Les Fibres Optiques

Fibre optique Câbles Connecteurs Gigabit Ethernet FDD

Les types de fibre optiques :

Comment une fibre optique est-elle composée?

Une fibre optique est un câble cylindrique qui est fait d'oxyde de silicium (SiO2). Au centre du cylindre, on retrouve le coeur entouré d'une gaine. Le coeur est légèrement dopé pour avoir un indice de réfraction plus élevé que la gaine. Ensuite, la fibre optique est recouverte d'une menbrane de plastique pour la rendre plus solide.

Comment la propagation se fait-elle?

Lorsque le faisceau est émit vers la fibre, il doit pénétrer avec un angle supérieur à l'angle critique oo La propagation de la lumière (laser) dans la fibre optique se fait grâce à la réflection totale de la lumière sur les parois de la gaine. En fait, la fibre optique joue le rôle d'un guide d'ondes qui retient prisonnière la lumière dans le coeur. Il y a donc plusieurs modes de propagations pour une même fibre. Comme on considère la lumière comme une onde, elle respecte les lois de Maxwell de l'électromagnétisme.

Les sources de lumieres

Conversion de signaux électriques en signaux optiques au moyen d'un transceiver Ethernet

Le transceiver optique a pour fonction de convertir des impulsions électriques en signaux optiques véhiculés au coeur de la fibre. A l'intérieur des deux transceivers partenaires, les signaux électriques seront traduits en impulsions optiques par une LED et lus par un phototransistor ou une photodiode.

On utilise une fibre pour chaque direction de la transmission.

Les émetteurs utilisés sont de trois types:

- Les LED Light Emitting Diode qui fonctionnent dans l'infrarouge (850nm). C'est ce qui est utilisé pour le standard Ethernet FOIRL.

- 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

Les trois types de fibre optique

- La fibre à saut d'indice 200/380 constituée d'un coeur et d'une gaine optique en verre de différents indices de réfraction. Cette fibre provoque de par l'importante section du coeur, une grande dispersion des signaux la traversant, ce qui génère une déformation du signal reçu.

- La fibre à gradient d'indice dont le coeur est constitué de couches de verre successives ayant un indice de réfraction proche. On s'approche ainsi d'une égalisation des temps de propagation, ce qui veut dire que l'on a réduit la dispersion modale. Bande passante typique 200-1500Mhz par km.

- La fibre monomode dont le coeur est si fin que le chemin de propagation des différents mode est pratiquement direct. La dispersion modale devient quasiment nulle. La bande passante transmise est preque infinie (> 10 Ghz/km). Cette fibre est utilisée essentiellement pour les sites à distance.

Le petit diamètre du coeur (10um) nécessite une grande puissance d'émission, donc des diodes laser qui sont relativement onéreuses

L'atténuation est constante quelle que soit la fréquence

Seule la dispersion lumineuse limite la largeur de la bande passante.

Constitution d'une fibre optique multimode (dessin ci-dessus)

Propagation de la lumière dans une fibre à saut d'indice

Le dessin ci-dessus indique comment se produit la réflexion des signaux lumineux en fonction de leur angle d'émission. Ce qui démontre que le chemin parcouru n'a pas la même longueur pour tous les rayons. C'est ce que l'on appelle la dispersion nodale.

Affaiblissement de la lumière en fonction de la longueur d'onde de la source

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).

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