Fibre optique

Généralités     Les types de fibre     Les émetteurs     Dispersion modale     Caractéristiques et débits     Questions et réponses

La fibre optique est utilisée :

 - Pour son insensibilité aux perturbations électromagnétiques.
 - Dans les milieux ou il faut éviter les étincelles.
 - Lorsque la distance excéde 100 m (limite provenant de l'atténuation du signal dans les câbles cuivre).
 - Afin de relier deux bâtiments pour s’affranchir de l’équipotentialité.

Une fibre optique est définie par son ouverture numérique, son atténuation (db/Km) et sa bande passante (Hz/km).

La fibre multi-mode à saut d'indice est constituée d'un coeur (50 ou 62.5 µm) et d'une gaine optique (125 µm) en verre de différents indices de réfraction.
La différence des indices de réfraction provoque une dispersion du signal qui s'en trouve déformé.
La bande passante est comprise entre 20 et 100 MHz/km.

La fibre multi-mode à gradient d'indice est composé d'un coeur (50 ou 62.5 µm) formé de plusieurs couches de verre successives ayant un indice de réfraction proche.
La proximité des indices de réfraction induit un temps de propagation égal qui permet de réduire la dispersion modale.
La bande passante s'étend de 150 à 5 000 MHz/km.
C'est actuellement la fibre la plus commercialisée.

La fibre monomode avec son coeur de 9 µm offre des chemins de propagation pratiquement direct pour les différents modes.
La dispersion modale devient quasiment nulle. La bande passant est supérieure à 10 GHz/km.

Il existe 3 types d'émetteurs qui fonctionnent sur des longueurs d'ondes différentes.

Les LED (850 nm) sont les plus utilisées dans les réseaux ethernet.
Elles émettent un faisceau lumineux non cohérent (divergence et émissions dans toute les directions).

Les diodes à infrarouge (1300 nm).

Les lasers (1300 ou 1550 nm) utilisés pour la fibre monomode. Le petit diamètre du coeur (9 µm) nécessite une grande puissance d'émission.
Ils émettent un faisceau lumineux cohérent (pas de divergence).

Dans le cas d'une fibre multi-mode, les rayons lumineux formant le faisceau pénètrent le cœur de la fibre optique
avec des angles fonction de leur angle d’émission.

Le chemin parcouru n’est pas le même pour tous les rayons ce qui engendre une dispersion des temps de propagation,
certains rayons parcourant plus de chemin que d’autres. L’impulsion composite à la sortie de la fibre s’en trouve élargie.

La conséquence de cet élargissement de l’impulsion est que le débit d’émission est d’autant plus lent que la fibre est longue,
il ne faut pas que les impulsions se chevauchent à l’autre extrémité de la fibre.

Cette dispersion modale a une conséquence soit sur le débit maximum soit sur la longueur de la fibre.

Question 1 :

Pour chaque dessin, indiquez letype de fibre :

FIBRE A : Monomode     FIBRE B : Multimode à saut d’indice
FIBRE C : Multimode à gradient d’indice

Question 2 :

Pour caractériser une fibre, on parle souvent de fibre 62.5/125 et de fibre 9/125. Que signifie 62.5/125 et 9/125 ?

62.5 et 9 sont les diamètres du cœur de la fibre optique en micromètre ; 125 est le diamètre de la gaine en micromètre.

Question 3 :

Pour les fibres suivantes 9/125, 62.5/125, 50/125 indiquer les s’il s’agit de monomode ou de multimode.

9/125 : Monomode     50/125 et 62.5/125 : Multimode.

Question 4 :

Parmi les 2 type de fibre optique multimode, quelle est la plus utilisée aujourd’hui ?

La fibre la plus couramment installée est la fibre multimode à gradient d’indice.

Question 5 :

Classez les fibres optiques 62.5/125 ; 9/125 ; 50/125 de la plus grande portée (atténuation faible)
jusqu’à la plus petite portée (atténuation forte).

9/125 jusqu’à 20 km     50/125 jusqu’à 550 mètres     62.5/125 jusqu’à 220 mètres.

Question 6 :

Un port fibre optique est construit à partir d’un émetteur et d’un récepteur.
Citer les noms de ces émetteurs et de ces récepteurs.

Emetteur : LED ou diode laser     Récepteur : photodiode.

La diode laser émet un faisceau lumineux cohérent (les rayons lumineux ne divergent pas).
Quant à la LED, elle émet un faisceau lumineux non cohérent (les rayons lumineux divergent
et sont émis dans toutes les directions).