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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Christine Tremblay

PLAN DE COURS

Été 2018
TEL146 : Réseaux optiques Ethernet métropolitains (3 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Unités d'agrément
Données non disponibles

Descriptif du cours

Objectifs du cours

L’objectif du cours est d’étudier les notions fondamentales associées à la conception, à l’analyse et aux tests de performance des systèmes de transmission et liaisons à fibre optique, ainsi que les notions de base sur la couche physique des réseaux optiques. À la fin du cours, l’étudiant(e) devra être en mesure :

de connaître les différents éléments constituant un système de transmission à fibre optique (transmetteurs, récepteurs, fibre optique, amplificateurs, commutateurs, etc.);
de comprendre les phénomènes de propagation dans une fibre optique : atténuation, dispersion, effets non linéaires;
de calculer le budget de puissance d’une liaison optique;
de faire la conception et l’analyse de liaisons optiques point à point et de les modéliser à l’aide d’outils de simulation de couche physique de réseau optique;
de comprendre les principes de fonctionnement des équipements de transmission et de test utilisés en télécommunication optique et de pouvoir les mettre en application dans des expériences pratiques de montage et de test de liaisons et réseaux optiques;
de connaître les principales architectures et caractéristiques des réseaux optiques.

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 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 VPItransmissionMaker^TM. Dans un deuxième temps, une séance d’initiation à la fibre optique et aux équipements de photonique (fusionneuse, puissancemètre optique, OTDR, analyseur de spectre...) 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 2 heures de travaux pratiques viendront enrichir la formation et 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.

Des séminaires sont également au programme.

Utilisation d’appareils électroniques

N/A

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Mercredi	18:00 - 22:00	Laboratoire aux 2 semaines
	Jeudi	18:00 - 21:30	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Richard Thivierge	Activité de cours	rthivierge@gmail.com	A-2608

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
	Systèmes de transmission 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. Correction d’erreurs. Effets du bruit sur la performance du système.	9 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
	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.	6 heures
	Total	39

Note : La durée et l’ordre de présentation des thématiques sont sujets à changement. Toutes les séances de cours sont d’une durée de 3 heures 30 minutes.

Laboratoires et travaux pratiques

Date	Description	Heures
	Initiation à la fibre optique et aux équipements de photonique	4 heures
	Analyse de la plateforme Ciena Optical Metro 3500	4 heures
	Simulation d’une liaison optique avec VPItransmissionMaker^TM	8 heures
	Analyse de la plateforme Ciena Optical Metro 5200	4 heures
	Travaux pratiques (résolution de problèmes d'ingénierie de liaison)	4 heures
	Le logiciel de simulation VPItransmissionMaker^TM 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 Metro^TM 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.
	Total	24

Utilisation d'outils d'ingénierie

Le logiciel de simulation VPItransmissionMaker^TM 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 Metro^TM conçus pour des applications métropolitaines, ainsi que d'un système de transmission cohérent Ciena OM6500^TM à 100 Gbit/s pour applications longue distance et sous-marines, viendra compléter la formation pratique.

Évaluation

Activité	Description	%*	Date
	Mini-test	5 %
	Examen intra	30 %	13 juin 2018
	Laboratoires	30 %
	Examen final	35 %

*La note de passage est de 50%.

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	13 juin 2018

Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux

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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par 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 un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen 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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Documentation obligatoire

KEISER, G., Optical Fiber Communications, 4th Edition, McGraw-Hill, 2011

Ouvrages de références

SENIOR, John M., Optical Fiber Communications: Principles and Practice, Pearson/Prentice Hall, 2008.

RAMASWAMY, R., SIVARAJAN, K.M., Optical Networks: A Practical Perspective, 3^rd 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.

BENSOUSSAN, D., Introduction à la communication par fibre optique : une approche pratique, ÉTS (2001).

Toutes les autres références bibliographiques seront affichées sur le site web du cours (https://cours.etsmtl.ca/tel146/) auquel tous les étudiants inscrits au cours auront accès.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://cours.etsmtl.ca/tel146/