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La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN C06_Fibre_E

La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN C06_Fibre_E - 49 - L L L L L L L La a a a a a a a f f f f f f f fi i i i i i i ib b b b b b b br r r r r r r re e e e e e e e o o o o o o o op p p p p p p pt t t t t t t ti i i i i i i iq q q q q q q qu u u u u u u ue e e e e e e e 1 - LES FONDAMENTAUX : ......................................................................................................................................... 50 1.1 - SCHEMA GENERAL D’UNE LIAISON OPTIQUE : ......................................................................................................... 50 1.2 - LOIS PHYSIQUES DE L’OPTIQUE : ............................................................................................................................. 50 2 - LA FIBRE OPTIQUE : ............................................................................................................................................... 52 2.1 - CONSTITUTION : ...................................................................................................................................................... 52 2.2 - PRINCIPE : ............................................................................................................................................................... 53 3 - LES CARACTERISTIQUES D’UNE FIBRE : ........................................................................................................ 53 3.1 - OUVERTURE NUMERIQUE : ...................................................................................................................................... 53 3.2 - AFFAIBLISSEMENT : ................................................................................................................................................ 54 3.3 - BANDE PASSANTE ................................................................................................................................................... 55 4 - LES TYPES DE FIBRES OPTIQUES ...................................................................................................................... 56 4.1 - DIMENSIONS DES FIBRES OPTIQUES : ....................................................................................................................... 56 4.2 - MONOMODE : .......................................................................................................................................................... 56 4.3 - MULTIMODE : ......................................................................................................................................................... 57 4.4 - CONDITIONNEMENT DES FIBRES .............................................................................................................................. 57 5 - LES AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE LA FIBRE : ................................................................................ 58 5.1 - LES AVANTAGES : ................................................................................................................................................... 58 5.2 - LES INCONVENIENTS : ............................................................................................................................................. 58 5.3 - MONOMODE OU MULTIMODE ? ............................................................................................................................... 58 6 - QUELQUES EXEMPLES DE CABLES : ................................................................................................................ 58 6.1 - JARRETIERES OPTIQUES (CORDONS DE BRASSAGE) : ............................................................................................... 58 6.2 - CABLES DE ROCADES .............................................................................................................................................. 59 7 - LES COMPOSANTS D’EXTREMITES : ................................................................................................................ 59 7.1 - LES CONNECTEURS OPTIQUES : ............................................................................................................................... 59 7.2 - L’EPISSURE : ........................................................................................................................................................... 61 7.3 - LES TIROIRS ET CASSETTES : ................................................................................................................................... 61 7.4 - LES SOURCES LUMINEUSES : ................................................................................................................................... 62 8 - REGLES D’INGENIERIE : ....................................................................................................................................... 63 8.1 - PANORAMA DES FIBRES ........................................................................................................................................... 63 8.2 - ÉVOLUTION DES NORMES SYSTEME ......................................................................................................................... 64 9 - REGLES DE POSE : ................................................................................................................................................... 66 9.1 - POSE DE FIBRE OPTIQUE EN INTERIEUR ET EN EXTERIEUR : ..................................................................................... 66 9.2 - POSE DANS LES FOURREAUX : ................................................................................................................................. 66 9.3 - TIRAGE DE CABLES ................................................................................................................................................. 66 10 - LES MESURES ET CONTROLES : ....................................................................................................................... 67 10.1 - LE BUDGET OPTIQUE: ........................................................................................................................................... 67 10.2 - LA REFLECTOMETRIE : .......................................................................................................................................... 67 10.3 - LA PHOTOMETRIE :................................................................................................................................................ 70 10.4 - LE CONTROLE ....................................................................................................................................................... 70 Dans VDI, le niveau croissant des performances entraîne toujours plus d’exigences sur le plan du câblage. La paire torsadée support privilégiés ne suffit pas et cède sa place à la fibre optique dans de nombreuses applications : • câblage vertical, • liaison inter bâtiment, • distances importantes. La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 50 - 1 - Les fondamentaux : 1.1 - Schéma général d’une liaison optique : 1.2 - Lois physiques de l’optique : 1.2.a - La propagation de la lumière : Dans un milieu homogène et transparent (tel que l’eau, l’air …) la lumière se propage toujours en ligne droite. Un rayon lumineux est Un faisceau lumineux est La longueur d’onde : mesure de l’oscillation d’une onde • La vitesse de propagation de la lumière dans le vide (milieu d’indice n = 1) est : • La vitesse de propagation de la lumière dans un milieu transparent est : • _________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________. Pour l’air n ≈ 1; pour l’eau n = 1,33 ; pour le verre n = 1,5. Un rayon lumineux peut être : réfléchi (ex : par un miroir - surface réfléchissante) ou réfracté (changement de direction en passant d’un milieu transparent à un autre). n : c : v : Emetteur opto- electrique Récepteur opto- electrique La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 51 - Air Silice O N Air Silice I 1.2.b - La réflexion 1. Lois de Descartes pour un rayon arrivant sur une surface réfléchissante : a. 1re loi : le rayon incident SI et le rayon réfléchi IR sont dans un même plan appelé plan d’incidence, b. 2nde loi : l’angle d’incidence θi et l’angle de réflexion θr sont égaux. 2. Loi du retour inverse de la lumière : le trajet de la lumière est indépendant de son sens de propagation. En changeant le sens des flèches de la figure, RI devient le rayon incident et IS devient le rayon réfléchi. La réfraction 2 cas possibles : Lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu d’indice n1 à un milieu d’indice n2, le rayon réfracté, lorsqu’il existe, se trouve dans le plan d’incidence défini par le rayon incident et le rayon réfléchi. SO est le rayon incident, θ1 l’angle d’incidence, OR le rayon réfracté et θ2 l’angle de réfraction. Il y a toujours un rayon réfléchi OR’ qui accompagne la réfraction. La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 52 - 3 = 2 = 1 = 1.2.c - La réfraction limite - réflexion totale: Un milieu d’indice n1 est plus réfringent qu'un milieu d'indice n2 si n1 > n2. La valeur de λ se calcule à l’aide de la relation : 2 - La fibre optique : 2.1 - Constitution : Le cœur : Milieu diélectrique* intérieur, conducteur de lumière ou sera confiné la plus grande partie de l’énergie lumineuse véhiculé dans la fibre. La gaine : entoure le cœur d’un milieu diélectrique* (en principe le même que le cœur) d’indice de réfraction plus faible. Les pertes des rayons lumineux se produisent dans la gaine. Le revêtement : Assure une protection mécanique de la fibre. Nous distinguons le revêtement primaire qui entoure la gaine et le revêtement secondaire appliqué directement sur le revêtement primaire pour renforcer la protection de la fibre pendant son maniement. Rappel * Diélectrique : substance qui ne conduit pas le courant électrique. Matériaux : Deux types : Silice : cœur et gaine en silice. Elles sont les plus utilisées. Plastique : cœur et gaine en plastique. Elles commencent à être employées car elles ont un coût de mise en œuvre très inférieur. Elles peuvent voir le jour en télécommunication pour le FTTH. Les fibres mixtes sont très rares. La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 53 - 2.2 - Principe : Une fibre optique est un conducteur optique constitué d’un premier milieu, d’indice de réfraction n1, appelé cœur, entouré d’un second milieu, d’indice de réfraction n2 inférieur à n1, appelé gaine ou manteau. Comme nous le verrons plus tard il existe de type de fibres optiques : - fibre optique monomode, - fibre optique multimode. 3 - Les caractéristiques d’une fibre : Une fibre optique est définie par : • son ouverture numérique, • son atténuation (db/Km) • sa bande passante (Hz/km) 3.1 - Ouverture numérique : L’ouverture numérique est une mesure définissant l’angle maximal d’injection d’un signal dans une fibre optique. Au-delà la fibre ne peut collecter la lumière. θi La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 54 - 3.2 - Affaiblissement : 3.2.a - La puissance optique : 2 1 log 10 P P dB = dB % transmis (au dizième près) % de Perte 0 100 0 0,1 97,7 1 3 10 20 3.2.b - L’atténuation A : ) km 1 à ( log 10 sortie entrée P P A = • Absorption : présence d’impuretés ou humidité, • Diffusion de Rayleigh : La diffusion Rayleigh est l'interaction entre la lumière et la matière. Elle est d'autant plus grande, que la longueur d'onde L est petite, 3.2.c - Le spectre lumineux ROUGE VIOLET ULTRA VIOLET 420 nm 1550 nm INFRA ROUGE 850 nm • La longueur d’onde caractérise la couleur de la lumière • L’homme voit les couleurs dont les longueurs d’onde sont comprises entre 750 nm (Rouge) et 420 nm (Violet) • La silice utilisée pour la fibre est transparente pour 3 couleurs’ seulement, et ces couleurs sont dans le domaine des Infra Rouges (non visibles) La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 55 - 3.2.d - Les fenêtres de transmission : • 850 nm : A = • • 3.3 - Bande passante C’est ce paramètre, directement lié aux phénomènes de dispersion qui induit les limites d’utilisation de la fibre optique. Pour ne pas avoir un mélange d’informations et une perte, la fréquence d’émission est donc limitée ce qui a pour conséquence de réduire la bande passante. Longueur d’onde (nm) Attenuation (dB/km) 850 1310 1550 Coeur Gaine Pulse Entrant t0 La fibre optique technologie sept.-07 J.BLANC - T MRIM – MONTAUBAN – C06_Fibre_E - 56 - 4 - Les types de fibres optiques 4.1 - Dimensions des fibres optiques : 4.2 - Monomode : Un seul mode c'est-à-dire un seul faisceau de lumière. Le mode uploads/Geographie/ fibre-optique-cours-pdf 1 .pdf