QCM N° 21

Transmission

et stockage de

l'information.

 

   

 

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QCM N° 21 : Transmission et stockage de l’information.

 Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Aide

La fibre optique représentée ci-dessous est une fibre :

 fibre optique

Monomodale.

Multimodale.

Multimodale à gradient d’indice.

C

2

Aide

Le coefficient d’atténuation linéique dans un milieu donné s’exprime par :

 coefficient d'atténuation linéique

Le rapport rapport Pe / Ps s’exprime par :

 réponse A

 réponse B

 réponse C

C

3

Aide

Le coefficient d’atténuation linéique d’un signal dans une fibre optique est égal à 20 dB . km–1. Sur un tronçon de ligne de 100 m, le rapport rapport Pe / Ps des puissances d’entrée et de sortie est de :

1,6

2

102

A

4

Aide

Données :

1 Gio = 230 octets

1 Mio = 220 octets

Pour télécharger un fichier de 4,5 Gio au débit de 1,5 Mio . s–1, il faut environ

3,1 x 103 s

3,0 s

3,3 ms

A

5

Aide

La lecture des disques optiques gravés industriellement :

Repose sur les interférences optiques.

Nécessite un faisceau laser.

Se fait grâce à une suite de creux et de plats.

A, B et C

6

Aide

La lecture des disques gravés à la maison :

Repose sur des interférences optiques.

Nécessite un faisceau laser.

Se fait grâce à une suite de creux et de plats.

B

7

Aide

La capacité de stockage des DVD est supérieure à celle des CD, car :

La piste d’écriture est plus longue.

La taille des DVD est supérieure à la taille des CD.

La longueur des creux et des plats d’un DVD est inférieure à celle d’un CD.

A et C

8

Aide

Du Cd au DVD, puis au BD :

La capacité de stockage augmente.

La longueur d’onde de la radiation du laser augmente

La longueur de la piste augmente.

A et C

9

Aide

Le phénomène physique qui limite la capacité de stockage des disques optiques est :

Le phénomène de diffraction.

Le phénomène d’interférences.

Le phénomène de réfraction.

A

10

Aide

Pour un spot circulaire, le diamètre d est donné par la relation :

 réponse A

 réponse B

réponse C

B

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

Essentiel :

1)- La fibre optique :

2)- Coefficient d’atténuation linéique :

3)- Coefficient d’atténuation linéique (suite) :

4)- Durée du chargement :

5)- Lecture des disques gravés industriellement :

6)- Disques gravés à la maison :

7)- Capacité de stockage des CD et DVD :

8)- CD, DVD et BD ;

9)- Limitation du stockage :

10)- Diamètre d du spot circulaire :

  

1)- La fibre optique :

    Composition d’une fibre optique :

-    Elle se compose de trois parties :
-    La protection en plastique,
-    La gaine,
-    Et le cœur.

fibre optique4 

                 Les fibres multimodales :

 Les radiations subissent des réflexions successives dans la fibre.
 Le trajet parcouru par la radiation est supérieur à la longueur de la fibre.
 Ainsi des radiations émises simultanément peuvent avoir des trajets (ou modes) différents.
 Le signal de sortie est dégradé par rapport au signal d’entrée car il s’étale dans le temps.
 On distingue :
 Les fibres multimodales à saut d’indice et les fibres multimodales à gradient d’indice :

    Les fibres multimodales à saut d’indice :

-    L’indice de réfraction varie brusquement entre le cœur et la gaine.
-    Elles ne sont plus utilisées aujourd’hui :
-    Schéma :

fibre multimodales à saut d'indice 

-    L’étalement du signal dans le temps est important.

    Les fibres multimodales à gradient d’indice :

-    L’indice de réfraction varie progressivement entre le cœur et la gaine.
-    Les fibres multimodales à gradient d’indice sont utilisées sur de courtes distances.
-    Schéma :

 fibre multimodale à gradient d'indice

 

-    L’étalement du signal dans le temps est réduit.

    Les fibres monomodales :

-    Les radiations subissent peu de réflexions successives.
-    L’étalement dans le temps du signal de sortie par rapport au signal d’entrée est plus faible que dans le cas de d’une fibre multimodale.
-    Les fibres monomodales sont utilisées sur de longues distances (réseaux sous-marins).
-    Schéma :

 fibre monomodale

  

2)- Coefficient d’atténuation linéique :

-    Le coefficient α atténuation linéique est défini par :
-     coefficient d'atténuation linéique
-    Le coefficient α d’atténuation linéique s’exprime en dB . m–1.
-    Le rapport rapport Pe / Ps s’exprime par :
-     

3)- Coefficient d’atténuation linéique (suite) :

-     alpha =

4)- Durée du chargement :

-     Durée =

5)- Lecture des disques gravés industriellement :

-    Sur les CD, DVD et BD (Blu-ray) gravés industriellement, les données sont codées sous forme d’une succession de creux (pits) et de plats (lands) disposés en spirale à partir du centre du disque.
-    La lecture nécessite un faisceau laser et elle repose sur les interférences optiques.
-    Schéma du dispositif :
 Principe du lecteur compact

6)- Disques gravés à la maison :

-    Le laser utilisé lors de l’enregistrement fonctionne à deux niveaux différents de puissance :
-    Un niveau élevé qui permet de chauffer le composé polycristallin pour le rendre opaque :
-    Un niveau faible qui le chauffe légèrement et permet de la rendre transparent.
-    Lors de la lecture, quand le faisceau laser rencontre une partie opaque, il est absorbé, sinon il est réfléchi.
-    Ici la lecture du DVD ne repose pas sur les interférences optiques. Il n’y a pas de creux et de plats.

7)- Capacité de stockage des CD et DVD :

-    La capacité de stockage des DVD est supérieure à celle des CD :
-    La piste de lecture des DVD est plus longue que celle des CD.
-    La longueur d’onde du faisceau laser des DVD est plus petite que celle des CD.
-    La longueur des creux et des plats d’un DVD est inférieure à celle d’un CD.
-    On a gardé la même taille pour les CD et les DVD.

8)- CD, DVD et BD ;

-    Tableau :

Format

CD

DVD

BD

Longueur d’onde (nm)

780

650

405

Ouverture numérique NA

0,45

0,60

0,85

Écartement des lignes (μm)

1,6

0,74

0,32

Taille minimale d’un creux (nm)

126

105

65,3

Capacité de stockage (Gio)

0,75

4,4

23

-    Du Cd au DVD, puis au BD :
-    La capacité de stockage augmente,
-    La longueur d’onde de la radiation du faisceau laser diminue,
-    La taille minimale des creux diminue.
-    L’écartement des lignes diminue.
-    La longueur de la piste augmente.

9)- Limitation du stockage :

-    Du fait du phénomène de diffraction, le spot du laser ne sera pas ponctuel mais aura la forme d'un disque de diamètre d.
-    La diminution de la longueur d’onde λ de la radiation et l’augmentation de l’ouverture numérique NA de l’émetteur laser permettent de diminuer le diamètre du spot laser.
-    Mais, le phénomène de diffraction impose, pour une radiation de longueur d’onde donnée, un diamètre minimal du faisceau.
-    La capacité de stockage des disques optiques est donc limitée.

10)- Diamètre d du spot circulaire :

-    Schéma du dispositif :

 Lentille L2

-    D est le diamètre du faisceau laser.
-    d est le diamètre du spot sur le disque,
-    f est la distance focale de la lentille convergente,
-    a est l'angle du cône lumineux émergent de la lentille.
-    Le diamètre d du spot du faisceau laser dépend de la longueur d’onde λ de la radiation et de l’ouverture numérique (NA) qui dépend de l’émetteur laser.

                 L’ouverture numérique :

-    L’ouverture numérique (NA : Numerical Aperture) est définie par la relation suivante :
-     NA

                 Le diamètre du spot laser

-    Du fait du phénomène de diffraction, le spot du laser ne sera pas ponctuel mais aura la forme d'un disque de diamètre d.
-    Le diamètre d du spot laser sur le disque optique est proportionnel à la longueur d’onde λ de la radiation et inversement proportionnel à l’ouverture numérique, NA, qui dépend de l’émetteur laser.
-     

CD 

DVD 

 BD

 

 

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer