Quels sont les principes du câble à fibre optique ?

Réflexion interne totale :

- Le principe fondamental de la communication par fibre optique est la réflexion interne totale. Lorsque la lumière se déplace d'un milieu plus dense (comme le verre ou le plastique) vers un milieu moins dense (comme l'air), elle subit une réflexion si elle frappe la frontière entre les deux milieux selon un angle supérieur à l'angle critique.

- Dans les fibres optiques, le signal lumineux est guidé à travers le cœur par de multiples réflexions internes totales sur l'interface cœur-gaine. Le revêtement est un matériau qui entoure le noyau avec un indice de réfraction plus faible, garantissant que la lumière reste confinée à l'intérieur du noyau.

Indice de réfraction :

- L'indice de réfraction est une mesure de la quantité de lumière qui est courbée lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre. Le matériau du cœur d’une fibre optique a un indice de réfraction plus élevé que celui de la gaine, ce qui provoque la réflexion de la lumière dans le cœur au niveau de l’interface cœur-gaine.

Dispersion :

- La dispersion fait référence à la propagation des signaux lumineux lorsqu'ils se propagent à travers une fibre optique. Différentes longueurs d'onde de lumière se propagent à des vitesses légèrement différentes dans la fibre, conduisant à un phénomène appelé dispersion chromatique. De plus, différents modes de lumière (c'est-à-dire les chemins empruntés par les rayons lumineux) peuvent connaître des temps de trajet différents, ce qui entraîne une dispersion modale.

- La dispersion limite la bande passante et la distance de transmission des câbles à fibre optique et constitue un facteur important pris en compte dans la conception et l'ingénierie des systèmes à fibre optique.

Atténuation :

- Les câbles à fibres optiques subissent une perte de signal en raison de divers facteurs tels que les impuretés, les imperfections des matériaux et la diffusion. Cette perte est appelée atténuation et est mesurée en décibels par kilomètre (dB/km).

- Pour surmonter l'atténuation et garantir une transmission de données fiable, des amplificateurs ou répéteurs optiques sont utilisés à intervalles réguliers le long de liaisons à fibre optique étendues pour amplifier les signaux optiques et compenser la perte de signal.

Fibres monomodes et multimodes :

- Les fibres optiques sont classées en deux types principaux :les fibres monomodes et les fibres multimodes.

- Les fibres monomodes ont un petit diamètre de noyau qui permet à un seul mode de lumière de se propager, minimisant ainsi la dispersion modale et permettant une transmission de données à grande vitesse sur de longues distances.

- Les fibres multimodes ont des diamètres de noyau plus grands et peuvent prendre en charge plusieurs modes de propagation de la lumière. Ils sont généralement utilisés pour des distances plus courtes ou pour des applications où des débits de données élevés ne sont pas requis.

Fenêtres optiques :

- Les câbles à fibres optiques fonctionnent dans des plages de longueurs d'onde spécifiques appelées fenêtres optiques. Ces fenêtres correspondent à des régions de faible atténuation et sont cruciales pour déterminer les caractéristiques de transmission et les performances des systèmes à fibre optique.

- Les fenêtres optiques couramment utilisées sont :

- Première fenêtre (bande O) :1 260-1 360 nm

- Deuxième fenêtre (bande E) :1 530-1 565 nm

- Troisième fenêtre (bande S) :1 800-1 900 nm

- Quatrième fenêtre (bande C) :1 565-1 625 nm

- Cinquième fenêtre (bande L) :1 565-1 625 nm

En comprenant ces principes, les câbles à fibres optiques ont révolutionné les réseaux de communication et constituent la base de l'Internet haut débit, de la transmission de données et de diverses applications dans les télécommunications, la médecine et la technologie des capteurs.