Historique |
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En 1966, l'idée émerge de faire
passer grâce à la lumière, les informations. Le gros problème de l'époque
est la perte de données qui s'effectue à cause du manque de précision. Il
aura fallut de nombreuses années pour la fibre optique soit à peu prés au
point. Un autre problème que les premiers chercheurs ont eu du mal à
résoudre c'est le fonctionnement sur de longues distances.
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Introduction |
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La fibre optique est une des plus grandes avancées technologiques en
matière de câblage puisqu’elle perd tous les désavantages des câbles
électriques (puissance, impédances,...). Son but est de transporter de la
lumière dont la source est soit un laser, soit une DEL (diode
électroluminescente, LED en anglais).
L’élément principal de la fibre
est le conducteur central communément appelé âme de la fibre ou cœur. Il
est composé d’une fibre de verre ou de plastique hautement raffiné dans
lequel les ondes optiques vont se propager. Ce conducteur est entouré
d’une gaine optique d’indice de réfraction inférieur à celui du cœur afin
de confiner les ondes optiques dans le cœur. Le tout sera ensuite
recouvert d’un revêtement de protection pour protéger mécaniquement la
fibre. Le système de câblage en fibre optique repose sur des câblage
regroupant un nombre pair de fibres (une pour la transmission, une pour la
réception).
Un câble optique peut négocier des transferts allant jusqu’à 200
Gigabit/s. Et là on parle de distances dépassant plusieurs kilomètres, ce
qu’aucun câble de cuivre ne permet de faire. Aujourd’hui, c’est la
meilleure solution pour des grandes distances et des gros transferts.
Relativement facile à installer, étant donné sa technologie, il permet
surtout de connecter des backbones entre eux. Mais il faut des moyens et
des investissements pour de telles lignes. Le gros avantage de ce type de
câble est qu’il est indifférent aux perturbations électromagnétiques
puisqu'il transporte de la lumière. De plus, il échappe complètement aux
écoutes clandestines, puisqu’en l’occurrence il faudrait se ponter
directement sur le câble ce qui couperait la connexion, c’est donc aussi
une valeur sûre pour de grosses connexions sécurisées.
Voir aussi dossier sur les
liaisons sous-marine et
WDM (Wave
Dense Multiplexing)
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Avantages |
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Les intérêts de ce procédé de
transmission par fibre optique, a priori exotique, sont nombreux :
- perte de signal sur une grande
distance bien plus faible que lors d'une transmission électrique,
- vitesses de transmission très
élevées,
- poids au mètre faible,
- insensibilité aux
interférences extérieures (câble à haute tension, par exemple),
- pas d'échauffement.
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Il existe deux grandes types de fibres :
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- les fibres multimodes ( les rayons de lumière
suivent plusieurs chemins)généralement
utilisé pour de courte distance, a pour
émetteur une diode électroluminescente et des performances d’environ un
gigabits/Km dont on distingue deux groupes, celles à gradient
d’indice (onde de forme sinusoïdale) et celle à saut d’indice
(réfraction à angle droit).
Dans le premier groupe, on assiste à
une décroissance de l’indice de réfraction du centre à la périphérie, ce
qui a pour conséquence que la vitesse de la lumière sera plus faible au
centre, ces fibres sont souvent utilisées pour des liaisons à courte
distance (moins d'un km). Dans le deuxième groupe, il n’y a pas de
gradation dans l’indice de réfraction les dimensions de ces fibres sont
standardisées : 50 microns pour le cœur, 125 microns pour l'enveloppe.
- Dans le cas des fibres monomodes (les rayons
suivent un seul chemin) a pour émetteur un laser ce qui
permet un signal très précis. Ces performances sont d’environ 100
gigabits/km, l’indice de réfraction peut être constant ou
décroissant. Ce type de fibre est limité dans la bande passante car il
présente des dispersions chromatiques étant donné que les différentes
ondes du spectre de la source se propagent à des vitesses différentes.
Les dimensions de cette fibre sont pour le cœur de 5 à 10 microns. En
conséquence la lumière transite le long de l’axe du câble, d’où une
atténuation très faible et une dispersion minimum. Les fibres optiques
monomodes peuvent donc être utilisées sur de plus grandes distances.
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Affaiblissement de la lumière en fonction de la longueur
d'onde de la source |
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L'affaiblissement de la lumière dans
la fibre est fonction de la longueur d'onde de la source. Elle est constante
pour toutes les fréquences du signal utile transmis. Le dessin ci-dessus
montre que l'affaiblissement est plus important vers (850nm) que dans
l'infrarouge (1300-1550nm).
L'affaiblissement
(dB) par unité de longueur (Km), qui est fonction de la
longueur d'onde, soit 0,36 dB/Km à 1300 nm et 0,2 dB/Km
à 1550 nm
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Les différentes sortes
d'émetteurs |
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- Les LED Light Emitting Diode qui fonctionnent dans
l'infrarouge (850nm),
- Les diodes à infrarouge qui émettent dans l'invisible à 1300nm,
- Les lasers, utilisés pour la fibre monomode, dont la longueur d'onde
est 1310 nm ou 1550nm.
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Les
différents types de connecteurs
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Il existe nombre de connecteurs pour la fibre optique, en voici
quelques uns des plus utilisés :
- Les plus répandus sont les connecteurs ST et SC
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SC |
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FC |
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ESCON |
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ST |
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SC Duplex |
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MT-RJ |
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LC |
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Biconic |
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- Pour les réseaux FDDI, on utilise les connecteurs doubles MIC
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Les différentes manières
de coupler deux fibres |
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Il faut réunir de nombreuses
conditions afin de réaliser une connexion qui minimisera les pertes :
- aplanir la face de contact ,
ou la rendre parfaitement sphérique par polissage , en veillant à ce
qu'elle soit perpendiculaire à l'axe optique
- aligner les deux fibres
- traiter les faces avec un
revêtement antiréflexion
- vérifier la soudure si soudure
il y a et l'entourer d'une gaine de protection
Il y a plusieurs manières pour coupler de la fibre optique:
- Le couplage mécanique de deux connecteurs mis bout à bout au
moyen d'une pièce de précision. Par exemples deux connecteurs ST
- Le raccordement par Splice mécanique qui est utilisé pour
les réparations à la suite de rupture ou pour raccorder une fibre et
un connecteur déjà équipé de quelques centimètres de fibre que l'on
peut acquérir dans le commerce
- La fusion au moyen d'un appareil à arc électrique appelé
fusionneuse.
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Le
multiplexage en longueurs d'ondes |
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voir le dossier sur le
WDM (Wave
dense multiplexing)
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