Diapositive 1

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LE BRUIT DANS LES LIAISONS OPTIQUES RF ET
MICRO-ONDES PAR FIBRE OPTIQUE CAUSES ET
REMEDES G. Quadri1 et maintenant 2, B.
Onillon1,O. Llopis1 1LAAS-CNRS, 7 avenue du
Colonel Roche, 31077 Toulouse, France 2CNES,
avenue Edouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 4,
France Gianandrea.Quadri_at_cnes.fr, llopis_at_laas.fr
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Outline
Introduction
La distribution de signaux de référence par voie
optique
Le bruit de phase dans une liaison optique
Photo-oscillateur verrouillé par injection
(I.L.P.O.) et simulation CAO
La distribution de signaux de référence RF
La distribution de signaux de référence
micro-ondes
Conclusion
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La distribution de signaux de référence dans un
satellite de télécommunications
Pourquoi la fibre?
Masse faible
Encombrement réduit
Pas dinterférence avec des signaux électriques
Isolation excellente
Autres Applications possibles
Accès aux divers éléments dune Antenne Active

Contrôle et Alimentation dune Antenne  Sol 
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Le Bruit de Phase dans un Réseau de Distribution
Optique
Bruit du Laser (Performance en RIN RF et 1/f)
Bruit lié aux Récepteurs
Bruit lié aux Pertes Optiques et/ou à la
Répartition du Signal RF ou Micro-onde sur un
Nombre Variable de Récepteurs

• Émetteur Choix du laser (Pout, RIN)
  Isolation optique

• Récepteur Conditionnement du signal RF ou
  Micro-onde (Filtrage,
  Photo-Oscillateur, PLL)

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Simulation du bruit de phase dun signal issu
dun Oscillateur Ultra Stable à 10 MHz et
transmis par voie optique sur un nombre variable
de récepteurs
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(No Transcript)
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Bruit optique (RIN)
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Bruit optique (RIN)
Oscillateur libre
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Bruit optique (RIN)
Oscillateur libre
Liaison avec photo-oscillateur
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Bruit de lémetteur
Mitsubishi FU68PDF-V510M59B
RIN measurement test bench

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Avantages et défauts de la solution
photo-oscillateur
Avantages Puissance de sortie constante
Filtrage du bruit de phase loin de la
porteuse Défauts Largeur de bande
réduite Difficile à simuler avec des logiciels
sur commerce
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Théorie des photo-oscillateurs verrouillés par
injection
Approche analytique
Radio-Frequency Injection locked oscillator phase
noise
K. Kurokawa (1968)
R. Adler (1946)
D. B. Leeson (1966)
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Théorie des photo-oscillateurs verrouillés par
injection
Optical Link Noise
Injection locked photo-oscillator phase noise
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Théorie des photo-oscillateurs verrouillés par
injection
Optical Link Noise
Injection locked photo-oscillator phase noise
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Approche CAO pour la simulation de la bande de
synchronisation

• Harmonic Balance
• Technique de la boucle ouverte
• Technique de la sonde

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Approche CAO pour la simulation de la bande de
synchronisation
Convergence sur une solution non physique

• Harmonic Balance
• Technique de la boucle ouverte
• Technique de la sonde

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Approche CAO pour la simulation de la bande de
synchronisation

• Harmonic Balance
• Technique de la boucle ouverte
• Technique de la sonde

Problèmes de convergence

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Approche CAO pour la simulation de la bande de
synchronisation

• Harmonic Balance
• Technique de la boucle ouverte
• Technique de la sonde

Solution Meilleure
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Technique de la sonde
A. Suarez, R. Quéré  Stability Analysis of
Nonlinear Microwave Circuits  Artech House,
Boston, 2003
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Exemple de courbes de synchronisation du
photo-oscillateur à 10 MHz obtenues avec Agilent
ADS en fonction des pertes optiques
Ces résultats ont été obtenus avec un
résonateur avec QL220
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Exemple de courbes de synchronisation de
loscillateur à 874.2 MHz obtenues avec Agilent
ADS en fonction de la puissance du signal
synchronisant
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Performances en bruit de phase de la liaison à
10 MHz pour trois différentes configurations de
réception
10 dB Optical Power Loss

• Laser Alcatel 1905 LMI
• Photodiode (polarisée et amplifiée) Agere 2606
  B

Choix du résonateur à quartz coût faible,
AT-cut (QL14000)
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Comparaison théorie-expérience pour la liaison
optique à 10 MHz avec photo-oscillateur
4,3 dB optical losses
10 dB optical losses
Phase Noise (dBc/Hz)
Phase Noise (dBc/Hz)
Frequency offset (Hz)
Frequency offset (Hz)
15 dB optical losses
Phase Noise (dBc/Hz)
Frequency offset (Hz)
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Bruit de phase résiduel de la liaison optique à
874.2 MHz avec photo-oscillateur
Simulation
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Transmission dun signal synthétisé à 874.2 à
travers une liaison optique avec
photo-oscillateur
Mesure
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Photo-Oscillateurs en gamme Micro-onde
Paramètres de Verrouillage et de Bruit de Phase
de divers Photo-Oscillateurs à 3.5 GHz réalisés
avec le Composants HEMT, TBH et Photodiode
Amplificateur SiGe (QL160)
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Photo-Oscillateurs en gamme Micro-onde
Paramètres de Verrouillage et de Bruit de Phase
de divers Photo-Oscillateurs à 3.5 GHz réalisés
avec le Composants HEMT, TBH et Photodiode
Amplificateur SiGe (QL160)
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Conclusion et Perspectives
Liaison optique à très faible bruit de phase
pour la distribution dun O.U.S. à 10 MHz

• Intérêt de lapproche photo-oscillateur

Puissance de sortie constante

• Réalisation dun photo-oscillateur intégré à
  10 MHz (mesures du bruit de phase actuellement
  en cours)

Liaisons optiques hyperfréquences à faible bruit
de phase

• Lapproche photo-oscillateur nest pas
  strictement nécessaire pour respecter les
  performances en bruit de phase, mais est
  toutefois très intéressante pour la possibilité
  davoir une puissance de sortie constante

Perspectives

• Liaisons optiques à faible bruit de phase en
  bande Ku et KA
• Utilisation de micro-résonateurs optiques