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Câble à fibre optique

Câble à fibre optique

Ces dernières années, les fibres optiques ou les fibres optiques et les câbles à fibres optiques ont chuté de leur coût, ce qui les rend à portée économique de nombreuses autres applications de télécommunications et de réseaux de données. En conséquence, la fibre optique est désormais largement utilisée et constitue la colonne vertébrale de la plupart des réseaux de télécommunications et de nombreux réseaux de données locaux.

Alors que de nombreux composants sont utilisés pour construire une liaison par fibre optique (liaison par fibre optique), le câblage par fibre optique est évidemment l'élément clé.

Construction en fibre optique

La technologie de la fibre optique repose sur le fait qu'il est possible d'envoyer un faisceau lumineux le long d'une fibre mince convenablement construite. Un câble à fibre optique est constitué d'un noyau en verre ou en silice. Le coeur de la fibre optique est entouré d'un matériau similaire, c'est-à-dire du verre ou de la silice, appelé gaine, qui a un indice de réfraction légèrement inférieur à celui du coeur. On constate que même lorsque la gaine a un indice de réfraction légèrement plus élevé, la lumière passant le long du coeur subit une réflexion interne totale, et elle est ainsi contenue dans le coeur de la fibre optique.

À l'extérieur du revêtement, il est placé une veste en plastique. Ceci est utilisé pour fournir une protection à la fibre optique elle-même. En plus de cela, les fibres optiques sont généralement regroupées en faisceaux et ceux-ci sont protégés par une gaine extérieure globale. Cela fournit non seulement une protection supplémentaire, mais sert également à maintenir les fibres optiques ensemble.

Types de fibres optiques

Il existe une variété de types différents de câbles à fibres optiques qui peuvent être utilisés, et il existe un certain nombre de façons dont les types peuvent être différenciés. Il existe deux grandes catégories:

  • Câblage fibre optique à pas d'index
  • Câblage à fibre optique à indice gradué

Le câble d'indice d'étape fait référence à un câble dans lequel il y a un changement d'étape de l'indice de réfraction entre l'âme et la gaine. Ce type est le plus couramment utilisé. L'autre type, comme indiqué par le nom, change plus progressivement sur le diamètre de la fibre. En utilisant ce type de câble, la lumière est réfractée vers le centre du câble.

Les fibres optiques ou les fibres optiques peuvent également être divisées en fibre monomode et fibre multimode. La mention à la fois de la fibre monomode et de la fibre multimode est souvent vue dans la littérature.

Fibre monomode Cette forme de fibre optique est celle qui est pratiquement exclusivement utilisée de nos jours. On constate que si le diamètre de la fibre optique est réduit à quelques longueurs d'onde de la lumière, alors la lumière ne peut se propager qu'en ligne droite et ne rebondit pas d'un côté à l'autre de la fibre. Comme la lumière ne peut voyager que dans ce mode unique, ce type de câble est appelé fibre monomode. En général, le cœur de fibre monomode mesure environ huit à dix microns de diamètre, beaucoup plus petit qu'un cheveu.

La fibre monomode ne souffre pas de dispersion multimodale et cela signifie qu'elle a une bande passante beaucoup plus large. La principale limitation de la bande passante est ce qu'on appelle la dispersion chromatique où différentes couleurs, c'est-à-dire les longueurs d'onde se propagent à des vitesses différentes. La dispersion chromatique du câble à fibre optique se produit au centre de la fibre elle-même. On constate qu'il est négatif pour les courtes longueurs d'onde et que les changements deviennent positifs à des longueurs d'onde plus longues. En conséquence, il existe une longueur d'onde pour une fibre monomode où les dispersions sont nulles. Cela se produit généralement à une longueur d'onde d'environ 1310 nm et c'est la raison pour laquelle cette longueur d'onde est largement utilisée.

L'inconvénient de la fibre monomode est qu'elle nécessite une tolérance élevée pour être fabriquée et cela augmente son coût. Contre cela, le fait qu'elle offre des performances supérieures, en particulier pour les longs tirages, signifie qu'une grande partie du développement de la fibre monomode a été entreprise pour réduire les coûts.

Fibre multimode Cette forme de fibre a un diamètre plus grand que la fibre monomode, étant typiquement d'environ 50 microns de diamètre, ce qui les rend plus faciles à fabriquer que les fibres monomodes.

La fibre optique multimode présente un certain nombre d'avantages. Comme elle a un diamètre plus large que la fibre monomode, elle peut capturer la lumière de la source lumineuse et la transmettre au récepteur avec un haut niveau d'efficacité. En conséquence, il peut être utilisé avec des diodes électroluminescentes à faible coût. De plus, le plus grand diamètre signifie que des connecteurs de haute précision ne sont pas nécessaires. Cependant, cette forme de câblage à fibre optique souffre d'un niveau de perte plus élevé que la fibre monomode et compte tenu de cela, son utilisation est plus coûteuse qu'on ne pourrait s'y attendre à première vue. Il souffre également d'une dispersion modale multimode, ce qui limite considérablement la bande passante utilisable. En conséquence, il n'a pas été largement utilisé depuis le milieu des années 1980. Le câble à fibre monomode est le type préféré.

Atténuation dans une fibre optique

Bien que les câbles à fibres optiques offrent des performances bien supérieures à celles qui peuvent être obtenues avec d'autres formes de câbles, ils souffrent néanmoins de certains niveaux d'atténuation. Ceci est causé par plusieurs effets:

  • Perte associée aux impuretésIl y aura toujours un certain niveau d'impureté dans le cœur de la fibre optique. Cela provoquera une certaine absorption de la lumière dans la fibre. Une impureté majeure est l'eau qui reste dans la fibre.
  • Perte associée au revêtementLorsque la lumière se reflète sur l'interface entre la gaine et le noyau, la lumière se déplacera en fait dans le noyau sur une petite distance avant d'être réfléchie. Ce processus provoque un niveau de perte faible mais significatif et est l'un des principaux contributeurs à l'atténuation globale d'un signal le long d'un câble à fibre optique.
  • Perte associée à la longueur d'ondeOn constate que le niveau d'atténuation du signal dans la fibre optique dépend de la longueur d'onde utilisée. Le niveau augmente à certaines longueurs d'onde en raison de certaines impuretés.

Malgré le fait que l'atténuation est un problème, il est néanmoins possible de transmettre des données le long de fibres monomodes sur des distances considérables. Les lignes transportant des débits de données jusqu'à 50 Gbit / s peuvent couvrir des distances de 100 km sans nécessiter d'amplification.

Matériaux utilisés pour les fibres optiques

Il existe deux principaux types de matériaux utilisés pour les fibres optiques. Ce sont du verre et du plastique. Ils offrent des caractéristiques très différentes et donc des fibres fabriquées à partir des deux substances différentes trouvent des utilisations dans des applications très différentes.

Tailles de fibre optique

L'un des principaux moyens de spécifier les câbles à fibres optiques consiste à utiliser les diamètres du noyau interne et de la gaine externe. Comme on peut s'y attendre, il existe des normes industrielles pour ceux-ci et cela contribue à réduire la variété de raccords nécessaires pour les connecteurs, les épissures et les outils nécessaires pour le montage.

La norme pour la plupart des fibres optiques est de 125 microns (um) pour la gaine et de 245 microns (um) pour le revêtement protecteur extérieur. Les fibres optiques multimodes ont des tailles de cœur de 50 ou 62,5 microns, tandis que les normes pour les fibres monomodes sont d'environ 8 à 10 microns.

Lors de la spécification des câbles à fibres optiques, les diamètres constituent généralement la majeure partie de la spécification du câble. Une fibre multimode avec un diamètre de coeur de 50 microns et un diamètre de gaine de 125 microns serait appelée fibre 50/125.

En plus de la spécification du diamètre, d'autres paramètres tels que la perte, etc. sont également nécessaires, mais ces éléments ne font pas partie du type de câble au même titre que le diamètre.

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Voir la vidéo: Comment souder 2 fibres optiques pour développer les réseaux en ville (Octobre 2020).