La fibre optique - Transmission sur la fibre optique

Transmission sur la fibre optique

Le signal lumineux est injecté dans la fibre qui, à l'échelle du rayon lumineux ressemble à un gros tuyau : l’intérieur du tuyau est rempli de silice et se nomme le coeur (de 10 à 50µm) et il est entouré de la gaine (quelques centième de millimètres) elle est aussi en silice.
Pendant la transmission, le rayon se réfléchit sur la paroi intérieure de la gaine, mais une partie de la lumière passe dans celle-ci : c'est une première cause d'affaiblissement du signal. Or le but de la transmission consiste à garder ce rayon prisonnier à l'intérieur du coeur. Pour cela, deux méthode ont été successivement utilisées: le saut d'indice et le gradient d'indice.

Le saut d'indice

C'est la méthode la moins performante, l'affaiblissement est important et la largeur de bande ne dépasse pas 50MHz. Elle est fondée sur la différence d'indice de réfraction du coeur et de la gaine. Lorsque le rayon frappe la gaine, il est renvoyé comme sur un miroir vers l'intérieur de la fibre du fait des performances limitées. Cette méthode a été abandonnée au profit de la méthode du gradient d'indice.

Le gradient d'indice

Dans cette méthode, l'indice de réfraction diminue du centre de la fibre vers l'extérieur. Il en résulte que lorsque le rayon s'éloigne du coeur l'indice de réfraction de la courbe et le ramène vers l'axe de la fibre. Cette seconde technique est plus performante : l'affaiblissement est moindre et la bande atteint 1GHz.

Répéteurs régénérateurs et fenêtre optiques

Les répéteurs régénérateurs

Malgré les performances de plus en plus élevés des fibres, le signal s'affaiblit avec la distance et il faut le régénérer régulièrement (tous les 40Km) : C'est le rôle des répéteurs optiques.
Chaque répéteur contient pour chaque sens de transmission un détecteur optique, un régénérateur et une source optique. En outre, il contient comme l'équipement terminal un circuit pouvant déconnecter la diode laser.

Les fenêtres de transmission

Lorsqu'un signal se propage, il perd de la puissance : C'est l'affaiblissement. Le signal lumineux obéit à cette loi, mais son affaiblissement est plus ou moins important selon sa longueur d'onde.
En effet des phénomènes complexes générés par la structure moléculaire du verre confère à chaque longueur d'onde, une atténuation de propagation qui lui est propre. Par exemple, la longueur d'onde 1300nm affaiblit deux fois plus que la longueur d'onde 1550nm, mais 10 fois moins que la longueur 1400nm. Les longueurs d'onde où l'affaiblissement est minimal correspondent aux fenêtres de transmission. Trois fenêtres sont généralement utilisée : 850nm, 1300nm et 1550nm.

Affaiblissement du signal lumineux avec les fenêtres en fonction de longueur d'onde.