Simulation fibre optique

[kaminilove]

Salut à tous !
Dans le cadre de mon tipe à propos de la fibre optique je m'interesse à l'atténuation ainsi que la dispersion et leur effet sur l'intensité du signal ainsi que la déformation de l'information , ces effets sont certes négligeable par rapport aux moyens de transmission précedents.

J'ai l'idée de calculer l'atténuation du signal pour plusieurs cas , c'est à dire angles d'incidence dans la fibre et conclure pour la plage des angles pour avoir une atténuation minimale , en effet un réglage particulier de langle d'incidence diminuerait les reflexions dans la fibre et ainsi l'attenuation par absorption (par exemple )
Quitte à connaitre la perte pour chaque reflexion sur le coeur de la fibre
Je travaillerai sur Python
Merci de m'éclaircir sur le sujet
-----

[albanxiii]

Bonjour et bienvenu sur le forum,

Compte tenu de http://forums.futura-sciences.com/tp...-tpe-tipe.html

- Les sujets traités
Seuls les sujets relatifs aux questions administratives, pédagogiques et méthodologiques seront traités dans la section TPE/TIPE. Exemple : comment trouver une problématique ? Comment organiser mon plan de rapport ? Comment se déroule l’évaluation ? Comment préparer mon exposé ? Quoi mettre dans l’introduction ?
Par contre, les questions scientifiques ou techniques devront être posées sur les forums scientifiques ou techniques concernés.
Par exemple, dans le cas d’un TPE sur les Bobines, si la question concerne le fonctionnement d’une bobine ou les différents types de bobines, alors posez cette question sur le forum électronique : vous aurez davantage de réponses, et ça permettra d’éclaircir la section TPE.

je pense que votre message est plus à sa place en physique, où je le déplace.

Pour la modération.

[kaminilove]

Merci , bump !

[kaminilove]

petit bump !

[A voir en vidéo sur Futura]

[VirGuke]

Je comprends pas, qu'est-ce que c'est ta question ?

C'est quoi comme type de fibre optique ? Si elle est droite tu peux calculer à la main toutes ces choses. Si tu veux un réponse il faut que tu t'expliques un peu plus, surtout pour un TIPE.

[kaminilove]

merci pr ta réponse ,

L'idée de mon tipe est de traiter les limitations de la fibre en terme d'atténuation du signal ,

Apres description des limitations , je montrerai qu'avec des réglages particuliers on pourrait réduire ces défauts ...

l'un est deja cité dans mon post initial , est ce que quelqu'un pourrait me confirmer sa faisabilité ainsi que d'autres réglages ,

Quelqu'un aurait il un document sur les ordres de grandeur ( en defaut dexperience ) utilisés en labo d'optique afin que je ne dévie pas de la pratique
Merci

[LordChoco]

Salut,

Pour ma part je vois trois phénomènes atténuant le signal:
- l'absorption matérielle
- les imperfections de la fibre (courbure par exemple)
- la diffusion de Rayleigh

On peut faire tendre les deux premiers phénomènes vers une atténuation nulle, mais la limite physique que l'on obtient dans le meilleur des cas est celle de la diffusion de Rayleigh. Celle-ci diminue lorsque la longueur d'onde augmente.
Avant (et encore un peu maintenant) on travaillait avec une longueur d'onde de 1.3µm, c'est à cette endroit là qu'il y a le zéro de dispersion de la silice. Maintenant les télécom sont à 1.55µ car l'atténuation y est plus faible (et on arrive à décaler le zéro de dispersion avec certaines géométrie de fibre). L'atténuation typique d'une fibre optique est de 0.2dB/km, ce qui n'est pas loin de la limite physique. Et il existe des amplificateurs optiques (à l'erbium par exemple) qui permettent de régénérer passivement le signal, l'atténuation n'est donc plus un soucis.

Pour ce qui est du code, c'est plus compliqué.... (enfin d'après moi)
Avant de coder, tu peux partir d'un guide plan et obtenir analytiquement les solutions de l'équation de dispersion (pure problème d'électromagnétisme, il faut partir d'un bon schéma et des équations de Maxwell). Après pour une fibre optique, donc de géométrie cylindrique, c'est juste impossible analytiquement. Mais trouver une méthode numérique pour mesurer l'atténuation n'est pas évident du tout. Regarde s'il existe des logiciels de FDTD gratuit que tu pourrais utiliser, ou alors regarde du coté de la BPM (Beam propagation method) si tu souhaites vraiment coder quelque chose.

La dispersion est de deux types :
- intramodale/chromatique : elle a lieu dans les fibres monomode (et en multimodes aussi mais elle devient négligeable)
- intermodale : seulement dans les fibres multimodes

Pour un signal de télécom l'information importante est le débit (bit/s) multiplié par la longueur de la fibre.

Enfin voila, j'espère t'avoir donné quelques pistes de réflexion, certaines beaucoup plus compliqués que d'autres

[kaminilove]

Merci pour ta réponse , par quoi peut-on justifier ( à part lexperience genre une formule ) le fait de négliger les deux premieres causes ?

[LordChoco]

La diminution de l'absorption matérielle passe par le traitement de la silice (dans les verres de lunettes on estime qu'il y a 100g d'impuretés par tonne alors que le coeur d'une fibre on est à 10mg). Et comme les pertes totales arrivent presque au niveau théorique/physique c'est que l'on atteint les limite de pureté, non ? ^^
Pour minimiser les imperfections de la fibre, il suffit de ne pas la tordre En gros on estime qu'il n'y a pas d'atténuation si les rayons de courbure sont suffisamment grands (de l'ordre du centimètre en fait). Mais les connecteurs et les soudures induisent aussi des pertes qu'il faut prendre en compte.
Voici une courbe qui vous intéressera surement (enfin vous l'avez peut-être déjà car elle est assez connu il me semble)
http://www.bibsciences.org/bibsup/j3...es/FigE3bg.gif

[kaminilove]

Bonjour ,

Quelqu'un aurait -il des pistes sur lapplication de la BPM dans la dispersion au sein de la fibre?

Comment peut-on modéliser ces défauts dans la fibre?

[kaminilove]

Bump ! Si quelqu'un pourrait m'aider sur matlab merci

[LordChoco]

Salut,

Je pense que la modélisation d'une fibre optique est trop difficile, sa symétrie sphérique complique énormément les choses. Je pense que tu peux simplifier le système est étudiant un guide d'onde plan, le principe général est le même mais tous les calculs peuvent se faire analytiquement. Je pense qu'une recherche internet du genre "résolution guide d'onde plan" ou "équation dispersion guide d'onde plan" te donnera des bonnes pistes

As tu fais une recherche concernant la BPM ? Matlab doit en proposer une mais elle est surement payante, il en existe peut être des gratuite sous des logiciels moins connus. Sinon il faut la programmer soit même, mais ça passe d'abord par une étude analytique du problème. Le principe de la BPM est facilement trouvable sur internet, mais les méthodes pour le calcul scientifique ne se mettent pas en place d'un seul coup, le principal souci et d'obtenir les bonnes équations à coder. Il n'y a pas de réponse à ce que tu demandes, le résultat qui t'intéresse sera forcement le fruit d'un travail que tu dois mener, les méthodes numérique ne sont pas aisé à mettre en place. Je ne pense pas qu'on attende de toi un tel boulot pour un tipe, la résolution analytique d'un guide d'onde plan peut déjà expliquer pas mal de chose à mon avis.