Comment fonctionnent les câbles à fibre optique ? La réponse à votre question

 

Nous allons répondre à cette question !

 

Mais tout d'abord, il convient de définir ce que l'on entend par « câble à fibre optique. » Le câble à fibre optique se compose d'une fibre optique, d'éléments de résistance et d'une gaine extérieure. La fibre optique transmet le signal, l'élément de résistance assure la résistance à la traction et à l'écrasement, et la gaine protège l'ensemble du câble contre les effets de l'environnement.

 

Contrairement au cuivre utilisé dans les câbles de catégorie ou les câbles Ethernet, qui transmettent les données à l'aide de signaux électriques, la fibre optique utilise le verre comme support de transmission pour des impulsions de lumière qui se déplacent à grande vitesse. Le processus de transmission de signaux de base nécessite un émetteur, un récepteur et une fibre optique en verre pour transmettre la lumière de l'émetteur au récepteur.

 

La fibre optique est fabriquée selon un processus en deux étapes. La première étape consiste à produire du verre pur pour créer une préforme. Pour cela, différents gaz dopants sont utilisés pour ajouter des couches de verre pur à un cylindre. La pureté du verre est essentielle pour qu'il puisse transmettre la lumière sur de longues distances sans perdre d'informations.

 

La deuxième étape est appelée « l'étirage de la fibre ». La préforme est alors chauffée et étirée pour en réduire le diamètre et obtenir une fibre optique fine. La taille d'une fibre optique standard est de 250 microns. À titre de référence, un cheveu humain mesure environ 100 microns. Ce processus est similaire à celui utilisé par les confiseurs pour créer de minuscules motifs avec leurs bonbons roulés à la main, sauf que le grand cylindre de verre est chauffé à son point de fusion et étiré, et non roulé, afin d'obtenir les géométries souhaitées.

 

Les fibres optiques ainsi obtenues sont disposées en faisceaux avec des éléments de résistance et/ou des matériaux tampons à l'intérieur d'une gaine extérieure.

 

Comment les câbles en fibre optique sont-ils construits ?

 

Quels sont les composants qui assurent le fonctionnement des câbles à fibre optique ?

 

La fibre optique est composée d'un noyau, d'une gaine et d'un revêtement. Ce sont les trois composants.

 

Noyau

Le premier est le « noyau » ou la structure en verre, qui permet à la lumière de voyager le long du câble jusqu'à un dispositif de réception. Pendant que le signal optique se déplace, il se propage dans le noyau grâce à la réflexion interne totale. La lumière se réfléchit à l'interface entre le noyau et la gaine (qui est le composant dont nous parlerons plus tard).

 

Les signaux lumineux sont transmis par des chemins que le faisceau lumineux suit lorsqu'il se déplace le long de la fibre. Ces chemins sont également appelés « modes ».

 

Gaine

Le noyau est entouré d'une fine couche de verre appelée « gaine ». Elle agit comme une barrière qui maintient les signaux lumineux à l'intérieur du noyau. Imaginez que ce soit comme un miroir parfaitement réfléchissant. Cela permet aux données de voyager sur toute la longueur de la fibre pour atteindre le récepteur.

 

Revêtement

Le plus souvent, deux couches de revêtement durcies aux UV sont appliquées sur la partie supérieure de la gaine. Cette double couche, appelée « revêtement », protège le verre contre les rayures, les déformations microscopiques et les contaminants. Les fibres sont en verre, un matériau extrêmement fin et fragile qui nécessite des matériaux de protection pour résister à la fois à la fabrication et à la manipulation par l'utilisateur final.

 

L'ensemble de la structure du câble enveloppe ensuite la fibre optique pour répondre aux exigences, qui varient en fonction des applications et des régions.

 

Les câbles à fibre optique comprennent également deux autres composants :

 

Éléments de résistance

Pour renforcer la solidité d'un câble pendant l'installation, des matériaux tels que l'acier, la fibre d'aramide, le fil de fibre de verre ou une tige rigide en fibre de verre sont utilisés pour améliorer la résistance à la traction et à l'écrasement. Ils permettent au câble à fibre optique de résister à la traction, à la flexion, à l'enroulement, à la torsion et à d'autres forces.

 

Gaine

En tant que couche extérieure du câble, la gaine constitue la première ligne de défense du câble contre son environnement. Différentes gaines sont disponibles pour protéger contre les facteurs externes tels que les objets tranchants. Elles peuvent également être de nature ignifuge, en fonction de l'application, comme les colonnes montantes intérieures ou les plénums à air.

 

Fonctionnement de chaque type de câble à fibre optique

 

Il existe deux types de câbles à fibre optique : à mode unique et multimode, et chacune de ces fibres optiques fonctionne un peu différemment.

 

La fibre multimode a un noyau dont le diamètre est cinq à six fois plus grand que celui de la fibre à mode unique (dont nous parlerons plus loin).

 

En raison de la taille de son noyau, la fibre multimode offre une capacité de captage de la lumière beaucoup plus importante. Cela signifie que les « modes multiples », c'est-à-dire les chemins lumineux multiples, peuvent parcourir en même temps le noyau d'une seule fibre. Plus le noyau est gros, plus il est facile de coupler la lumière dans la fibre pour transmettre des données.

 

Les types de fibres multimodes utilisés dans les projets actuels, tels que OM3, OM4 et OM5, sont des fibres optimisées pour le laser, ce qui signifie qu'une LED ou un laser VCSEL peut être utilisé comme lumière pour atteindre des débits de données plus élevés. L'OM5, le plus récent type de fibre multimode, s'accompagne d'une nouvelle technologie, appelée multiplexage par répartition en longueur d'onde courte, qui permet d'envoyer plusieurs signaux dans la fibre en un seul point dans le temps, ce qui augmente les performances de transmission. Imaginez que vous disposez de quatre canaux laser individuels dans la même fibre, qui peuvent fonctionner indépendamment les uns des autres.

 

La fibre à mode unique a une taille de noyau plus petite que la fibre multimode. Par conséquent, elle achemine la lumière directement le long de la fibre (elle ne permet qu'au mode fondamental de la lumière de se transmettre le long de la fibre). La réflexion de la lumière créée lors de la transmission de la lumière diminue, ce qui réduit l'atténuation et permet au signal de voyager avec succès sur de plus longues distances. Les types de câbles à fibre à mode unique comprennent les OS1 et les OS2.

 

Au lieu de considérer qu'un type de fibre optique est « meilleur » que l'autre, il est préférable de les considérer comme deux types distincts créés pour des objectifs différents.

 

Étant donné que plusieurs chemins lumineux empruntent une fibre multimode, celle-ci n'offre une largeur de bande élevée que sur une courte distance. Ces différents modes parcourent la fibre à des vitesses différentes et arrivent au détecteur légèrement décalés les uns par rapport aux autres. Imaginez une chambre d'écho : plus il y a de modes, plus l'écho est long. Il est alors plus difficile de comprendre où les mots commencent et où ils finissent, car ils commencent à se confondre les uns avec les autres.

 

Avec la fibre à mode unique, toute la lumière voyage à peu près à la même vitesse et arrive à peu près en même temps, ce qui élimine les effets de la dispersion modale que l'on trouve dans la fibre multimode. Cela permet des niveaux de bande passante plus élevés avec moins de perte de signal sur de plus longues distances, ce qui rend la fibre à mode unique idéale pour les applications de transmission de signaux sur de longues distances, par exemple à travers ou entre des campus, sous l'eau ou dans des bureaux distants.

 

Notre équipe est là pour vous aider à prendre les bonnes décisions concernant vos systèmes de câbles à fibre optique. Si vous avez d'autres questions sur les câbles à fibre optique, si vous avez besoin d'aide pour faire le bon choix ou si vous cherchez des informations plus détaillées sur le fonctionnement des câbles à fibre optique, nous nous ferons un plaisir de répondre à vos questions.

 

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