Dialogue
Transmission de données par fibre optique
La lumière
Le spectre lumineux
La lumière « visible » s’étend de l’infrarouge à l’ultraviolet, bornes non comprises.
1 nanomètre = 10-9 mètre = 1/1 000 000 de millimètre, soit en fréquence la lumière s’étendant de 4 x 1014 à 8 x 1014 Hz (400 000 à 800 000 GHz).
Vitesse et propagation
La lumière se propage à 300 000 km/s dans un milieu homogène et isotrope.
Que fait la lumière lorsqu’elle rencontre un obstacle ?
Un rayon de lumière qui vient de l’air vers une plaque de verre selon un angle d’incidence donné va :
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se réfléchir et retourner dans l’air, c’est le rayon réfléchi ; | |
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pénétrer dans le verre en subissant une déviation de trajectoire, c’est le rayon réfracté ; | |
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perdre un peu d’énergie. |
Le rapport entre l’énergie réfléchie et l’énergie transmise varie en fonction de l’angle d’incidence. Il existe un angle critique.
S’il est mesuré comme indiqué sur le schéma, lorsque cet angle devient inférieur à l’angle critique, il n’y a plus de rayon réfracté et aux pertes par absorption près, la totalité du rayon incident est réfléchie.
La fibre optique
Constitution
Une fibre optique est constituée de :
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un cœur ; | |
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une gaine optique ; | |
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un revêtement. |
Propagation de la lumière dans la fibre optique
En regardant le schéma ci-dessus, on comprend bien que plus le diamètre du cœur de la fibre sera petit, plus on minimisera les risques d’un angle d’incidence trop grand.
La fibre à gradient d’indice
Ici, deux améliorations sont apportées :
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le diamètre du cœur est plus petit ; | |
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le cœur est constitué de deux couches successives, à indice de réfraction de plus en plus grand. Ainsi, un rayon lumineux qui ne suit pas l’axe central de la fibre est ramené « en douceur » dans le droit chemin. |
La source lumineuse
L’émetteur est le plus souvent une diode électroluminescente ou une diode laser.
Le récepteur est une photodiode (diode sensible à la lumière) ou un phototransistor.
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ou |
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L’émetteur convertit les impulsions électriques en signaux optiques (5 nanosecondes) ; le récepteur convertit les signaux optiques en impulsions électriques (5 nanosecondes).
La fibre optique coûte-t-elle cher ?
Non. Par rapport au câble en cuivre, elle aurait même tendance à coûter moins cher. En revanche, la connectique et les convertisseurs d’énergie électrique/lumineuse à placer aux extrémités sont très coûteux en fonction des technologies mises en œuvre.
Quels sont les principaux avantages de la fibre optique ?
| 1. | La fibre optique est totalement insensible aux rayonnements électromagnétiques. | |
| 2. | L’atténuation du signal est inférieure à celle d’un conducteur électrique et les distances couvertes sans nécessité d’installer des amplificateurs sont bien plus grandes. | |
| 3. | La bande passante est généralement bien supérieure à celle que l’on peut obtenir avec un câble électrique. | |
| 4. | Les performances atteintes sont de plusieurs centaines de mégabits par seconde. |
La fibre optique est-elle fragile ?
Pas particulièrement, c’est la connectique qui peut l’être. La seule difficulté est le rayon de courbure minimum qui la rend assez peu souple d’emploi pour les installations « volantes ».
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