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Les
images ci-après montrent comment l'on fabrique de la fibre monomode.
La première étape consiste en
l'assemblage d'un tube et d'une barre de verre cylindrique montés concentriquement. On
chauffe le tout pour assurer l'homogenéité du barreau de verre.
Un barreau de verre d'une
longueur de 1 m et d'un diamètre de 10 cm permet d'obtenir par étirement une fibre
monomode d'une longueur de 150 km environ!
Le barreau ainsi obtenu sera installé
verticalement dans une tour située au premier étage et chauffé par des rampes à gaz.
Le verre va s'étirer et "couler" pour être enroulé sur une bobine. On mesure
l'épaisseur de la fibre (~10um) pour asservir la vitesse du moteur de l'enrouleur, afin
d'assurer un diamètre constant.
Chaque
bobine de fibre fait l'objet d'un contrôle de qualité effectué au microscope.
Puis on
va enrober le verre d'un revêtement de protection (~230 um) et assembler les fibres pour
obtenir le câble final à un ou plusieurs brins.
Le transceiver optique a pour
fonction de convertir des impulsions électriques en signaux optiques véhiculés au coeur
de la fibre. A l'intérieur des deux transceivers partenaires, les signaux électriques
seront traduits en impulsions optiques par une LED et lus par un phototransistor ou une
photodiode.
Conversion de signaux électriques en signaux optiques
au moyen d'un transceiver Ethernet
On utilise une fibre pour
chaque direction de la transmission.
Les émetteurs utilisés sont
de trois types:
- Les LED Light Emitting
Diode qui fonctionnent dans l'infrarouge (850nm).
- Les diodes à infrarouge qui
émettent dans l'invisible à 1300nm
- Les lasers, utilisés pour
la fibre monomode, dont la longueur d'onde est 1310 nm ou 1550nm
Les
trois types de fibre optique
- La fibre à saut d'indice
200/380 constituée d'un coeur et d'une gaine optique en verre de différents indices de
réfraction. Cette fibre provoque de par l'importante section du coeur, une grande
dispersion des signaux la traversant, ce qui génère une déformation du signal reçu.
- La fibre à gradient
d'indice dont le coeur est constitué de couches de verre successives ayant un indice
de réfraction proche. On s'approche ainsi d'une égalisation des temps de propagation, ce
qui veut dire que l'on a réduit la dispersion modale. Bande passante typique 200-1500Mhz
par km. C'est ce type de fibre qui est utilisé à l'intérieur des bâtiments de
l'Université (62.5/125) et entre certains sites desservis par les PTT (50/125).
- La fibre monomode
dont le coeur est si fin que le chemin de propagation des différents mode est
pratiquement direct. La dispersion modale devient quasiment nulle. La bande passante
transmise est preque infinie (> 10 Ghz/km). Cette fibre est utilisée essentiellement
pour les sites à distance.
Le petit diamètre du coeur (10um)
nécessite une grande puissance d'émission, donc des diodes laser qui sont relativement
onéreuses.
Propagation de la lumière dans les trois types de
fibres
Constitution d'une fibre optique multimode
Propagation de la lumière dans une fibre à saut
d'indice
Le dessin ci-dessus indique comment
se produit la réflexion des signaux lumineux en fonction de leur angle d'émission. Ce
qui démontre que le chemin parcouru n'a pas la même longueur pour tous les rayons. C'est
ce que l'on appelle la dispersion nodale.
Affaiblissement de la lumière en fonction de la
longueur d'onde de la source
L'affaiblissement de la lumière dans la fibre est fonction de la longueur
d'onde de la source. Elle est constante pour toutes les fréquences du signal utile
transmis. Le dessin ci-dessus montre que l'affaiblissement est plus important vers (850nm)
que dans l'infrarouge (1300-1550nm). |
