v1.17.9 (1402)

Enseignement scientifique & technique - TELECOM203 : Communications optiques

Domaine > Communications.

Descriptif

La transmission d'information par fibre optique constitue une technologie éprouvée permettant le transport de signaux numériques sur des distances de plusieurs milliers de kilomètres et à des débits excédant plusieurs Térabits par seconde [1]. Nonobstant, l’évolution actuelle des systèmes opérant à très haut-débit ne se limite plus exclusivement aux liens optiques longues distances (e.g. transocéanique, réseaux cœurs) [2]. En effet, le déploiement des réseaux d’accès amenant la fibre chez l’abonné (e.g. FTTH) requiert également des débits qui doivent être maximisés. De plus, le transport de l’information dans et entre les centres de données  (Google, Facebook,...) doit aussi se prémunir de structures robustes, capables de juguler un flot de données en croissance exponentielle [3,4]. Enfin, les liens optiques intégrés (photonique silicium) ouvrent la voie à de nombreuses applications à fort potentiel comme les communications intra-puces, une donnée importante pour le déploiement des systèmes multicœurs de demain (e.g. calcul à haute performance). Les contraintes de coût imposées par ces nouvelles technologies devront en sus être prises en compte notamment pour réduire l’empreinte énergétique induite par l’agrégation massive des données en permettant l’implémentation de l’optique en proximité des sources [5]

Cette unité d'enseignement traite la génération, la modulation, la propagation et la détection des signaux optiques. L’implémentation de ces technologies met en jeu un nombre important de concepts, de dispositifs et de problématiques de dimensionnement qui demandent une bonne connaissance du domaine de la photonique et de l'optoélectronique. En repartant de l'exemple des transmissions par fibres optiques dont le contexte historique et conceptuel sera rappelé en introduction, ce cours s'attardera à décrire les caractéristiques fonctionnelles des éléments principaux constituant le système tant d'un point de vue conceptuel que matériel. L'étude des interfaces optoélectroniques et des composants d’extrémités (laser, détecteur,…) fera appel à des notions de physiques abordées de façon simplifiée dans le cadre de cet unité d’enseignement. Une visite du laboratoire d’optoélectronique de Télécom ParisTech est également proposée afin d’illustrer de manière pratique certaines notions (systèmes & dispositifs) abordées pendant le cours. Les seances de travaux pratiques seront programmés dans le cadre de TELECOM205 (projet filière) et donc non accessibles aux étudiants en échange non diplômant.

 

[1] G. P. Agawal, Fiber-optics communication systems, Wiley (2002).

[2] Cisco, “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2015–2020,” (2016). 


[3] Xiang Zhou, Hong Liu, Ryohei Urata, Datacenter Optics: Requirement, Technology and Trend, Chinese Optics Letters (2017).

[4] K. Hinton, J. Baliga, M. Feng, R. Ayre, and R. Tucker, Power consumption and energy efficiency 
in the internet, IEEE Network, (2011). 


[5]  C. F. Lam, H. Liu, and R. Urata, What Devices do Data Centers Need ?, Conf. Opt. Fiber Commun. 
Tech. Dig. Ser., (2014). 


 

Objectifs pédagogiques

Objectifs

1-       Donner une vision exhaustive des composants optoélectroniques et systèmes de transmission optiques;

2-   Décrire et expliquer théoriquement les composants utilisés pour la génération, la modulation, la détection et la transmission de l’information;

3-       Sensibiliser aux problématiques du très haut-débit (e.g. data centers) et du développement grandissant des liens optiques intégrés (e.g. super-calculateurs). 

nombre d'heure en présentiel

24

effectifs minimal / maximal

1/21

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Echange non diplomant

Notions de base en électromagnétisme, optique, physique des semi-conducteurs, physique des lasers, communications numériques (modulation).   Pour les étudiants en échange non diplômant, cette unité d'enseignement peut être suivie indépendamment de la filière.

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur

BCI COM 101, PHY 101, COM 105  Notions de base en électromagnétisme, optique, physique des semi-conducteurs, physique des lasers, communications numériques (modulation).   Cette unité d'enseignement ne peut être suivie que par les étudians inscrits dans la filière TELECOM.

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Echange non diplomant

Vos modalités d'acquisition :

Exament écrit (avec documents)

Travail personnel noté

 

L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 2.5 ECTS

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur

Vos modalités d'acquisition :

Exament écrit (avec documents)

Travail personnel noté

Travaux pratiques

L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 2.5 ECTS
  • Crédit d'UE électives acquis : 2.5

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

Programme détaillé

TH1 : Présentation de l'UE -- Visite du laboratoire d'Optoélectronique

TH2 : Rappels de semiconducteurs

TH3 : Introduction aux systèmes WDM

TH4 : Photodétection

TH5 : Fibres optiques

TH6 : Fibres optiques

TH7 : TD  Photodétection

TH8 : Principe du laser

TH9 : TD Laser

TH10 : Lasers à semiconducteurs et amplification optique 

TH11 : Lasers à semiconducteurs et amplification optique

TH12 : Modulation

TH13 : TD Modulation

TH14 : Systèmes optiques 

TH15 : TD Lasers à semiconducteurs

TH16 : Contrôle des connaissances

Mots clés

optoélectronique, photonique, communications optiques à haut-débit

Méthodes pédagogiques

Cours magistraux, travaux dirigés, exercices à la maison
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