Conseils
Les câbles à fibres optiques possèdent des fibres optiques qui transmettent les signaux par voie optique. Ils sont surtout utilisés dans les technologies de communication pour la transmission par câble dans les réseaux de communication. Les réseaux de fibres optiques sont bien supérieurs aux câbles en cuivre sur les longues distances et en termes de bande passante. D'autres domaines d'application sont les transmissions optiques, par exemple sur les appareils de mesure et les endoscopes, les technologies laser en médecine ou les éléments d'éclairage décoratifs.
Les fibres optiques à l'intérieur des câbles à fibres optiques sont des fibres transparentes en verre de quartz ou en plastique, d'où le nom de câble à fibres optiques. Dans un câble à fibres optiques, on trouve souvent plusieurs fibres optiques (FO).
Les câbles à fibres optiques transmettent des signaux optiques par des ondes lumineuses. Avant la transmission, un émetteur situé au début du câble doit convertir les signaux électriques en lumière. Le câble à fibres optiques sert ensuite de support de transmission. D'autres couplages, ramifications ou modulations de signaux peuvent éventuellement être effectués par des amplificateurs au cours du trajet dans le câble. Le récepteur situé à l'autre extrémité du câble à fibres optiques doit reconvertir les signaux optiques en signaux électriques.
Information pratique :
Les fibres de verre sont des conducteurs dits diélectriques. Cela signifie qu'elles sont faiblement ou pas du tout conductrices d'électricité. Pour la transmission dans les câbles à fibres optiques, les signaux électriques doivent donc être convertis en signaux optiques. Les sources lumineuses utilisées au niveau de l'émetteur sont généralement des diodes électroluminescentes et, pour les longues distances, des diodes laser.
Des indices de réfraction différents pour l'âme et la gaine d'un câble en fibre de verre sont obtenus en dopant les fibres de verre avec des substances chimiques telles que, par exemple, le germanium, le phosphore, l'oxyde de silicium, le bore ou le fluor. Grâce à l'indice de réfraction plus faible de la gaine autour de l'âme, on cherche à obtenir une réflexion totale de la lumière au niveau de la couche limite, ce qui permet de guider les ondes lumineuses à travers la fibre optique.
La structure d'un câble à fibres optiques, de l'extérieur vers l'intérieur :
- Gaine externe : Le revêtement de protection de la fibre optique est souvent entourée d'une gaine extérieure. Elle est généralement en plastique. Elle offre une protection mécanique supplémentaire à la fibre optique.
- Fibres de renfort
- Revêtement de protection : Chaque fibre optique composée d'une âme et d'une gaine est recouverte d'un revêtement de protection. La plupart du temps, il s'agit d'un vernis synthétique. La gaine doit protéger les fibres optiques de l'humidité. En outre, elle empêche la formation de microfissures à la surface qui, sinon, entraveraient considérablement le fonctionnement de la fibre optique en raison de l'usure mécanique. L'isolation en plastique fait en outre du câble en verre un câble protégé contre les contacts accidentels.
- Gaine interne : Les fibres optiques sont chacune entourées d'une gaine à l'indice de réfraction plus faible afin que la lumière se propage de façon ondulatoire à travers la fibre optique. Cette gaine est également composée de fibres de verre.
- Âme de fibre optique : Dans le cœur ou l'âme d'un câble à fibres optiques se trouvent un ou plusieurs conducteurs de lumière en fibres de verre.
Comme les câbles à fibres optiques sont souvent enterrés, la gaine extérieure finale est souvent dotée de structures spéciales pour résister aux influences néfastes de l'environnement. On y trouve par exemple des fils métalliques rigides qui empêchent le câble de se courber et assurent ainsi une propagation droite des ondes lumineuses, des matériaux durs qui doivent résister à la pression des masses de terre au-dessus du câble ou des filets métalliques contre les morsures d'animaux.
Les câbles à fibres optiques sont utilisés dans les télécommunications, sur les longues comme les courtes distances. Ils jouent un rôle important pour l'Internet rapide et des vitesses de transfert plus élevées en téléchargement ascendant et descendant. Les câbles à fibres optiques sont nettement supérieurs aux câbles en cuivre en ce qui concerne la largeur de bande de la transmission de données possible.
Longues distances :
Les fibres monomodes peuvent transmettre des données sur 10 jusqu'à 100 kilomètres sans répéteur. Les répéteurs permettent d'augmenter considérablement la portée totale. C'est pourquoi les câbles sous-marins intercontinentaux sont des lignes à fibre optique depuis la fin des années 1980. À l'avenir, on misera également sur l'extension des réseaux de fibre optique pour les réseaux étendus et urbains Networks à l'échelle nationale. De plus en plus de foyers bénéficient d'un raccordement en fibre optique..
Distribution locale :
Dans les réseaux locaux de transmission de données à courte distance, les câbles à fibres optiques remplacent tout aussi régulièrement les câbles en cuivre. Ethernet, Fibre Channel et Infiniband sont toutes des normes de réseau qui sont également conçues pour les câbles à fibres optiques. La combinaison d'une ligne de communication composée d'anciens câbles en cuivre et de câbles à fibres optiques modernes est possible grâce à des convertisseurs de médias.
Les fibres optiques se distinguent en deux types : les fibres monomodes et les fibres multimodes. Elles se distinguent par le diamètre de l'âme et par la différence d'indice de réfraction entre la gaine et l'âme.
Fibres monomodes : Dans une fibre monomode, un seul mode fondamental peut se propager dans une certaine gamme de longueurs d'onde. Ces fibres sont appelées en anglais single-mode fiber (SMF). Elles sont plus chères, mais sont privilégiées sur les longues distances.
Fibres multimodes : Dans les fibres multimodes, plusieurs centaines voire plusieurs milliers de modes peuvent se propager avec des gammes d'ondes différentes, car elles ont un diamètre d'âme plus important. En anglais, ces fibres sont appelées multi-mode fiber (MMF).
Standards des câbles à fibres optiques
Depuis le milieu des années 80, un système de marquage uniforme s'est imposé pour les fibres optiques. OS1 et OS2 désignent les fibres monomodes, OM1 à OM5 les fibres multimodes :
| Longueur d'onde de la lumière | 850 nm | 1310 nm | 1383 nm | 1550 nm |
|---|---|---|---|---|
| Atténuation en dB/km* | ||||
| Fibres monomodes | ||||
| OS1 | - | 1 | - | 1 |
| OS2 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | |
| Fibres multimodes | ||||
| OM1 | 3,5 | 1,5 | - | - |
| OM2 | ||||
| OM3 | 3 | 1,5 | - | - |
| OM4 | ||||
| OM5 | ||||
* L'atténuation provoque des pertes de transmission.
Points à prendre en compte lors de la pose de câbles à fibres optiques
Les câbles à fibres optiques perdent énormément de portée lorsqu'ils sont pliés. Étant donné que les ondes lumineuses ne peuvent se propager qu'en ligne droite, une courbure du câble à fibres optiques a pour conséquence que la réflexion entre l'âme et la gaine n'est plus orientée de manière optimale. Une partie de la lumière est alors diffusée dans la gaine sous forme de perte. Il peut donc rapidement arriver que les signaux n'arrivent plus avec une qualité suffisante du côté du récepteur du câble.
Récemment, des fibres optiques avec des pertes réduites par flexion ont été spécialement conçues pour l'usage domestique. De telles solutions Fiber-to-home sont réalisées grâce à des structures annulaires dans la gaine, qui doivent influencer positivement la réfraction de la lumière. Les câbles à fibres optiques correspondants permettent de transmettre des rayons de courbure inférieurs à 10 millimètres pratiquement sans perte, mais uniquement sur de courtes distances.
Lors de la pose de câbles à fibres optiques non confectionnés, on utilise des connexions par épissure. Lors de cette connexion, il est très important que l'âme et les fibres périphériques de la gaine au niveau des extrémités du câble à connecter soient parfaitement alignées. Même de faibles écarts entraînent un chevauchement des ondes lumineuses lors de la réflexion de la lumière. Les mauvais ajustements aux points de connexion sont un grand facteur de risque de perte de portée et de qualité lors de la transmission par câble à fibres optiques.