- Définition
- Débit
- Coût
- Les avantages de la fibre optique
- Les inconvénients de la fibre optique
- Classification de la fibre optique
- Le multiplexage : WDM ( Wave Division Multiplexing)
Définition
La fibre optique désigne une technique et
une technologie pour transmettre de l'information sur les réseaux
informatiques. Autrefois réservée aux liaisons inter-entreprises, la fibre
optique se généralise comme moyen d'accès à Internet car elle permet des
téléchargements en très haut débit (jusqu'à 100 Mbits/s contre 22 Mbits/s pour
l'ADSL 2+).
La fibre optique désigne un câble qui contient un fil en verre ou en plastique
capable de conduire la lumière. C'est cette lumière qui va être transportée
dans le réseau et interprétée à sa réception. La fibre optique possède aussi
l'avantage d'être naturellement insensible à des perturbations électriques
extérieures. On peut ainsi établir une liaison en fibre optique sur des
milliers de kilomètres.
Comme il s'agit aujourd'hui de la méthode la plus efficace pour transmettre
rapidement des données d'un point à l'autre, la fibre optique a d'abord été
utilisée dans les réseaux des opérateurs en télécommunications. Invisible aux
yeux des utilisateurs, elle sert pourtant à transmettre les données d'un pays à
l'autre, où d'une région à l'autre. Les entreprises se sont aussi mises à
utiliser la fibre optique pour leurs réseaux à longue ou moyenne distance.
Débit
Aujourd'hui, le déploiement de la fibre optique va plus loin puisque les FAI
essaient de l'utiliser pour relier les foyers à Internet. Outre le débit plus
important, la fibre optique aurait pour avantage de permettre aux foyers un
débit plus stable à des distances plus grandes (10km). En effet, le débit d'une
liaison fibre optique n'est pas dépendant de son éloignement vis-à-vis du Nœud
de Raccordement Optique (NRO). D'autre part, la fibre optique est évolutive :
les débits montent déjà jusqu'à 1 Gbits/s en Corée du Sud, et pourraient même
aller au-delà.
Coût
Avec tant d'avantages, on pourrait se demander pourquoi cette technologie est
si peu développée en France et dans d'autres pays. La réponse est simple : la
fibre optique coûte cher à déployer. Selon plusieurs experts, le coût pour passer à
la fibre optique sur l'ensemble du territoire français est estimé entre 15 et
25 milliards d'euros. Des investissements lourds pour les principaux
opérateurs, et pas forcément rentables car il faut une haute densité de
population pour que le projet soit viable.
Les collectivités sont donc en train d'envisager d'aider les opérateurs à
investir dans la fibre optique. Certaines communes pilotes ont déjà installé
leur propre réseau qu'elles louent ensuite à des opérateurs. Pour les autres,
il semble qu'une répartition 50/50 entre opérateur et collectivité soit
envisagé pour inciter les investissements.
AVANTAGES DE LA
FIBRE OPTIQUE
Ø Immunité au bruit (la
fibre optique est bien protège avec l’enveloppe)
Ø Absence de rayonnement
vers l’extérieur
Ø Absence de la diaphonie (
c.-à-d obstacle bruit)
Ø Résistance aux températures
élevées et aux produits corrosifs
Ø Poids et dimension réduit
Ø Très faible atténuation (0,2dcbpar
km)
Ø Très large bande passante
Ø Sécurité électrique
Ø inviolabilité
Dans
notre recherche on a vu qu’il a aussi les avantages qui sont économiques :
Ø inferieur au système de
cuivre
Ø progrès au niveau de raccordement
(la joncture l’lorsqu’il a la coupure de la fibre optique)
INCONVENIENTS DE LA FIBRE
OPTIQUE
Ø difficulté d’adaptation
avec les transducteurs optoelectriques
Ø exigence micromécanique
importante (alignement t ,connexion,…)
Ø cout d’exploitation élevé
Ø exigence d’un personnel spécialise
Ø nécessite plus de
protection autour du câble par rapport au cuivre (câble coaxial,…)
Ø le pouvoir de se caser
facilement
Ø la distance entre l’émetteur
et le récepteur doit être courte sinon il faut utilise de répétiteur
Ø le câble a fibre optique sont
facilement en dommageable par les requins.
CLASSIFIFICATIONS DE LA
FIBRE OPTIQUE
Suivant le mode
propagation qu’elles utilisent peuvent se distinguer en 3 catégories :
Ø la fibre monomode
Ø la fibre multimode est
composée de deux catégories :
·
la fibre multimode a gradient d’indice
·
la fibre multimode a saut d’indice
1.
la fibre monomode
Ce type de fibre qui présente les plus grandes performances mais
son coût est relative élevé et le
raccordement sont très délicats par rapport aux fibres multimodes.
La fibre monomode est la
meilleure fibre existante a l’heure actuelle, ce type de fibre qui est utilisée
Dans le cœur des réseaux mondiaux. Un seul mode de propagation existe :
c’est le mode a ligne droite.la fibre monomode possède un cœur très fin de la
taille d’un cheveu. L’atténuation sur ce type de fibre est quasi nul ce qui en
fait sa force.
2.
La fibre multimode
1.
La fibre multimode a saut d’indice
Ici, la lumière se réfléchi
en zigzgant.la fibre multimode a saut d’indice est la fibre la plus ordinaire
et utiliser dans les réseaux locaux de type LAN.
2.
La fibre multimode a gradient d’indice
Ici, La lumière suit une
trajectoire sinusoidale.le rayon suive une trajectoire d’allure sinusoïdale. La
gaine n’intervient pas directement mais élimine les rayons très inclines.sa capacité
est plus élevée que celle du saut d’indice cars sa distance a parcourir de
rayon est plus faible, donc il est plus possible d’augmenter la fréquence.
SWDM(Wave Division
Multiplexing)
Avant tout on ne peut pas
parler de WDM Sans toutefois parler introduire le multiplexage est que le WDM
est le type de multiplexage
1.
Le multiplexage : est une technique permettant à des multiples signaux
d’être transmis simultanément dans un seul support de transmission.
Le multiplexage est composé de FDM ( frequency division
multiplexe ), le TDM( Time slot division multiplexing),et le WDM( Wide Division
Multiplexing).
·
Le FDM : qui est utilisé lorsque la bande de fréquence du canal est
plus grande que la bande de fréquence combinée.
·
Le TDM : c’est le multiplexage par diffusion de temps et processus.
Permet à plusieurs a plusieurs connexion de partager une grande bande passante
d’un même canal.
Nous allons beaucoup
s’intéresser de La troisième qui est le
WDM.
Le WDM (Wave Division
Multiplexing) :
Le multiplexage en longueur d'onde, souvent appelé WDM (Wavelength
Division Multiplexing en anglais), est une technique utilisée en
communication optique qui permet d'augmenter le débit sur une fibre optique en faisant circuler plusieurs signaux de longueurs d'onde différentes sur
une seule fibre, en les mélangeant à l'entrée à l'aide d'un multiplexeur (Mux) et en les séparant à la sortie au moyen d'un démultiplexeur (deMux).
Il s'agit pour simplifier de faire passer plusieurs « couleurs »
simultanément dans une fibre – ou le plus souvent une paire de fibres (émission
/ réception). Ces « couleurs » sont visibles séparément à chaque
extrémité, mais circulent de concert sur le médium. Chaque « couleur »
constitue alors un lien réseau séparé et indépendant du point de vue des
équipements qui l’utilisent.
·
Multiplexeur/Démultiplexeur WDM
Pour pouvoir multiplexer plusieurs sources
optiques, il faut préalablement modifier leur longueur d'onde en utilisant des
matériels spécifiques : transceivers ou transpondeurs. Chaque flux
d'information est codé sur une porteuse par modulation d'amplitude ou de phase, comme pour une
transmission sur fibre optique standard. Les équipements de démultiplexage sont
généralement des équipements passifs, type réseaux de
diffraction. Ils agissent comme des filtres en sélectionnant le
signal dans une zone de longueur d'onde donnée.
Le multiplexage en longueur d'onde sur une fibre utilise mieux la bande passante de la fibre,
c'est une solution économique qui permet de maximiser la capacité de celle-ci
.Les canaux peuvent être identifiés, soit par la fréquence de la porteuse
optique, f {\displaystyle f} ,,.,,,,,,<,
soit par la longueur d'onde λ {\displaystyle \lambda } , les deux étant
reliées par la relation simple λ = c f {\displaystyle \lambda ={\frac {c}{f}}} avec c {\displaystyle c} la célérité de la lumière dans le vide.
CWDM
Lorsque l'espacement entre les longueurs d'onde est de 20 nm, on parle de Coarse
WDM (CWDM). L'avantage du CWDM est son coût. En effet, grâce à
l'important espacement laissé à chaque canal, on n'est pas obligé de réguler en
température le laser d'émission. Par contre, on est limité à 16 canaux, pas
amplifiés (moins cher) donc sur 150 km au maximum. En CWDM, 8 longueurs d'onde
sont utilisables avec des optiques 10 Gbit/s.
DWDM
Pour un espacement plus faible (donc plus de longueurs d'onde simultanément
en propagation), on parle de Dense WDM (DWDM, plus de 32
longueurs d'onde) et même Ultra Dense WDM (UDWDM). Les systèmes
DWDM commerciaux espacent les longueurs d'onde d'environ 0,8 nm (100 GHz), 0,4 nm (50 GHz) voire 0,1 nm (12,5 GHz). Il est ainsi possible
de combiner 160 longueurs d'onde optiques et plus.
Malgré des tentatives audacieuses (exploitant les solitons par exemple),
cette technologie reste la seule déployée sur les réseaux télécoms longue
distance (long-haul), et même métropolitains.
Bandes de fréquences
normalisées
L'UIT a normalisé au
niveau mondial les bandes de fréquences (et donc les longueurs d'ondes) des fibres
optiques selon le plan suivant :
- bande U (Ultra) : 178,980 à 184,487 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda _{0}} de 1 675 à 1 625 nm) ;
- bande L (Longue) : 184,487 à 191,560 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda _{0}} de 1 625 à 1 565 nm) ;
- bande C (Conventionnelle) : 191,560 à 195,942 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda
_{0}} de 1 565 à 1 530 nm) ;
- bande S (Short) : 195,942 à 205,337 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda
_{0}} de 1 530 à 1 460 nm) ;
- bande E (Étendue) : 205,337 à 220,435 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda
_{0}} de 1 460 à 1 360 nm) ;
- bande O (Originale) : 220,435 à 237,930 THz ( λ 0 {\displaystyle \lambda
_{0}} de 1 360 à 1 260 nm).
La bande de fréquence la plus utilisée est la bande C (1 530 - 1 565 nm). C'est le spectre
amplifié par les amplificateurs EDFA (Erbium Doped
Fiber Amplifier), ce qui permet par conséquent de l'utiliser sur de très
longues distances par ce biais. L'ITU a spécifié des
numéros pour les fréquences. 192,1 THz est la fréquence 1, 192,2 THz est la
fréquence 2, etc. C'est aussi la bande de fréquence sur laquelle l'atténuation
est minimale.
Poursuivons le raisonnement :
La bande C équivaut en Hz à (196 THz - 192 THz), ce qui offre 4 THz de bande
passante. Sur la courbe caractéristique de la silice, l'atténuation dans la
bande passante (1 530 nm - 1 565 nm) est de 0,2 dB/km.
Un autre intervalle, dans le cœur de la bande O, propose une atténuation
qui reste faible et intéressante (1 290 nm - 1 330 nm) ; l'affaiblissement
y est de 0,3 dB/km. On utilise surtout cet intervalle (qui offre des portées
plus faibles) pour les réseaux locaux (par exemple en Ethernet 10GBASE-LX4), et les réseaux FTTH d'accès à
Internet (notamment les réseaux GPON et
TWDM-PON).Entre 1 330 nm et 1 530 nm, l'atténuation était trop importante avec les
fibres classiques. Mais avec les nouvelles générations de fibres optiques,
cette atténuation élevée n'existe plus entre 1 330 nm et 1 530 nm, elle est
assez proche de 0,2 dB/km. La bande passante des fibres optiques nouvelle
génération atteint ainsi plus de 35 THz (1 290 nm - 1 565 nm).Avec les besoins
croissants de bande passante, on exploite maintenant également la bande L,
ainsi que les amplificateurs à diffusion Raman.
REFERENCES :- portail de télécommunication
-nos recherches scientifiques +compréhension en classe et dans les différentes formations
déjà participés (carsuea).
-Wikipédia
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