Simulation 1

Chapitre ІV simulation et résultats obtenus

IV.1.Introduction

Ce chapitre représente le corps de notre travail pratique qui a pour but

d’étudier les différents formats de modulation, et l’effet de ces formats sur la

qualité de transmission en fonction de différents types de codage, dans notre cas

nous avons choisi les deux types de codages suivants : NRZ, RZ.

IV.2.Présentation générale du logiciel

COMSIS est un logiciel de simulation système développé par une société

française, IPSIS (Ingénierie Pour signaux et Systèmes), basé sur la technopole de

Rennes. L'acronyme de COMSIS signifie communication System Interactive

Software.

COMSIS est un logiciel de simulation des systèmes de télécommunications.

Ses principales fonctionnalités sont :

Analyse statistique.

Analyse spectrale.

Réponse fréquentielle.

Simulation temporelle.

Il permet d'analyser des systèmes analogiques ou numériques décrits sous la

forme de schémas-blocs.

IV.2.3.L'éditeur de schéma bloc :

COMSIS offre un environnement intégré où toutes les fonctions d'éditions et de

traitements s'articulent autour de l'éditeur de schéma-bloc (Figure III- 1).

Figure IV.1: L'éditeur de schéma-bloc de COMSIS.

Les différents formats de modulation dans une liaison optique à haut débit 58


COMSIS dispose d'une aide en ligne contextuelle et hypertexte, constituée du

manuel d'utilisation accessible dans son intégralité.

IV.2.4.Le schéma - bloc de la liaison optique simulé

Nous avons simulé une liaison optique, avec différents types de codage sur

tout le code NRZ et RZ ce qu’on appel modulation NRZ et modulation RZ.

Figure IV.2: liaison optique.

IV.2.4.1.description des dispositifs

1-Les données électriques

2-codeur

code RZ



code NRZ

3-courant laser

4-le laser



5-le détecteur de seuil (driver)

6-Modulateur

7-La fibre optique

8-photodiode



9-filtre

10-la sortie

IV.2.4.2.Résultats de simulation

Simulation temporelle

a.Utilisation du code NRZ

Variable(s) de sortie pour la simulation [sort] : sort

Modification du pas [NON] : NON

Nombre de points a calculer : 7000

Visualisation globale

Signal d’entrée (code NRZ)



Figure IV.3 : représentation du code NRZ.

Diagramme de l’œil

L'évaluation des performances d'une liaison optique peut également se faire

au travers de l'observation du diagramme de l'oeil.

Figure IV.4 : diagramme de l’œil en cas de NRZ.

Le rapport signal à bruit

Cette grandeur elle permet de mesure la qualité du signal perçu par le

destinataire. et de contrôler, en tout point de la liaison optique, la qualité du signal.

Signal-bruit-global

Simulation du signal utile (s) ou du bruit (B) : B

Variable(S) représentant le bruit : SBPE.

Variable “sort” :38.1857364538356 dB (Sortie de la liaison).

Facteur de qualité

Variable a évaluer : sort

Débit théorique ou horloge de synchronisation (D/H) : D



Débit binaire (Mbit/s) [0.1E+05] :

Variable « sort » : 1.33901755071088.

Taux d’erreur

Figure IV.5 : taux d’erreur en cas de NRZ.

b. utilisation du code RZ bipolaire

Figure IV.6 : représentation du code RZ bipolaire.



Diagramme de l’oeil

Figure IV.7 : diagramme de l’œil en cas de RZ.

Commentaire

La diagramme de l'œil permet à la fois de fixer le niveau du seuil de décision et

de retard de l'horloge de synchronisation .si on modifie le débit à l'entrée du laser et

visualiser l'influence sur le diagramme de l'œil .lorsque le débit diminué, l'effet de la

dispersion devient plus faible, et l'œil se ouvert.

D'après les diagrammes de l'œil obtenu, nous pouvons donc observer :

Une marge de bruit sur les seuils de détection des '1' et des '0'.

En conclusion, nous pouvons dire que l'ouverture de l'oeil caractérise le bruit et

les distorsions apportées par la chaîne de transmission. L'opération

d'échantillonnage doit se produire à l'instant précis où l'oeil est le plus ouvert. Un

oeil bien ouvert permettra au dispositif de démodulation de discerner aisément les

symboles transmis. A l'opposé, un oeil fermé se traduira inévitablement par de

nombreuses erreurs de transmission.

rapport signal sur bruit



Simulation du signal utile (s) ou du bruit (B) : B

Variable(S) représentant le bruit : SBPE.

Variable “sort” :36.7498327876484 dB. (sortie de la liaison)

Facteur de qualité

Variable a évaluer : sort

Débit théorique ou horloge de synchronisation (D/H) : D

Débit binaire (Mbit/s) [0.1E+05] :

Variable « sort » : 1.163164322993.

Taux d’erreur

Le calcul de taux d'erreur par une méthode de Monte-Carlo compare bit à bit les

entrées et les sorties binaires du systèmes et compte les erreurs.

Ce dernier est défini comme le rapport du nombre d'erreurs au nombre total N

d'éléments binaires transmis. C'est une grandeur aléatoire qui constitue une estimation de la

probabilité d'erreur.

Plus la probabilité d'erreur est faible, plus le nombre N doit être grand. La mesure

devient donc impossible pour des probabilités d'erreur trop faibles.

Figure IV.8 : taux d’erreur en cas de RZ.



La puissance

D’après notre simulation on trouve les graphes au dessus, aux niveau les blocs suivants

Laser.

Modulateur.

Figure IV.9 : la puissance en sortie du laser et modulateur.

Dans la modulation directe les données de chaque utilisateur sont modulées

directement par le laser.

Nous avons utilisé, pour la simulation, un composant de la bibliothèque

optique de COMSIS:LASER-SYSTEME.

la modulation directe du laser s'accompagne de "pics" sur chaque front

montant Pour cette raison, le diagramme de l'œil est très déformé , à cause de la

dispersion , mais aussi car le signal de départ est déformé lui aussi .

Nous avons constaté pour qu'à un débit faible les signaux a la sortie du laser

en modulation directe ne sont plus stables.

Le modulateur électro-absorbant est tout d'abord configuré de telle sorte que la

modulation d'amplitude soit maximale, afin de bien séparer les niveaux optiques

pendant la transmission.



En général, pour une tension externe nulle, le modulateur laisse passer la

lumière qu'il reçoit sur son entrée optique (laser).pour une tension négative, le

modulateur absorbe une proportion du signal optique.

Si on examine le niveau de puissance émis correspondant à une donnée 0, on

constate que le modulateur MEA n'absorbe pas complètement le signal.

Ce problème lié au fonctionnement du MEA risque d'introduire des niveaux de

puissances parasites qui contribueront en réception à créer des erreurs de décision.

C'est pour ça on a utilisé un autre type de modulateur Mash-Zhender (MEZ).

Le fonctionnement de ce type est basée sur des effets électro-optiques.l'indice de

réfraction du matériau constitutif du modulateur peut être modifié par l"application

d'un champ électrique qui varie en fonction des données à transmettre.

Lors d'une modulation externe, la puissance de sortie du laser est continue.

Puis ce signal lumineux est modulé par le modulateur externe, mais il est aussi

inévitablement atténué. La puissance de sortie de l'émetteur est égale à la puissance

délivrée par le laser, diminuée des pertes d'insertion du modulateur puis des pertes

d'absorption :

P (fibre) dbm = P (laser) dbm - Pertes insertiondB- Pertes absorptiondB.

Pour cette première simulation, les pertes d'insertion sont fixées à 13 dB.



Figure IV.10 : Spectres en sortie du modulateur, de l’entrée et de la sortie d’une

liaison optique.

La visualisation des spectres montre que l’effet Kerr ne crée pas de mélange

à 4 ondes pénalisant, en raison de la présence d’une dispersion chromatique forte.

IV.2.4.3.Comparaison des modulations directes/externes

Afin de nous permettre de choisir le types de modulation pour les simulations,

nous vérifions la stabilités des signaux quand on augmente le débit des

données.cette vérification de la stabilités des signaux est important.

IV.2.4.4.Conclusion

Notre simulation sur le logiciel COMSIS, nous a permis d’apprendre

l’utilisation de ce logiciel pour simuler certains systèmes de télécommunications

optiques, et de bien confirmer notre étude sur les différents formats de modulation

en fonction de différent type de codage (NRZ, RZ).

Enfin les modulateurs externes présente une sensibilité bien inférieure que les

modulations directe aux effets non linéaires, et permet d’améliorer les performances

de transmission au delà de 10Gbit/s.


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