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INTRODUCTION GENERALE : La fibre optique est une fibre en verre, qui conduit la

INTRODUCTION GENERALE : La fibre optique est une fibre en verre, qui conduit la lumière des signaux entre deux lieux distants de 100 km, sans relais. La fibre optique vous permet de télécharger des vidéos, d’envoyer des fichiers lourds et de regarder la télévision en haute définition, en même temps et 10 fois plus vite. Avec le développement des nouvelles technologies de l’information et de la communication, l’infrastructure informatique est devenue un enjeu stratégique dans la performance de l’entreprise. La technologie fibre optique s’avère plus que nécessaire pour l’infrastructure informatique, et notamment face aux exigences de virtualisation et de connexion bureau à distance. Au centre de cette stratégie, se trouve le câble fibre optique : avec son débit d'information nettement supérieur à celui du câble coaxial, il est capital pour l’installation d’internet à très haut débit. Une connexion en fibre optique vous permet d’avoir un accès de meilleure qualité à internet. En effet, la fibre optique est la technologie la plus performante pour transporter des données à la vitesse de la lumière, avec une bande passante pouvant aller jusqu’à plusieurs Gigabit/seconde, on parle alors de très haut débit. Les débits de cette technologie sont 10 fois plus rapides que ceux de l’ADSL. La fibre optique est très utile pour les professionnels qui s’échangent des fichiers lourds contenant par exemple des graphiques, des images ou de la vidéo. Les entreprises concernées sont les cabinets d’architecture, de comptabilité, de constructions immobilières, de graphismes, de publicité, d’événementiel, les hôpitaux, les centres de formation, les cybercafés, 1 Les entreprises industrielles, les centres de recherche, les sociétés informatiques Notre travail débutera par une introduction générale sur la fibre optique, le premier chapitre sera basé sur une description physique de la fibre optique, le chapitre 2 aura pour objectif de comparer la fibre optique aux autres supports de transmission, ensuite dans le chapitre 3 on parlera de la technologie d’interconnexion par la fibre optique et finalement le chapitre 4 de cette partie sera consacré aux réseaux à fibres optique. 2 CHAPITRE1 : DESCRIPTION PHYSIQUE DE LA FIBRE OPTIQUE 3 A. HISTORIQUE : Il faut noter que le principe général qu’utilise la fibre optique a déjà été exploité bien avant les années 70. En effet, les historiens racontent que les anciens grecs utilisaient déjà ce principe de transport de la lumière dans des espèces de cylindres en verre. On raconte que c’est surtout les artisans en verre qui l’utilisaient pour créer de somptueuses pièces décoratives. Les vénitiens de la renaissance auraient également fait appel à des techniques semblables à ceux utilisées pour la fabrication de la fibre optique. Ils utilisaient ces techniques pour les célèbres mosaïques en verre appelées « millefiori ». Cependant la recherche scientifique ne s’est intéressée à ce principe de guidage de la lumière que vers la moitié du 19ème siècle. C’est d’ailleurs dans les années 1840 qu’un physicien suisse a démontré que la lumière pouvait être guidée suivant un filet de jet d’eau. De cette première constatation découla l’étude d’un chercheur français qui prouva également que la lumière suivait le filet de jet d’eau ainsi que les bâtons en verre. La première démonstration de cette découverte fût faite quelques années plus tard par un physicien irlandais. Il a injecté dans un jet d’eau de la lumière qui fût guidée suivant le filet, on dit que c’est cette démonstration qui fût à la base de l’explication du fonctionnement actuel de la fibre optique. Par la suite diverses applications de ce principe révolutionnaire virent le jour. Que ce soit pour la décoration et l’éclairage comme pour les fontaines lumineuses ou plus sérieusement en médecine afin de transporter de la lumière dans les cavités obscures du corps humain. 4 Dans les années 1880, Alexander Graham Bell a tenté une première utilisation d’une forme de fibre optique pour la communication. Il inventa un appareil appelé « photophone » qui permettait de transmettre de la lumière sur une distance de 200 mètres. Le principe de l’époque paraît assez simple à comprendre. Alors pour transmettre la voix sur cette distance, il a utilisé un microphone qui amplifiait la voix et qui faisait vibrer un miroir. De la vibration de ce miroir, résultait un réfléchissement de la lumière qui était capté 200 mètres plus loin par un autre miroir. Cette lumière captée servait à activer un cristal de sélénium qui reproduisait le son. Malheureusement les projets de Bell en ce qui concerne la communication sans fil s’arrêtèrent net, car on s’est rendu compte que la nature et différents obstacles pouvaient empêcher la transmission du signal. Le développement de la fibre optique fût très abordé par différents chercheurs dès le début du 20ème siècle. Effectivement, déjà en 1920, un duo de chercheurs a déposé un brevet concernant des fibres transparentes qui permettaient la transmission des images de télévision et la réalisation de télécopies. Ensuite la fibre optique, ou du moins son principe de base fût exploité par un chercheur allemand. Ce scientifique a réalisé la première démonstration de l’utilisation de la fibre optique pour la transmission d’image. Ce fût dans un cadre médical, puisqu’il a utilisé un système à fibre optique pour avoir des photographies de certaines parties inaccessibles du corps humain. Ainsi de suite, les chercheurs se lancèrent dans le développement de la fibre optique avec diverses applications. On a par exemple 5 pensé à rajouter un revêtement transparent au fil de verre afin de réduire les pertes de transmission de la lumière dans la fibre. B. CONCEPTION D’UNE FIBRE OPTIQUE : Fibre optique Technologie et mise en œuvre - réalisation d'une préforme, un cylindre d'environ 1 m de long avec un diamètre de quelques centimètres, homothétiques à la fibre future ; - le dessin de cette préforme, pour le transformer en une fibre qui est de plusieurs dizaines de kilomètres de long. Préforme de fibres en matière plastique sont fabriqués par polymérisation. Ceux pour les fibres de silice sont obtenues par synthèse de silice à partir de ²chlorures, généralement par réaction d’oxydation : SiCl 4 + O 2 → SiO 2 + 2 Cl 2 Et, pour l'oxyde de germanium de base : GeCl 4 + O 2 → Géo 2 + 2 Cl 2 Procédé d'oxydation en phase vapeur chimique est également utilisé : SiCl 4 + O 2 + 2H 2 → SiO 2 + Et GeCl 4HCl 4 + O 2 + 2H 2 → Géo 2 + 4HCl Le dépôt d'oxyde est d'abord poreux (état amorphe), il est alors vitrifié à haute température. Un peu P 2 O 5 oxyde de phosphore est incorporé à diminuer la température de vitrification, ainsi que le fluor, dans la gaine interne, pour compenser l'augmentation de l'indice créé par l'oxyde de phosphore (ou même de diminuer l'indice dans les fibres de gaine interne en creux, Il existe plusieurs procédés de production… La fabrication des préformes par le procédé x 6 Le procédé MCVD (dépôt modifié chimique en phase vapeur) développé par Corning dans les années 1970 est le procédé le plus largement utilisé en dehors du Japon. Le dépôt interne est réalisé par couches concentriques, obtenues par oxydation dans un tube de quartz rotatif (voir la figure 3.3). L'oxydation et la vitrification sont réalisés dans la chaleur d'un chalumeau externe. Les couches déposées correspondent au noyau et la partie intérieure de gaine optique. L'indice de chaque couche peut être commandée par le niveau du chlorure de germanium dans le mélange de gaz (chlorures + oxygène) envoyé dans le tube, et on peut obtenir un profil d'indice très précis. Une fois une centaine de couches ont été déposées, le tube se referme progressivement sur elle-même en se ramollissant à température plus élevée (opération effondrement). Ce procédé permet d'obtenir des fibres de très haute qualité, mais un tube parfaitement géométrique est nécessaire au début, et il y a une limite en termes de vitesse de dépôt et la longueur des fibres (le tube ne peut pas être trop épais). Pour augmenter (jusqu'à plusieurs Communications 78 fibres optiques centaines de kilomètres), différents procédés peuvent être utilisés pour augmenter la quantité de revêtement la matière : - chemisage, à savoir le rétrécissement autour de la préforme d'un deuxième tube ; - dépôt latéral externe de couches de silice supplémentaires par CVD (à chercher) ou par plasma. 7 FIGURE 1 : la fabrication de la fibre Une variante est le procédé PCVD (dépôt par plasma chimique en phase vapeur) dans laquelle la torche est remplacé par un plasma interne, induite par un réacteur à micro-ondes. Ainsi, la vitesse de dépôt peut être augmentée et tubes plus épais peut être utilisé pour produire des fibres plus longues. Ce processus de haute performance nécessite des investissements très importants cependant, et n'est pas largement utilisé. C. CARACTERISTIQUES : La Structure : Une fibre optique est constituée de 3 éléments concentriques comme représenté ci-dessous : Figure 2 : l’intérieur de la fibre optique 8 A) Le cœur : C’est dans cette zone, constituée de verre, que la lumière est guidée et se propage le long de la fibre. uploads/Science et Technologie/ introduction 19 .pdf