Guide de la Fibre Optique - 2001 - Formation fibre optique
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Guide de la Fibre Optique - 2001 - Formation fibre optique

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EXPERIDE 10, place Charles Béraudier 69428 LYON CEDEX 3 +33 (0)4 26 68 70 24 Guide de la Fibre Optique - 2001
  • source  du diamètre de cœur
  • déports de témoins lumineux pour l'automobile
  • enormes possibilités de transmission 
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  • guide de la fibre optique
  • possibilités
  • possibilité
  • cœur

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Guide de la Fibre Optique - 2001
EXPERIDE
10, place Charles Béraudier
69428 LYON CEDEX 3
+33 (0)4 26 68 70 24 Guide de la fibre optique
SOMMAIRE
INTRODUCTION .............................................................................................................................................................................. 4
ET LA LUMIÈRE FUT........ 5
A. ONDE ET LUMIÈRE ............................................................................................................................................................. 5
B HISTORIQUE DE LA FIBRE OPTIQUE ................................... 6
C. POURQUOI UTILISER LA FIBRE OPTIQUE ........................... 7
QUELQUES ECLAIRCISSEMENTS ..................................................................................................................................................... 8
A. PRINCIPES PHYSIQUES ....................... 8
1 LA RÉFLEXION TOTALE .................. 9
2. L'OUVERTURE NUMERIQUE (ON) ................................................................................................................................. 9
3. LES MODES DE PROPAGATION ... 10
4. LA BANDE PASSANTE .................................................................................................................................................. 11
5. L'ATTENUATION .......................... 11
B. LES DIFFERENTES FIBRES OPTIQUES ................................................................................................................................ 12
1. LES FIBRES MULTIMODES A SAUT D'INDICE ............................................................................................................... 13
2. LES FIBRES MULTIMODES A GRADIENT D'INDICE ....... 14
3. LES FIBRES MONOMODES ........................................... 15
4. LES FIBRES SPECIALES ................................................................................................................. 16
AU RAYON « FIBRE OPTIQUE » .................................................... 17
A. SYNOPTIQUE D’UNE LIAISON OPTIQUE ........................................................................................................................... 17
B. LES COMPOSANTS PASSIFS ............. 18
1. LES CABLES A FIBRES OPTIQUES ................................. 18
2. LES MOYENS DE RACCORDEMENT .............................................................................................................................. 21
3. LES APPAREILS EN LIGNE ............................................................................................................................................. 25
4. LE MATERIEL D’EXTREMITE ......... 28
C. LES COMPOSANTS ACTIFS ............... 29
1. LES EMETTEURS .......................................................................................................................................................... 29
2. LES RECEPTEURS ......................... 31
3. LES REPETEURS ET AMPLIFICATEURS OPTIQUES ........................................................................................................ 33
4. LES AUTRES COMPOSANTS ACTIFS ............................................................. 34
C. LES APPAREILS DE MESURE ............................................. 34
1. L’ATTENUATION .......................................................................................... 35
2. DISPERSION ................................................................................................. 36
3. LA BANDE PASSANTE .................................................................................. 37
4. LE DIAMETRE DE CŒUR – DE CHAMP DE MODE ........................................ 37
5. L’OUVERTURE NUMERIQUE ........................................................................................................ 37
6. LES FACTEURS DE PERTE ............. 37
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Guide de la fibre optique
UN AVENIR EBLOUISSANT ........................................................................................................................................................... 39
A. LES AVANCEES TECHNOLOGIQUES .................................. 39
1. L’OPTIQUE INTEGREE .................................................................................................................................................. 39
2. DE NOUVELLES FIBRES ................ 40
3. LES SOLUTIONS ........................................................................................................................................................... 40
4. LES DIODES LASER EN PYRAMIDES QUANTIQUES ....................................... 40
B. LES POLITIQUES OPTIQUES ............................................................................................................. 41
1. L’ALLIANCE FIBRE-CUIVRE ........... 41
2. LES FIBRES A LA MAISON ............................................ 41
CONCLUSION ................................................................................................................................................ 42
GLOSSAIRE TECHNIQUE ............................................................................................................................................................... 43
BIBLIOGRAPHIE ............................................ 44
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Guide de la fibre optique
INTRODUCTION

Mise en évidence courant 1870 par J. Tyndall, le principe de la transmission lumineuse a donné naissance
aux premiers systèmes de liaisons par fibre optique dans les années 50. Depuis, plusieurs générations de fibres
optiques se sont succédées. Toutes ont permis de transmettre des informations.
Nous passerons sur les transmissions d'énergies lumineuses telles que les applications médicales, les
déports de témoins lumineux pour l'automobile ou l'avionique, l'éclairage et l'affichage ou encore les nombreux
capteurs et faisceaux de fibres organisées pour la transmission d'image. Nous nous recentrerons sur la
transmission de données correspondant à l'utilisation la plus étendue.
Chacun de nous utilise la fibre optique, sans le savoir, par son moyen de communication favori : le
téléphone. Les systèmes de télécommunications par fibres optiques vous offrent des possibilités quasi-illimitées :
30 000 voix téléphoniques sur une seule fibre hier, à plusieurs dizaines de millions de communications
simultanées aujourd'hui.
La technologie avance tellement vite que cet exemple permet assez aisément de comprendre l'immense
capacité de celle-ci. Les voies, les données et les images sont les premières à profiter de ce support. La sécurité
des biens et des personnes trouve dans la fibre optique un allié de choix et la vidéosurveillance son partenaire
média favori pour une inviolabilité de la solution. En multiplexant ces mêmes images avec des voies pour la
distribution télévisuelle, vous garantissez une qualité optimum du son et, des visuels fixes comme en mouvement.
Les déports d'antennes satellitaires sont facilités notamment par l'immunité aux perturbations
électromagnétiques des fibres optiques. Mais la voix simple peut aussi bénéficier de ce support merveilleux en
étant transmise sur des centaines de kilomètres. Il en est de même pour l'informatique : vos données profitent
d'une bande passante d'exception... Sans oublier le faible poids de cette solution qui est l'avantage préféré dans
l'aéronautique et l'automobile.
Naturellement, les normes viennent mettre de l'ordre dans un univers aussi vaste de possibilités : en partie
sur les fibres elles-mêmes, G652 et G655 pour les télécommunications, ainsi que sur les topologies réseaux,
Catégorie 5, Se et la 6 (prévue courant 2001 pour l'EIA-TIA) qui intègrent une partie sur les fibres optiques... Bien
que l'ensemble des protocoles de communication soit transparent pour notre fameux média.
Alors à quand la fibre chez Monsieur Tout le monde? Bientôt il semblerait. Les entreprises avec les
nouveaux réseaux LAN, SAN, Wan ont pris le pas, les réseaux embarqués suivent... Les avantages sont si
nombreux !





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Guide de la fibre optique











ET LA LUMIÈRE FUT...





A. ONDE ET LUMIÈRE


La lumière depuis des millénaires est source de joie et de crainte.
Ainsi de nombreuses civilisations ont attendu et vénéré le dieu soleil.

Cet élément, depuis quelques centaines d'années, est en cours d'être partiellement maîtrisé par l'homme.
La bougie puis la lampe et maintenant le laser sont des outils de contrainte pour cette onde qui n'est qu'une
infime partie du spectre électromagnétique.
Fondamentalement, nous ne voyons qu'une toute petite partie de ce spectre entre infrarouge (> 750 nm)
6 6et ultra-violet (< 400 nm) qui comprend les ondes courtes (< 10 hz), les ondes radios (# 10 hz), les micro-ondes
9 10 16 17 20(10 hz), les infrarouges (10 hz), l'ultra-violet (10 hz), les rayons X (10 hz), les rayons Gamma (10 hz) et les
22rayons cosmiques (> 10 hz).

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Guide de la fibre optique


B HISTORIQUE DE LA FIBRE OPTIQUE



CK KAO &
G. •Optoélectronique
Hockman •Optique intégréeLa fontaine démontrent Prévisions : •Purificateur du lumineuse que la fibre
verre pour les 2006 : 150T/bits de J.Tyndall silice est le
transmissions illsutre le 2020 : 1 photon = 1 bit support
longues distances phénomène 1er idéal pour
laser (on passe de de la la
20dB/km en 1970 à (T.H. réflexion 1ères fibres communica
0.2dB/km totale Maïmcoeur - gaine tion
aujourd'huian)par B. O'Brien optique

1870 1880 1934 1950 1961 1966 1970 1988 1999
Télécommunications, •Photophone de A.G.Bell 1er Image- Intérêt
réseaux locaux et industrie (transmission vocale par système rie de la
variation lumineuse com-de (inspec Automobile, avionique
transmis -ton, muni-•Système d'éclairage Médical (imagerie,
sion médeci cation intérieur par W. Wheller
endoscopie) optique ne) opti-(vite concurrencé par la
par N.R. que lampe d'Edison) Eclairage, affichage
relancé
French Capteurs (pression,
température…)
Transmission vidéo (CATV)

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Guide de la fibre optique


C. POURQUOI UTILISER LA FIBRE OPTIQUE

Avantages :
 Intégrité de la transmission électrique
 Faible poids, faible encombrement
 Enormes possibilités de transmission
 Fiabilité et longévité des installations
 Abondance de matière première (la silice)
 Insensibilité aux perturbations électromagnétiques.


Inconvénients :
 Sensibilité à l’eau
 Manques d’informations sur cette technologie
 Les idées reçues (le prix, la connectique, la pose)
 Une certaine réticence devant la nouveauté


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QUELQUES ECLAIRCISSEMENTS





A. PRINCIPES PHYSIQUES

La fibre est constituée principalement de trois parties : le cœur, la gaine et le revêtement primaire.

Polymère

Le cœur et la gaine ne pouvant pas être séparés, le revêtement primaire est enlevé lors de la préparation à la
connectorisation ou à l'épissurage.


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1 LA RÉFLEXION TOTALE

La progression de la lumière s'effectue dans le cœur de la fibre par le phénomène de réflexion totale illustré
par les lois de Descartes :


1Un rayon est réfléchi à la frontière entre deux milieux d'indice de réfraction différents lorsque son angle
d'incidence i est supérieur à la valeur I telle que : (sin i ) = n / n ) max max G C
Les dimensions des fibres s'expriment en pm (micromètre)

A partir de cette loi optique, on peut d'ores et déjà définir une première caractéristique fondamentale de la fibre :
l'ouverture numérique.

2. L'OUVERTURE NUMERIQUE (ON)

Ce chiffre, compris entre 0 et l, représente la capacité de la fibre à collecter la lumière qu'elle pourra propager
(angle d'acceptance).








1 N = milieu
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Guide de la fibre optique
2 2 1/2ON = sin Ѳ = (n - n ) ON C G
Ѳ permet de définir un cône (ou angle) d'acceptance pour lequel tout rayon entrant est guidé dans la fibre ON
grâce à la réflexion totale.
Si ON (ouverture numérique) est faible, la bande passante sera améliorée, mais l'injection de lumière sera plus
délicate.

3. LES MODES DE PROPAGATION

L'approche par les lois de l'optique ne suffit pas à expliquer tous les phénomènes se produisant dans la fibre. La
propagation de la lumière en tant qu'onde électromagnétique peut être totalement caractérisée par les équations
de Maxwell : on définit alors les modes de propagation.
On peut se représenter ces différents modes comme étant les possibilités de chemins des rayons lumineux dans
le cœur :

Le nombre de modes possible dans une fibre dépend :
2 de la longueur d'onde ( ) de la source
 du diamètre de cœur (D)
 de l’ouverture numérique (ON)
Une formule est employée pour déterminer le nombre de mode de propagation dans une fibre selon que la fibre
3soit à saut d'indice (N = [(D/À).ON]Z/2 ou à gradient d'indice** (N = [(D/A).ON];/2). Si N >1, la fibre est
multimodale (multimode). Plus N se rapproche de 1, plus elle est unimodale (monomode).
Il existe donc deux grands types de fibres : les monomodes et les multimodes (cf. Les différents types de fibres
optiques).


2 =
3 Saut (indice constant) ou gradient (indice en fonction de la distance dans le cœur entre le centre et la périphérie) sont des
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