Le réflectomètre Principe de la mesure de rétrodiffusion a) La mesure de rétrodiffusion consiste à injecter une impulsion lumineuse de très courte durée dans une installation de fibres optiques et à analyser l'écho (intensité optique parcourant la fibre dans le sens inverse de la propagation de l'impulsion). Consulter l analyse fonctionnelle du dispositif de rétrodiffusion cadre 9 et cadre 10 du dossier technique. Indiquer la fonction des blocs suivants : A11, A12, A31, A32. b) La courbe brute de rétrodiffusion obtenue sur l oscilloscope pour deux fibres connectées, se présente comme le graphe donné cadre 2 (puissance optique (V) en retour en fonction du temps). En interpréter les différentes parties en répondant sur le cadre 2. 4/8

3.2. Principe de la mesure de rétrodiffusion a) La mesure de rétrodiffusion consiste à injecter une impulsion lumineuse de très courte durée dans une installation de fibres optiques et à analyser

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6 cadre 2 : Courbe de rétrodiffusion, U = f(t), exemple Éléments à votre disposition 2.2. Précautions d utilisation U52. MISE EN ŒUVRE DU SYSTÈME IMPORTANT Veiller à ce que les potentiomètres soient en position minimum avant la mise sous tension et avant la coupure du circuit d'alimentation. Toujours protéger les connecteurs optiques par des embouts plastiques et ne pas leur faire subir de chocs Transmission d'un signal modulé Relier la sortie de la DEL du module 850 nm à l entrée d une bobine, puis la sortie de la bobine sur l'entrée PDA du module rétrodiffusion Tension créneaux a) Régler au préalable, à l aide d un oscillo, le signal de sortie d un GBF pour avoir un tension crénaux de +1 V, -1 V de fréquence 100 khz. Montrer votre réglage à un professeur. b) Régler i DEL à environ 5 ma et envoyer le signal du GBF sur l'entrée modulation de la DEL. Que constate-ton à l'oscillo? Conclusion : Expliquer le problème d impédance et dire comment on pourrait le résoudre. c) Alimenter la PDA sous sa tension maximale (de l ordre de 110 V). d) Envoyer le signal sur la sortie rétrodiffusion de la PDA sur l'autre voie de l'oscillo. Faire varier légèrement i DEL et le régler à la valeur minimale permettant d obtenir un signal de sortie fidèle au signal d entrée de la liaison. e) Mesurer à l'oscillo : la composante continue de ce signal u s ; ) ( la valeur crête à crête us - us ; la valeur efficace de la composante alternative Ua (utiliser le mode AC de l'oscillo) ; la valeur efficace du signal complet U (utiliser le mode DC de l'oscillo). f) Faire des impressions des différents écrans de l oscillo en précisant si l on est sur la position AC ou DC et fournir les fichiers. Montrer votre montage à un professeur. 6/8

Toujours protéger les connecteurs optiques par des embouts plastiques et ne pas leur faire subir de chocs. 2.3.

7 Tension sinusoïdale a) Refaire les mêmes mesures avec cette fois à l'entrée une tension sinusoïdale de valeurs crêtes +1 V, -1 V, de fréquence 100 khz. b) Faire des impressions des différents écrans de l oscillo en précisant si l on est sur la position AC ou DC et fournir les fichiers. Montrer votre réglage à un professeur. EN FIN DE MESURES Baisser les potentiomètres d alimentation. Couper les alimentations Mesure de rétrodiffusion sur kit EducOptic Mesure de la longueur de chaque bobine L étude sera d abord faite sur chaque bobine de fibre prise séparément (F1 puis F2). a) Réaliser le montage décrit... Ne pas trop amplifier le signal de manière à n observer que la réflexion. b) Mesurer (en précisant l incertitude) le temps Dt qui sépare les 2 pics de réflexion sur l'entrée et la sortie de F1 (puis de F2). Éloigner le plus possible les pics et placer les curseurs au même niveau sur le début des fronts montants. c) Utiliser le logiciel. d) faire l acquisition des spectres oscilloscope pour la fibre F1 et la fibre F2. Sauvegarder les acquisitions sous F1 et F2. e) Faire une sortie imprimante des acquisitions. Noter la valeur de Dt et son incertitude (en précisant les causes d incertitude) Montrer le signal à un professeur. 7/8

EN FIN DE MESURES Baisser les potentiomètres d alimentation. Couper les alimentations. 2.4. Mesure de rétrodiffusion sur kit EducOptic 2.4.1.

8 Mesure de l atténuation linéique des bobines et de la perte du connecteur Sans changer les conditions d observation, mettre les 2 fibres bout à bout. a) Acquérir et imprimer le graphe U = f(t). Combien observe-t-on de pics et que représentent-ils? b) Amplifier le signal pour obtenir un signal important entre les pics (signal rétrodiffusé). Utiliser la fonction "AVERAGE" pour supprimer les bruits aléatoires. Faire une moyenne sur 256 valeurs. La partie située entre 2 pics est une branche d'exponentielle décroissante. c) Acquérir le graphe U = f(t). d) On traite ce signal pour obtenir un signal identique à celui obtenu sur un réflectomètre industriel. Visualiser la courbe At.(dBm) = f(l(km)). Montrer le signal à un professeur. f) Sauvegarder votre acquisition sous Retro.tek et imprimer le graphe A(dBm) = f(l). U53. ANALYSE DES PERRMANCES DU SYSTÈME 3.1. Éléments à votre disposition 3.2. Transmission d'un signal modulé Calculer le taux d ondulation Utiliser les fichiers crendc.tek, crenac.tek, puis sindc.tek, sinac.tek. Ua Ω = dans chaque cas. u s Vérifier de plus que, dans le cas du signal sinusoïdal, la valeur efficace de la composante alternative vaut : ) ( us - us Ua = /8

Utiliser la fonction "AVERAGE" pour supprimer les bruits aléatoires. Faire une moyenne sur 256 valeurs. La partie située entre 2 pics est une branche d'exponentielle décroissante.

9 3.3. Cartographie de l installation à fibre optique A l aide des fichiers obtenus à partir du kit Educoptic Calculer la longueur des fibres F1 et F2. Estimer la précision des mesures. Comparer aux valeurs données par le constructeur cadre 7 du dossier technique. Mesurer le coefficient d'atténuation linéique de la fibre F1 à 850 nm. Mesurer le coefficient d'atténuation linéique de la fibre F2 à 850 nm. Comparer les coefficients d'atténuation linéique aux valeurs données par le constructeur dans le dossier technique. Estimer la perte du connecteur (la jarretière). L 1 = +/- m L 2 = +/- m A l1 = db/km A l2 = db/km Comparaisons : Perte de la jarretière : db A l aide des fichiers obtenus à partir du réflectomètre Schlumberger L 1 = +/- m L 2 = +/- m A l1 = db/km A l2 = db/km Perte de la jarretière : db 3.4. SADT Consulter l analyse fonctionnelle du dispositif de rétrodiffusion cadre 9 et cadre 10 du dossier technique. 9/8

Mesurer le coefficient d'atténuation linéique de la fibre F2 à 850 nm. Comparer les coefficients d'atténuation linéique aux valeurs données par le constructeur dans le dossier technique.

10 Compléter le cadre 3 en spécifiant les paramètres d entrée et de sortie des blocs fonctionnels A41, A42, A43 et A44. cadre 3 : SADT Réflectomètre à compléter. 10/8

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