Dispersion chromatique dans une fibre optique et bande passante

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Dispersion chromatique : vitesses différentes des composantes de longueurs d'onde voisines. • Formule de l'élargissement temporel : = D_c L. • Unités : D_c en ps·(nm·km)^-1, en nm, L en km, en ps. • Conséquence : étalement des impulsions et chevauchement entre bits consécutifs. • Débit binaire maximal limité par la dispersion : D_max 1/ .

Le cours

1. Origine de la dispersion chromatique Même avec un émetteur laser performant, un signal lumineux n'est jamais rigoureusement monochromatique : il s'étale sur une faible largeur spectrale (typiquement 0,1 à 2\ nm). Dans la silice, l'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde (n = n()). Les différentes composantes spectrales voyagent à des vitesses différentes : c'est la dispersion chromatique. 2. Élargissement temporel des impulsions Au cours de la propagation sur une longueur L, une impulsion initialement brève s'élargit temporellement d'une durée : = D_c L • est l'élargissement temporel de l'impulsion en picosecondes (ps). • D_c est le paramètre de dispersion chromatique de la fibre en ps·(nm·km)^-1 (environ 17\ ps·nm^-1·km^-1 à 1550\ nm pour une fibre standard G.652). • est la largeur spectrale de la source en nanomètres (nm). • L est la longueur de la liaison en kilomètres (km). 3. Limitation du débit binaire maximal Si deux impulsions consécutives s'élargissent trop, elles se chevauchent à l'arrivée (interférence entre symboles) et deviennent indiscernables. Pour éviter les erreurs binaires, la durée d'un bit T_bit doit être supérieure à l'élargissement : D_max 1/ . La dispersion limite ainsi le débit maximal d'une fibre longue.

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