Fibre optique
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La fibre optique est un fil transparent très fin qui conduit la lumière.
Entourée d'une gaine protectrice, elle peut être utilisée pour conduire de la lumière entre deux lieux distants de plusieurs centaines voire milliers de kilomètres. Le signal lumineux codé par une variation d'intensité est capable de transmettre une grande quantité d'information. La fibre trouve son utilisation principale dans les réseaux de transmission pour les télécommunications.
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Principe
La fibre optique est un guide qui exploite les principes de réfraction de la lumière. Lorsqu'elle n'est pas encore alimentée, on parle de fibre optique noire. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de réfraction plus élevé que la gaine et peut donc confiner la lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne).
L'indice du cœur d'une fibre est plus élevé que l'indice de la gaine. C'est grâce à cette différence d'indice (nc > ng) qu'il y a propagation.
Il existe deux types de fibre optique : à saut d'indice, où l'indice de réfraction change brutalement entre le cœur et la gaine, et à gradient d'indice, où le changement d'indice est progressif.
Lorsque la fibre est fabriquée en silice très pure, la lumière qui la traverse est très peu atténuée. En utilisant des lasers émettant dans l'infrarouge, où se trouve le minimum d'absorption de la silice, il est possible de transmettre d'énormes quantités d'information sur plus d'une centaine de kilomètres sans qu'il ne soit nécessaire de régénérer le signal.
Un cables de fibres optiques contient en général plusieurs paires de fibres, chaque fibre conduisant un signal dans chaque sens.
Fabrication
La première étape est la réalisation d'un barreau de silice très pure, d'un diamètre de plusieurs centimètres. La composition au cœur du barreau est adaptée de façon à modifier l'indice de réfraction du verre. On utilise en particulier le germanium pour augmenter l'indice. Il existe différents procédés pour obtenir ce barreau: dépôt de couches dans un tube de quartz (CVD), dépôt externe autour d'un mandrin (OVPO), dépôt axial (VAD). Tous font appel à des réactions en phase vapeur, ce qui permet d'obtenir un matériau très pur.
Le barreau subit ensuite un étirage, en plaçant l'extrémité dans un four porté à une température voisine de 2000°C. Il est alors transformé en une fibre de plusieurs centaines de kilomètres, à une vitesse de l'ordre du kilomètre par minute. La fibre est ensuite revêtue d'une double couche de résine protectrice avant d'être enroulée sur une bobine.
Caractéristiques
Les principaux paramètres qui caractérisent les fibres optiques utilisées pour les transmissions sont les suivants:
- Atténuation: exprimée en dB/km, caractérise l'affaiblissement du signal. L'ordre de grandeur est de 0,2 dB/km pour une utilisation à 1550 nm, ce qui permet une transmission sur une centaine de kilomètres sans qu'il y ait besoin de régénérer le signal.
- Dispersion chromatique: exprimée en ps/(nm·km), caractérise l'étalement du signal lié à sa largeur spectrale (deux longueurs d'ondes différentes ne se propagent pas exactement à la même vitesse). Cette dispersion dépend de la longueur d'onde considérée et résulte de la somme de deux effets: la dispersion propre au matériau, et la dispersion du guide, liée à la forme du profil d'indice. Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil.
- Dispersion de polarisation: exprimée en ps/km½, caractérise l'étalement du signal lié au fait que la fibre n'est pas parfaitement circulaire.
- Longueur d'onde de coupure: c'est la longueur d'onde en deça de laquelle, dans des conditions normalisées, la fibre n'est plus monomode.
Pour la relier à d'autres équipements Réseau (ethernet), on peut utiliser un transceiver.
Liens externes
- http://mptranss.free.fr/cc/fibre.html
- http://www.mauriennix.net/wiki/ Le wiki FTTH - Fibre optique jusqu'a l'abonné en France
- http://www.httr.ups-tlse.fr/pedagogie/cours/fibre/welcome.htm Fibre optique de l'uni de Genève