[PDF] Transmission radio haut débit multiservices sur fibres optiques

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THÈSE / UNIVERSITÉ DE BRETAGNE OCCIDENTALE

européenne de Bretagne pour obtenir le titre de Mention : Sciences et Technologies de l'Information et de la

Communication (STIC)

Spécialité : Optoélectronique, Hyperfréquences

École Doctorale SICMA 0373

présentée par

Frédéric Audo

Préparée au Laboratoire Lab-STICC,

UMR CNRS 6285

École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)

Opto-alimentation et

transmission de données par fibre optique pour les observatoires de fond de mer

Thèse soutenue le 3 décembre 2012

devant le jury composé de :

Bernard ORSAL

Professeur des Universités à Montpellier 2 / Rapporteur

Jean-Pierre VILCOT

Directeur de Recherche CNRS à Lille 1 / Rapporteur

Yves AUFFRET

Ingénieur-Docteur à l'IFREMER à Brest / Examinateur

Pascal BESNARD

Professeur des Universités à l'ENSSAT à Lannion / Examinateur

Patrice LE ROUX

Ingénieur à Alcatel Lucent Submarine Networks à Nozay/ Examinateur

André PÉRENNOU

Professeur des Universités à l'ENIB à Brest / Directeur de thèse

Mikael GUÉGAN

Maître de Conférences à l'ENIB à Brest / Encadrant

Véronique QUINTARD

Maître de Conférences à l'ENIB à Brest / Encadrant

Remerciements

École

PÉRENNOU, Professeurs des Universités

pour sa direction avisée et la rigueur scientifique apportée lors de cette thèse. nombreuses discussions

Montpellier 2, et à Monsieur Jean

rns aussi à Patrice LE ROUX, ingénieur à Alcatel Lucent Submarine Networks à Nozay, pour avoir quatre années, dont le personnel du la outenus 1

Table des matières

Introduction du chapitre 1

1.1. Observatoires sous

1.1.1. Objectifs scientifiques des observatoires sous

1.1.2. Architecture des observatoires de fond de mer

1.1.3. Le développement des observatoires câblés de fond de mer

1.1.4. Projet opto

1.2. Puissance sur fibre optique

1.2.1. Présentatio

1.2.2.

1.2.3. Paramètres clés de la puissance sur fibr

1.3. Contexte de la thèse

Conclusion du chapitre 1

Introduction du chapitre 2

2.1. tion du dispositif tout

2.1.1. Choix technologiques

2.1.2. Effet destructif

2.1.3. Description des phénomènes optiques

2.2. Dispositif expérimental

2.2.1. Présentation du dispositif

2.2.2. Conversion E/O

2.2.3. Composants

2.2.4. Conversion O/E

Conclusion du chapitre 2

Caractérisation en régime st

Introduction du chapitre 3

3.1. Dispositif expérimental

3.2. Caractérisation du transport de la puissance

3.2.1. Transport de la puissance

3.2.2. Ca

3.3.

3.3.1. Superposition de la puissa

3.3.2.

3.4. Caractérisations

3.4.1. Superposition de la puissance et des données descendantes

3.4.2. Su

3.4.3. Superposition de la puissance et des données descendantes et montantes

3.5. Modélisation des phénomènes optiques dans notre dispositif

3.5.1. La diffusion Raman

3.5.2. La diffusion

3.5.3. La double rétrodiffusion Rayleigh

2 Table des matières

3.6. Mise en application du modèle

3.6.1. Comparaison des résultats de modélisation aux résultats expérimentaux

3.6.2. Évolution des phénomènes optiques

Conclusion du chapitre 3

Caractérisation en

131

Introduction du chapitre 4

4 Dispositif de qualification de la transmission du signal

4.1.1. Dispositif expérimental

4.1.2.

4.1.3.

4.1.4. Conditions de mesures

4.2. Qualification du signal transmis

4.2.1. Superposition de la puissance et des données co

4.2.2. Superposition de la puissance et des données échangées simultanément

4.2.3. Diffusion Raman

4.3. Synthèse des résultats

4.3.1. Validité du prototype

4.3.2. Mesures à une fréquence de 5 MHz

4.3.3. Interface électronique

Conclusion du chapitre 4

Annexe A. Modélisation du transfert de RIN

Annexe B. Photographies du dispositif expérimental 3

Introduction générale

sont recueillir le maximum de données multidisciplina à limiter les coûts. Ainsi, dans certaines situations, déjà déployé quelques liaison est dif foistation des instruments, et les données échangées entre les

4 Introduction générale

la t basse consommation, et la construction du démonstrateur déployable en milieu marin. Ce transmettre de la forte puissance et des données sur une seule fibre optique. Nous devrons sitif doit tenir la puissance électrique à fournir aux instruments, le

affranchir ou à en bénéficier. Enfin, nous devons également évaluer la conversion

Nous nous intéresson

nous am

puissance sur fibre. Différentes structures peuvent être identifiées selon leurs performances

le de ces informations nous

Introduction générale 5

f,

de la conversion optique/électrique, réalisée par des cellules photovoltaïques. Nous présentons

cation Raman. Nous réalisons une étude expérimentale en fonction de différents proposons un modèle théorique de la propagation des ondes optiques dans la fibre opti Nous utilisons ensuite ce modèle associé à nos mesures pour déterm

composants supplémentaires et nécessaires pour cette caractérisation. Nous définissons les

binaire. Nous analysons les résultats obtenus dans les différentes configurations de 7

Chapitre 1 :

1.1. Observatoires sous

1.1.1. Objectifs scientifiques

1.1.2. Architecture des observatoires de fond de mer

1.1.3. Le développement des observatoir

1.1.4. Projet opto

1.2. Puissance sur fibre optique

1.2.1. Présentation de la puissance sur fibre

1.2.2.

1.2.3. Paramètres clés de la puissance sur fibre

1.3. Contexte de la thèse

Conclusion du c

8 Chapitre 1

Introduction du chapitre 1

de surveiller et de comprendre le comportement des océans, des réseaux nombreux domaines scientifiques actuellement un sujet de recherche très important de par la grande diversité des informations couvrent essentiellemen

Afin de facilite

l communications té plusieurs catégories de systèmes opto hitecture du dispositif développé dans le projet. observatoir

travail qui consiste à étudier en laboratoire la transmission optique des données et de la

Chapitre 1 9

1.1. Observatoires sous

1.1.1. Objectifs scientifiques des observatoires sous

mal les océans qui occupent pourtant 70% de celle et la

Figure

ou la dimension de la zone à couvrir. même manière que à très long terme, en de nombreux points du globe, et accessibles en temps réel.

Figure

traités à différentes échelles de temps. Il est possible de classer les besoins parmi trois

[Favali

hydrothermaux et leurs variations de biomasse, ainsi que la surveillance des côtes, et

tion de la faune et de la flore. Enfin, la dernière catégorie inclut par exemple le suivi de

ème

halieutique et océanographique sont des laboratoires flottants comportant de nombreux

Figure

10 Chapitre 1

biologie marine et les géosciences

Figure

ns

1.1.2. Architecture des observatoires de fond de mer

un système sans équipage, à un u continent soit définies ponctuelle. Un des premiers observatoires autonomes a été SAMO (Station Abyssale de n 1991 [Person capsules Messengers "

Chapitre 1 11

Figure

acoustique. Dans ce cas, la station sous transmission est qualifiée de quasi temps ré

tandis que la bouée est alimentée par des panneaux solaires ou par une batterie. Il est difficile

stabilité de la Le débit de transmission des données est généralement compris entre 1 par câble vers la station terrestre (

12 Chapitre 1

Figure

transmettre, et le délai po

troisième configuration, le réseau câblé, est quant à elle capable de réaliser des mesures en

continu. re, de câbles sous

Figure

contient des câbles en cuivre pour GRQQpHV /HV Qquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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