Signaux et bruit dans les médias à fibre optique

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Signaux et bruit dans les médias à fibre optique

Message par Witaales le Jeu 27 Juil - 15:46

Cette page décrit certains facteurs qui contribuent à réduire la puissance des signaux dans un média optique.

Les câbles à fibre optique ne sont pas affectés par les mêmes sources de bruit externe qui engendrent des problèmes sur les médias de cuivre, car la lumière externe ne peut pas pénétrer dans la fibre, excepté à l'extrémité où se trouve l'émetteur. L'enveloppe de la fibre est protégée par une gaine intermédiaire et une gaine externe qui empêchent la lumière de pénétrer dans le câble ou de s'en échapper.

En outre, la transmission de la lumière dans une fibre d'un câble ne génère aucune interférence susceptible de perturber la transmission dans une autre fibre du câble. Autrement dit, les problèmes de diaphonie présents dans les câbles de cuivre n'existent pas dans les câbles optiques. La qualité des liaisons optiques est telle que les dernières normes Gigabit Ethernet et 10 Gibabit Ethernet spécifient des distances de transmission nettement supérieures aux deux kilomètres traditionnels de la norme Ethernet initiale. La transmission via un média optique permet d'utiliser le protocole Ethernet sur des réseaux métropolitains et longue distance.

Si la fibre est considérée comme le média de transmission le meilleur pour transporter de grandes quantités de données sur de longues distances, elle présente néanmoins quelques problèmes. Lorsque la lumière circule dans la fibre, elle perd de son énergie. Plus la distance à parcourir est longue, plus la puissance du signal diminue. Cette atténuation est due à plusieurs facteurs inhérents à la fibre, dont le plus important est la dispersion. La dispersion de la lumière dans une fibre est provoquée par des inégalités microscopiques (distorsions) qui réfléchissent et dispersent l'énergie lumineuse.

L'absorption est une autre cause de perte d'énergie. Lorsqu'un rayon lumineux entre en contact avec certaines impuretés dans une fibre, celles-ci absorbent une partie de l'énergie qui est convertie en une petite quantité d'énergie thermique, ce qui affaiblit le signal lumineux.

Les rugosités ou les défauts de fabrication présents entre le coeur et l'enveloppe d'une fibre constituent un autre facteur d'atténuation des signaux lumineux. Ces derniers perdent de leur puissance en raison de la réflexion interne totale qui se dégrade dans cette zone. Toute imperfection microscopique au niveau de l'épaisseur ou de la symétrie de la fibre diminue la réflexion interne totale et entraîne l'absorption d'une partie de l'énergie lumineuse par l'enveloppe.

La dispersion d'un flash de lumière limite également les distances de transmission dans une fibre. La dispersion est le terme technique utilisé pour désigner la propagation des impulsions lumineuses qui circulent dans une fibre.

La fibre multimode à gradient d'indice est conçue pour compenser les différentes distances que doivent parcourir les différents modes dans le diamètre large du coeur. Même si ce problème n'existe pas avec la fibre monomode, la dispersion chromatique est néanmoins une caractéristique des fibres multimodes et monomodes. La circulation de longueurs d'onde à des vitesses différentes dans le verre engendre la dispersion chromatique. C'est pourquoi les longueurs d'onde sont séparées par un prisme. Idéalement, si une diode électroluminescente ou un laser émettait la lumière d'une seule fréquence, la dispersion chromatique ne poserait aucun problème.

Cependant, comme les lasers, et particulièrement les diodes électroluminescentes génèrent une plage de longueurs d'onde, la dispersion chromatique limite la distance de transmission dans une fibre. Si un signal est transmis trop loin, l'impulsion d'énergie lumineuse initialement intense, se disperse, se sépare et s'affaiblit lorsque le signal atteint le récepteur, et ce dernier ne parvient plus à distinguer un 1 d'un 0.

La page suivante décrit l'installation, l'entretien et la vérification des câbles à fibre optique.
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