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Guide réalisé par la société • E. Ansenne, ing. 2 CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE POUR RÉ

Guide réalisé par la société • E. Ansenne, ing. 2 CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE POUR RÉSEAUX LOCAUX Guide pratique à l’usage des électriciens partenaire de > OBJECTIFS DE CE GUIDE Ce guide aborde l’utilisation des câbles à fibres optiques dans les réseaux locaux et ce, suivant les spécifications de la standardisation internationale en matière de câblage structuré. Il se veut pratique tout en donnant les explications (théoriques) de base nécessaires à la compréhension des transmissions sur fibre optique. Il a également pour mission d’aider l’installateur dans le choix des câbles à fib- res optiques appropriés dans les configurations classiques des réseaux locaux d’entreprises. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 3 SOMMAIRE 1. INTRODUCTION 4 2. PHÉNOMÈNES PHYSIQUES PERMETTANT LE TRANSPORT DE L ’INFORMATION 6 3. TYPES DE FIBRES OPTIQUES ET LIMITATIONS 10 3.1. Constitution de fibres optiques 10 3.2. Profil à saut d’indice 11 3.3. Profil à gradient d’indice 12 3.4. Types de fibres optiques 13 3.5. Limitations 15 4. CLASSIFICATION DES FIBRES 18 5. COMPOSANTS À METTRE EN ŒUVRE 20 5.1. Câbles 20 5.2. Connecteurs 23 5.3. Racks de distribution 25 6. POSE DES CÂBLES 26 7. RACCORDEMENTS 27 8. TESTS DES LIAISONS 29 9. SITES WEB - RÉFÉRENCES 31 copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 4 > 1. INTRODUCTION L ’utilisation de la lumière pour transmettre de l’information n’est pas une idée neuve. Il suffit pour s’en convaincre, de penser au phare signalant aux navires la présence de rochers dangereux ou au sémaphore permettant de communiquer avec les bateaux. Dans les télécommunications, l’utilisation d’un guide d’ondes performant afin de transmettre des quantités importantes de données a fait son che- min depuis les années 1960. L ’évolution de ce support physique, de sa nais- sance à nos jours, est impressionnante, poussée sans cesse par la demande des applications requérant des ressources de plus en plus élevées en terme de bande passante. Ces câbles à fibres optiques, aujourd’hui, font partie intégrante de nos réseaux de télécommunication et de nos réseaux informatiques. Dans ces derniers, ils prennent le relais des câbles à paires torsadées, ne parvenant pas à dépasser la distance de 100m. Dans les réseaux d’opérateurs de télé- communication, ces fibres optiques sont capables d’offrir des liaisons de plusieurs dizaines de kilomètres sans nouvelle amplification des signaux. Allié de choix dans les environnements fortement perturbés au niveau électromagnétique car la nature même du signal transporté, la lumière, n’offre aucune emprise à ces perturbations. Déjà fortement implantés, ils constitueront sans nul doute le support phy- sique prédominant dans le futur. Tous les constituants nécessaires pour offrir la fibre optique jusqu’aux bureaux des utilisateurs sont présents sur le marché. Mais avant d’en arriver là, ils donnent aux grandes artères des réseaux (backbone) la bande passante nécessaire aux communications à haut débit. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 5 Afin de rester en contact avec ces technologies sans cesse en évolution et d’en maîtriser la mise en œuvre, le technicien se doit de comprendre les phénomènes permettant le transport de l’information sous forme lumineuse et de maintenir ses connaissances en adéquation avec le progrès du mar- ché. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 6 > 2. PHÉNOMÈNES PHYSIQUES PERMETTANT LE TRANSPORT DE L ’INFORMATION Le phénomène physique principal étant à l’origine du transport de la lumière au sein de la fibre optique est connu et maîtrisé depuis long- temps. Il porte le nom de réflexion totale. Afin de bien comprendre son principe, redéfinissons d’abord deux autres notions simples : 2.1. LA RÉFLEXION Figure 1: Le phénomène de réflexion. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 7 Lorsqu’un rayon lumineux (figure 1), appelé rayon incident, « tombe » sur une surface réfléchissante (exemple : un miroir) il subit une déviation dans le même plan suivant un angle de réflexion « r » qui est de même valeur que l’angle d’incidence « i » par rapport à un axe appelé axe d’inci- dence, perpendiculaire à la surface de séparation. 2.2. LA RÉFRACTION La figure 2 illustre un autre phénomène optique : La réfraction. Elle agit lors du passage d’un rayon lumineux incident d’un milieu 1, par exemple de l’air, vers un milieu 2 différent, par exemple de l’eau. Ce rayon incident va subir une déviation lors de la traversée dans le second milieu. L ’angle de réfraction « r » du rayon réfracté sera différent de l’angle d’incidence « i » par rapport à l’axe d’incidence déjà défini ci-dessus. Les relations mathématiques qui en résultent sont indiquées à côté de la figure 2. Dans notre exemple, le milieu 2 est plus réfringent que le milieu 1. Son indice de réfraction n2 est plus grand que l’indice de réfraction du milieu 1 n1. Figure 2: le pnénomène de réfraction. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 8 • QU’EST CE QUE L‘INDICE DE RÉFRACTION ? L ’indice de réfraction est le rapport entre la vitesse de propagation d’un signal lumineux dans le vide et la vitesse de propagation du signal lumi- neux dans le milieu considéré. Cet indice varie donc en fonction des milieux traversés et aussi en fonction de la longueur d’onde du signal lumineux. copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 9 2.3. LA RÉFLEXION TOTALE Nous pouvons définir ce phénomène comme suit : Il y a réflexion totale lorsque l’angle d’un rayon lumineux incident, évoluant d’un milieu plus réfringent (+dense) vers un milieu moins réfringent (-dense), est supérieur à la valeur de l’angle limite du milieu où se pro- page le rayon incident. La figure 3 montre qu’en-dessous de l’angle limite « L », les rayons lumi- neux (en rouge) subissent le phénomène de réfraction et traversent la surface de séparation des deux milieux. Le rayon (jaune) ayant son angle d’incidence égale à l’angle limite rase la surface de séparation. Par contre le rayon (vert) qui attaque la surface de séparation avec un angle d’incidence supérieur à l’angle limite n’est plus en mesure de « sortir » vers le deuxième milieu mais subit une réflexion totale dans le premier. Dans une fibre optique, nous allons donc créer les conditions nécessaires et indispensables à la réflexion totale pour guider le signal lumineux dans le conduit en verre. Figure 3 copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 10 > 3. TYPES DE FIBRES OPTIQUES ET LIMITATIONS 3.1. CONSTITUTION DES FIBRES OPTIQUES Une fibre optique est constituée de deux parties distinctes (figure 4), un cœur de verre d’indice de réfraction n1 et une gaine de verre d’indice de réfrac- tion n2. Cette dernière entoure le cœur. L ’indice n1 est supérieur à n2 per- mettant ainsi la réflexion totale. Lorsqu’on considère l’indice de réfraction radialement depuis le centre du cœur jusqu’à la gaine, on parle du profil d’indice de réfraction. Cet indice peut être constant ou varier. Une enveloppe protectrice entoure complètement la gaine et offre ainsi une protection mécanique à l’ensemble cœur-gaine. Figure 4 copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 11 3.2. PROFIL À SAUT D’INDICE Lorsque l’indice de réfraction du cœur ne varie pas, on parle de profil à saut d’indice et le rayon lumineux ne subit aucune déviation dans le cœur. Son trajet est dévié au niveau de l’interface cœur-gaine là où l’indice de réfrac- tion change de valeur (figure 5 et 5’). Ce type de profil est peu performant pour les transmissions à haut débit car les rayons lumineux qui s’y propagent suivent des trajets forts différents les uns des autres et se déplacent à différentes vitesses en fonction de leurs longueurs d’onde. Il y a donc à l’arrivée un étalement de spectre conséquent (figure 6). Ce phénomène est appelé DISPERSION INTERMODALE. Figure 5’ Figure 6 Figure 5 copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 12 3.3. PROFIL À GRADIENT D’INDICE Avec ce type de profil (figure 7 et 7’), l’indice de réfraction du cœur décroît radialement depuis le centre vers la gaine. On peut représenter le cœur comme une superposition de couches de verre d’indice de réfraction dif- férent. Cette disposition imprime aux différents rayons lumineux parcou- rant le cœur des trajets plus proches les uns des autres, donc un étalement de spectre moins important (figure 8). Les fibres optiques multimodes actuelles sont de type à gradient d’indice car plus performantes. On réduit le phénomène de dispersion intermodale. Figure 7’ Figure 8 Figure 7 copyright©2005 Open Net sprl • GUIDE PRATIQUE DU CÂBLAGE FIBRE OPTIQUE • 13 3.4. TYPES DE FIBRES OPTIQUES Il existe deux sortes de fibres optiques : • Les fibres optiques MULTIMODES • Les fibres optiques MONOMODES Un mode est un rayon lumineux se propageant au sein du cœur. A certai- nes longueurs d’onde (850 et 1300 nm) et avec certaines dimensions du cœur (50 et 62,5 µm) plusieurs rayons lumineux traversent la fibre uploads/Ingenierie_Lourd/ fibr-optique.pdf