Transmission par fibre optique

Les systèmes numériques les plus rapides transmettaient l’information à un débit de 10 Mbits/s, le câble coaxial était parfaitement adapté à même de remplir son rôle de support de transmission. Mais avec l’apparition des nouveaux services liés au développement du multimédia, un besoin d’un débit de transmission d’informations plus élevé, et une alternative au câble coaxial sont apparus à cause des pertes trop élevées, des courtes distances de propagation, et des performances limitées. La fibre optique remplit très bien ce nouveau rôle de support de transmission. Son utilisation est désormais courante dans les réseaux de télécommunications.

TRANSMISSION PAR FIBRE OPTIQUE

LES RESEAUX OPTIQUES

Les réseaux optiques permettent de transporter des signaux sous forme optique et non électrique dans les réseaux classiques. Les avantages de l’optique sont nombreux et seront développés plus loin dans ce chapitre. Les réseaux optiques peuvent être classés en deux catégories : le réseau tout optique, et le réseau non tout optique.

a. Réseau tout optique (ou réseau transparent)
Ce type de réseau n’intègre que des équipements optiques, c’est-à-dire que dans la chaîne de transmission, la conversion optique-électrique n’a pas lieu. La lumière est routée sous sa forme originale et ne subira pas de conversion optique-électrique jusqu’ à la destination. Un réseau tout optique ne possède pas de mémoire pour stocker des paquets. Ce type de réseau coûte très cher.
b. Réseau non tout optique
Les réseaux optiques actuels (ne fonctionnant pas en mode tout optique) convertissent et traitent les paquets optiques en électronique, ensuite les gardent pendant le temps nécessaire pour obtenir la ligne demandée. Ce type de réseau est moins cher car les équipements utilisés, électroniques, existent depuis plusieurs années.

TRANSMISSION PAR FIBRE OPTIQUE 

Propagation dans la fibre optique

Propagation d’onde lumineuse

Lorsqu’un faisceau lumineux heurte obliquement la surface qui sépare deux milieux plus ou moins transparents, il se divise en deux : une partie est réfléchie tandis que l’autre est réfractée. L’indice de réfraction, grandeur caractéristique des propriétés optiques d’un milieu, est le rapport entre la vitesse de la lumière c dans le vide (Cv=299 792 Km/s) et celle de l’onde dans le milieu considéré. Plus l’indice est grand, plus la lumière s’y déplace lente. La propagation du signal optique est basée sur la loi de Descartes. Lorsqu’un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l’une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes . Ce rayon se propage alors jusqu’à l’autre extrémité de la fibre optique, en empruntant un parcours en zigzag [2].

Présentation générale des fibres optiques

Depuis son introduction dans les systèmes de transmission dans les années 70, la fibre optique est devenue le support privilégié de transport de l’information à débits élevés sur de grandes distances. Les fibres optiques sont de plus en plus utilisées grâce à leurs propriétés exceptionnelles et particulièrement une bande passante très élevée et une atténuation très faible. L’utilisation de ce type de support pour la transmission d’information sous-entend que le signal transporté est une onde lumineuse. La fibre optique est constituée d’un cylindre de verre ou de plastique très mince (appelé cœur) entouré du même matériau (dénommé gaine) mais présentant un indice de réfraction plus faible. Le tout est protégé par une enveloppe extérieure .

Elle peut être utilisée pour conduire la lumière entre deux lieux distants de plusieurs centaines, voire milliers, de kilomètres. Le signal lumineux codé par une variation d’intensité est capable de transmettre une grande quantité d’informations. En permettant les communications très longue distance et à des débits jusqu’alors impossibles, les fibres optiques ont constitués l’un des éléments clef de la révolution des télécommunications .

Les différents types de fibre Optique

Les fibres optiques peuvent être classées en deux catégories selon leurs caractéristiques, la longueur d’onde utilisée et les modes de propagation de la lumière: les fibres multimodes, et les fibres monomodes.

− Les fibres optiques multimodes
Les fibres multimodes ont été les premières sur le marché. Elles ont pour caractéristiques de transporter plusieurs modes (trajets lumineux) simultanément. Du fait de la dispersion modale, on constate un étalement temporel du signal. En conséquence, elles restent utilisées uniquement pour des bas débits et de courtes distances. La dispersion modale peut cependant être minimisée (à une longueur d’onde donnée) en réalisant un gradient d’indice dans le cœur de la fibre. Elles sont caractérisées par un diamètre de cœur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de micromètres.

Parmi les fibres multimodes, on distingue les fibres à faible indice ou saut d’indice (débit limité à 50 Mbps) et les fibres à gradient d’indice (débit limité à 1 Gbps). Les longueurs d’onde les plus utilisées sont 850nm et 1300 nm [4].

La fibre multimode à saut d’indice possède une région du cœur uniforme relativement large comparé à la gaine et qui représente près de 96% du diamètre total de la fibre . Le cœur est composé de verre (SiO2) dopé. Elle est le support privilégié pour des applications des réseaux informatiques courte distance, sa bande passante est alors limitée. Le faisceau laser se propage en ligne droite et se réfléchit sur les parois de la gaine qui a un indice de réfraction inférieur au cœur.

La fibre à gradient d’indice dont le cœur est constituée de couches de verre successives ayant un indice de réfraction proche. La variation de cet indice de réfraction cœur/gaine présente une courbe parabolique avec un maximum au niveau de l’axe. Les rayons lumineux suivent un parcours sinusoïdal. La bande passante est comprise entre 600 et 3000 MHz/km. Les diamètres les plus fréquents sont 62.5 µm et 50 µm. Ce type de fibre est le plus utilisé pour les moyennes distances. Un des avantages est que la dispersion modale est diminuée avec cette fibre. Il y a donc une meilleure réception du signal.

− Les fibres optiques monomodes
Dans une fibre monomode, le cœur est très fin, ce qui permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite . De cette façon, elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci peut être considérée comme nulle. La bande passante est presque infinie, supérieure à 10 GHz/km avec une longueur d’onde de coupure 1.2 µm. Le diamètre du cœur (9.µm) et l’ouverture numérique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent parallèlement avec des temps de parcours égaux. Ce type de fibre est surtout utilisé en liaison longue distance. Le petit diamètre du cœur des fibres nécessite une grande puissance d’émission qui est délivrée par des diodes laser. Les longueurs d’onde employées sont 1310, 1550 et 1625 nm .

Table des matières

Introduction
Chapitre 1: TRANSMISSION PAR FIBRE OPTIQUE
1.1. Les Réseaux Optiques
a. Réseau tout optique
b. Réseau non tout optique
1.2 Transmission Par Fibre Optique
a. Propagation dans la fibre optique
b. Présentation générale des fibres optiques
c. Système de communication par fibre optique
Chapitre 2: LA CONCEPTION ET L’INFRASTRUCTURE DU RESEAU
2.1. L’infrastructure du Réseau
a. Situation actuelle
b. Regroupements des besoins de conception
2.2. L’architecture du Réseau
a. Architecture physique
b. Les équipements actifs
2.3. Infrastructure de l’installation
a. Cheminement et circulation des câbles
b. Choix des câbles et des raccordements
c. Condition de pose des câbles
d. Budget de puissance (analyse de perte de puissance)
e. Local technique et équipements
Chapitre 3: DESCRIPTION DU PROJET D’INSTALLATION
3.1. Les étapes d’un projet
3.2. Le Cout de la réalisation
a. Bureau d’étude
b. Maintenance
3.3. Coût global
Conclusion
Annexe 1
Références

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