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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Christine Tremblay


PLAN DE COURS

Hiver 2026
ELE772 : Communications optiques (3 crédits)


Préalables
Pour tous profils : ELE413



Description du cours
Au terme de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant aura vu les notions fondamentales associées au design, à l’analyse et aux tests de performance des systèmes de transmission à fibre optique et des réseaux optiques.

Principes fondamentaux et analyse des principaux éléments d’un système de transmission à fibre optique. Transmetteurs optiques. Récepteurs optiques. Fibre optique: atténuation, dispersion chromatique, PMD, effets non linéaires. Techniques de modulation et de multiplexage du signal. Amplificateurs optiques. Introduction au design d’un système de transmission à fibre optique : architecture et composants, budget de puissance, systèmes à un canal de transmission et à plusieurs longueurs d’onde, réseaux optiques WDM. Introduction aux outils de simulation et d’analyse de performance, de même qu’aux techniques de tests et mesures applicables aux systèmes de communication optique.

Séances de laboratoire et travaux pratiques portant sur le design, la caractérisation et l’analyse des systèmes de transmission à fibre optique à l’aide d’instruments de test et d’outils de simulation.



Stratégies pédagogiques

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :
Un (1) cours magistral par semaine durant lequel l’emphase sera mise sur l’acquisition des connaissances théoriques associées aux technologies de transmission à fibre optique. Des exemples pratiques de mise en application des concepts seront présentés afin de permettre aux étudiant(e)s de bien assimiler les notions abordées.
Cinq (5) séances de quatre (4) heures de laboratoire qui serviront, dans un premier temps, à mettre en application les principes d’ingénierie de liaison optique dans le cadre d’un projet de conception d’une liaison optique WDM amplifiée qui sera réalisé à l’aide du logiciel de simulation VPItransmissionMakerTM. Dans un deuxième temps, une séance d’initiation à la fibre optique et aux équipements de photonique (fusionneuse, puissancemètre optique, réflectomètre optique (OTDR), analyseur de spectre (OSA), etc.) sera réalisée. Une analyse expérimentale des équipements de télécommunication optique pour applications métropolitaines et régionales, ainsi que d'un système cohérent à 100 Gbit/s pour applications longue distance et sous-marines, complètera la formation pratique.
Deux (2) séances de deux (2) heures de travaux pratiques qui viseront la résolution d’exercices proposés aux étudiants afin de permettre une meilleure compréhension et une mise en application des notions étudiées dans le cours.
Visite(s) industrielle(s) ou séminaires par des conférenciers invités sont également prévus au programme.
 



Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 58,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Science du génie 29,4 UA 50,00 %
Conception Ingénierie 29,4 UA 50,00 %






Utilisation d’appareils électroniques

Aucun



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:30 Laboratoire aux 2 semaines
Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Christine Tremblay Activité de cours christine.tremblay@etsmtl.ca A-2582
01 Dipankar Sengupta Laboratoire aux 2 semaines Dipankar.Sengupta@etsmtl.ca



Cours
Date Contenus traités dans le cours Heures
  Introduction  aux communications optiques
  • Historique et évolution des systèmes de transmission à fibre optique.
  • Principaux éléments d’une liaison à fibre optique.
  • Réseaux optiques.
  • Outils de simulation et de modélisation.

 

3 heures
  Fibre optique
  • Propagation de la lumière dans une fibre optique.
  • Structure et modes.
  • Polarisation.
  • Types de fibres optiques.
  • Techniques de fabrication et de conception.
  • Mécanismes de dégradation du signal dans une fibre optique : atténuation, dispersion chromatique, PMD, effets non linéaires.

 

3 heures
  Transmetteurs optiques
  • Sources optiques à semi-conducteurs.
  • Diodes électroluminescentes (DEL) et diodes laser : structures, propriétés.
  • Transmetteurs laser : techniques et formats de modulation.
  • Injection de la lumière dans une fibre optique : pertes d’insertion, ouverture numérique, connecteurs.

 

3 heures
  Récepteurs optiques
  • Photodétecteurs à semi-conducteurs : structures et types.
  • Bruit et temps de réponse d’une photodiode.
  • Récepteurs optiques : configurations, calcul de performance, préamplificateurs, circuits à haute vitesse.

 

3 heures
  Ingénierie de liaison - effets linéaires
  • Systèmes de transmission numériques : principes et architectures.
  • Liaisons optiques point à point.
  • Calcul du budget de puissance.
  • Systèmes à un canal de transmission et systèmes WDM.

 

6 heures
  Concepts et technologies WDM
  • Caractéristiques et propriétés des systèmes de transmission WDM : capacité, transparence, routage et commutation de longueurs d’ondes.
  • Principes opérationnels et composants d’un système WDM.
  • Nouvelles technologies de transmission.

 

3 heures
  Amplificateurs optiques
  • Amplificateurs optiques : principe de fonctionnement, types.
  • Architecture et caractéristiques d’un amplificateur optique à l’Erbium (EDFA).
  • Applications.

 

3 heures
 

Ingénierie de liaison longue distance - bruit et effets non linéaires

  • Correction d’erreurs.
  • Effets du bruit sur la performance du système.
  • Rapport signal sur bruit optique (OSNR)
  • Effets non linéaires :
    • diffusion Raman,
    • diffusion Brillouin,
    • modulation de phase,
    • mélange à quatre ondes.
 3 heures
  Réseaux optiques
  • Réseaux optiques locaux, métropolitains et longue distance.
  • Réseaux optiques passifs (PON).
  • Topologies des réseaux optiques.
  • Budget de puissance d’un réseau optique.
  • Standards et réseaux SONET/SDH.
  • Réseaux WDM distribués et à routage de longueurs d’onde.
  • Performance d’un réseau optique : effets non linéaires et de dispersion.
  • Gestion de la dispersion dans les réseaux optiques.

 

6 heures
  Tests et mesures
  • Paramètres d’une liaison optique.
  • Standards de mesures et procédures de test.
  • Principes de fonctionnement des principaux instruments de test : analyseur de spectre optique, réflectomètre optique (OTDR).
  • Techniques de mesure : atténuation, pertes d’insertion, dispersion, PMD, diagramme d’œil, BER.
  • Méthodes de test applicables aux sources et amplificateurs optiques.

 

3 heures
  Examen intra 3 heures
  Total 39 heures



Laboratoires et travaux pratiques
Date Description Heures
  Laboratoires
  • Conception d’une liaison à fibre optique WDM  (12 heures)
  • Initiation à la fibre optique et aux équipements de mesures optiques  (4 heures)
  • Analyse de deux plateformes de transmission optique pour applications métro et d'un système cohérent à 100 Gbit/s pour applications longue distance et sous-marines (4 heures)

 

20 heures
  Travaux pratiques 4 heures
  Total 24 heures



Utilisation d'outils d'ingénierie

Le logiciel de simulation VPItransmissionMakerTM sera utilisé pour les activités de conception et d’analyse de performance de liaisons optiques WDM longue distance. Une analyse expérimentale des systèmes de transmission Ciena Optical MetroTM conçus pour des applications métropolitaines, ainsi que d'un système de transmission cohérent Ciena OM6500TM à 100 Gbit/s pour applications longue distance et sous-marines, viendra compléter la formation pratique.


Évaluation


Informations additionnelles :
Activité Description % Date
  Mini-test 5 %  
  Examen mi-session 30 % 16 février 2026
  Laboratoires 30 %  
  Examen final 35 %  

 

La note de passage est de 50%.


Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 février 2026



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Politique institutionnelle



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire

Références obligatoires, 3 options :



Ouvrages de références

Handbook of Optical Networks, Biswanath Mukherjee, Ioannis Tomkos, Massimo Tornatore, Peter Winzer, Yongli Zhao, Editors, Springer, 2020 (version numérique disponible à la bibliothèque de l’ÉTS): https://www.etsmtl.ca/bibliotheque/Infos-generales/Renseignements-utiles/Acces-hors-campus

RAMASWAMY, R., SIVARAJAN, K.M., Optical Networks: A Practical Perspective, 3rd Edition, Morgan Kaufmann Publishers, 2010.

KARTALOPOULOS, S.V., DWDM: Networks, Devices and Technology, Wiley, 2003.

AGRAWAL, G.P., Fiber-Optic Communication Systems, Wiley, 2002.

MUKHERJEE, B., Optical WDM Networks, Springer, 2006.

GUMASTE, A., DWDM Network Designs and Engineering Solutions, Cisco Press, 2003.

GIRARD, A., Guide to WDM Technology and Testing, EXFO, 2000.

GIRARD, A., FTTx PON: Technology and Testing, EXFO, 2005.


Toutes les autres références bibliographiques seront affichées sur le site web du cours (http://cours.ele.etsmtl.ca//) auquel tous les étudiants inscrits au cours auront accès.
 



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/