image001.jpg

 

Chapitre 3

Communications par fibre optique

 

 

 

Objectifs : Dans ce chapitre, vous devriez apprendre :

Les avantages de la fibre optique en tant que support de communication

Comment la fibre optique est utilisŽe dans les systmes de communication

DÕautres utilisations de la fibre optique

 

 

Pourquoi utiliser la fibre ?

 

La fibre est devenue le moyen de communication de choix pour les tŽlŽphones, les tŽlŽphones cellulaires, la tŽlŽvision par c‰ble, les rŽseaux fŽdŽrateurs de LAN, les camŽras de sŽcuritŽ, les rŽseaux industriels, en bref, presque tous les types de communications.

 

 

 

Le plus grand avantage de la fibre optique est le fait quÕelle est le moyen le plus rentable de transporter des informations. La fibre peut transporter plus dÕinformations sur de plus longues distances en moins de temps que tout autre moyen de communication, comme la photo ci-dessus datant de la fin des annŽes 1970 montrant des c‰bles de capacitŽ Žgale lÕillustre bien. La capacitŽ en bande passante et en distance de la fibre implique que moins de c‰bles, moins de rŽpŽteurs, moins dՎnergie et moins dÕentretien sont nŽcessaires. En outre, la fibre nÕest pas affectŽe par lÕinterfŽrence du rayonnement ŽlectromagnŽtique, ce qui permet de transmettre des informations et des donnŽes avec moins de bruit et moins dÕerreurs. La fibre est plus lŽgre que les fils de cuivre, ce qui la rend populaire pour les applications aŽronautiques et automobiles. Ces atouts ouvrent la porte ˆ de nombreux autres avantages qui font de lÕutilisation de la fibre optique le choix le plus logique pour la transmission de donnŽes.

 

Ces avantages ont conduit la fibre ˆ devenir le moyen de transport de choix pour pratiquement toutes les communications de donnŽes, de voix et de vidŽo.

 

Les opŽrateurs de tŽlŽcommunications et les c‰blo-opŽrateurs utilisent tous deux la fibre pour des raisons Žconomiques, mais la justification de leurs cožts requiert lÕadoption de nouvelles architectures de rŽseau pour tirer parti des points forts de la fibre. Les concepteurs et installateurs de rŽseaux LAN et de rŽseaux locaux se rendent compte maintenant quÕils doivent Žgalement adopter de nouvelles architectures de rŽseau. Un rŽseau de c‰blage local bien conu peut aussi tre moins cher sÕil est fait avec de la fibre au lieu de cuivre. La conversion des rŽseaux de cuivre est facile avec les convertisseurs de support, des appareils qui convertissent la plupart des types de systmes ˆ la fibre optique. Mme en ajoutant le cožt des convertisseurs de support, le rŽseau de fibre optique est gŽnŽralement moins cher que celui en cuivre lorsque lÕarchitecture appropriŽe est utilisŽe.

 

Les rŽseaux de communication par fibre optique

 

RŽseaux tŽlŽphoniques

Les rŽseaux tŽlŽphoniques ont ŽtŽ les premiers grands utilisateurs de la fibre optique. Des connexions en fibres optiques ont ŽtŽ utilisŽes pour remplacer le cuivre ou des liaisons radio numŽriques entre les commutateurs tŽlŽphoniques, ˆ commencer par les connexions longue distance, appelŽe longues lignes, o les capacitŽs de la fibre en distance et en bande passante ont rendu la fibre beaucoup plus rentable. Les opŽrateurs tŽlŽcoms utilisent la fibre pour connecter tous leurs bureaux centraux et les commutateurs interurbains, car elle a des milliers de fois la bande passante du fil de cuivre et peut transporter des signaux des centaines de fois plus loin avant dÕavoir besoin dÕun rŽpŽteur Ð ce qui fait que le cožt dÕune connexion tŽlŽphonique sur fibre ne reprŽsente que quelques pourcents du cožt de la mme connexion sur du cuivre.

 

 

Aprs que les connexions longue distance ont ŽtŽ converties ˆ la fibre, les opŽrateurs tŽlŽcoms ont commencŽ ˆ remplacer les connexions plus courtes entre les commutateurs avec de la fibre, par exemple entre les commutateurs dans la mme rŽgion mŽtropolitaine. AujourdÕhui, presque tous les rŽseaux tŽlŽphoniques ont ŽtŽ convertis en fibres. Les opŽrateurs tŽlŽcoms et dÕautres groupes sont maintenant en train de tirer de la fibre jusquÕaux domiciles (FTTH) en utilisant des systmes de rŽseaux optiques passifs ˆ faible cožt (PON) qui utilisent des diviseurs pour partager le cožt de certains composants de la fibre optique entre un nombre dÕabonnŽs pouvant aller jusquՈ 32.

 

 

 

Mme les rŽseaux de tŽlŽphonie cellulaire ont un rŽseau fŽdŽrateur de fibre. Elle est plus efficace et moins cožteuse que lÕutilisation de la prŽcieuse bande passante sans fil pour des connexions de rŽseau fŽdŽrateur. Les tours de tŽlŽphonie cellulaire munies de nombreuses antennes sont ŽquipŽes de grands supports de c‰bles ou socles o les c‰bles de fibres se connectent ˆ lՎlectronique de lÕantenne.

 

LÕInternet

LÕInternet a toujours ŽtŽ basŽ sur un rŽseau fŽdŽrateur de fibres optiques. Cela a commencŽ dans le cadre du rŽseau de tŽlŽphone qui Žtait ˆ lՎpoque principalement de la voix, mais cÕest ensuite devenu le plus grand rŽseau de communications quand le trafic de donnŽes a dŽpassŽ celui de la voix. Maintenant, les entreprises de tŽlŽcommunications dŽplacent leurs communications vocales vers le protocole Internet (IP) pour rŽduire leurs cožts.

 

La c‰blodistribution (TVCA)

La plupart des systmes de tŽlŽvision par c‰ble utilisent aussi des rŽseaux fŽdŽrateurs de fibre. Les entreprises de c‰blodistribution utilisent la fibre, car elle leur donne une plus grande fiabilitŽ et la possibilitŽ dÕoffrir de nouveaux services, comme les connexions de services de tŽlŽphonie et dÕInternet.

La c‰blodistribution avait une mauvaise rŽputation quant ˆ la fiabilitŽ, qui ne venait pas vraiment dÕun problme de service, mais de topologie du rŽseau. La c‰blodistribution utilise des signaux analogiques ˆ trs haute frŽquence, jusquՈ 1 GHz, qui ont une forte attŽnuation sur le c‰ble coaxial. Pour un systme sur toute une ville, la c‰blodistribution a besoin dÕamplificateurs (rŽpŽteurs) pour atteindre les utilisateurs ˆ la fin du systme ; il nÕest pas rare quÕil y en ait quinze, voire plus. Les amplificateurs tombent souvent en panne, ce qui signifie que lÕabonnŽ en aval de lÕampli en panne perd le signal. Trouver et rŽparer les amplis dŽfaillants est difficile et prend du temps, ce qui provoque des plaintes dÕabonnŽs.

 

 

 

Le dŽveloppement des lasers ˆ rŽtroaction distribuŽe hautement linŽaire (DFB) a permis aux systmes de tŽlŽvision par c‰ble dՐtre convertis en systmes optiques analogiques. Les sociŽtŽs de tŽlŽvision par c‰ble Ç surconstruisent È avec la fibre. Elles connectent leurs ttes de rŽseau ˆ la fibre et ensuite amnent la fibre dans les quartiers. Elles joignent le c‰ble de fibre ˆ la Ç ligne dure È coaxiale aŽrienne utilisŽe pour le reste du rŽseau ou le tirent dans le mme conduit souterrain. La fibre leur permet de diviser leur rŽseau en de plus petites zones de service, gŽnŽralement dÕune profondeur de moins de quatre amplificateurs, ce qui empche quÕun grand nombre de clients soit affectŽ par des pannes, rend leur rŽseau plus fiable et les problmes plus faciles ˆ rŽsoudre, leur permet dÕoffrir un meilleur service et dÕavoir une meilleure relation client.

La fibre donne Žgalement aux c‰blo-opŽrateurs une voie de retour quÕils utilisent pour les connexions Internet et tŽlŽphoniques, en augmentant leur potentiel de revenus. La plupart des systmes de tŽlŽvision par c‰ble actuels utilisent encore des systmes

 AM (analogiques) qui transforment simplement les signaux de tŽlŽvision Žlectriques en signaux optiques. Attendez-vous ˆ ce quÕils passent de plus en plus ˆ la transmission numŽrique ˆ lÕavenir.

 

 

RŽseaux locaux

Les rŽseaux locaux, pour la plupart des rŽseaux informatiques LAN (en anglais Ç local area networks È) utilisent la fibre optique principalement dans leur rŽseau fŽdŽrateur, mais de plus en plus jusquÕau bureau et pour connecter les points dÕaccs sans fil. Le rŽseau fŽdŽrateur LAN a souvent besoin de plus longues distances que ce que le c‰ble de cuivre (Cat 5/5e/6/6A) peut fournir, et bien sžr, la fibre offre une bande passante plus ŽlevŽe pour une expansion future. La capacitŽ de la fibre pour gŽrer les mises ˆ niveau du rŽseau explique quÕun type de fibre ait survŽcu ˆ neuf gŽnŽrations de c‰bles de cuivre dans les rŽseaux LAN. Un nouveau type de fibre (OM3) offre un potentiel dÕavenir pour les mises ˆ niveau alors que le cuivre continue ˆ avoir des difficultŽs avec les augmentations de vitesse du rŽseau.

JusquՈ rŽcemment, les grands rŽseaux LAN dÕentreprise utilisaient les rŽseaux fŽdŽrateurs de fibre avec du fil de cuivre jusquÕau bureau. Les commutateurs et concentrateurs sont gŽnŽralement disponibles avec des ports de fibre optique mais les PC ont des interfaces Ethernet sur ​​cuivre. Des convertisseurs de support peu cožteux permettent la connexion du PC ˆ la fibre. La fibre au bureau peut tre rentable si le rŽseau est bien conu en utilisant lÕarchitecture de fibre centralisŽe sans commutation locale dans lÕarmoire de rŽpartition, mais de nombreux utilisateurs ne veulent plus tre Ç attachŽs È ˆ un c‰ble rŽseau. Les ventes dÕordinateurs de bureau sont en baisse et les ordinateurs portables sont le PC de choix pour la plupart des utilisateurs, avec des connexions sans fil au rŽseau. En gŽnŽral, seuls les utilisateurs de donnŽes ŽlevŽs comme les ingŽnieurs et les designers graphiques utilisent des stations de travail avec ordinateur fixe ; tous les autres acquirent un ordinateur portable connectŽ sans fil.

 

 

 

LAN centralisŽ sur fibre

GŽnŽralement, quand les entrepreneurs et les utilisateurs finaux comparent la fibre optique et un c‰ble de catŽgorie UTP pour un rŽseau LAN, ils comparent le mme vieux LAN cuivre avec de la fibre remplaant directement les connexions de cuivre. Le cožt dÕinstallation dÕun rŽseau de fibre optique est comparable au cožt du Cat 5/6/6A, mais la fibre nŽcessite souvent une Žlectronique de conversion mŽdiale, ce qui augmente le cožt de la connexion ˆ fibre optique.

Cependant, la vraie diffŽrence appara”t si vous utilisez un rŽseau de fibre optique centralisŽ Ð tel que montrŽ sur la droite du schŽma ci-dessus. Comme la fibre nÕa pas la limitation de distance de 90 mtres du c‰ble UTP, vous pouvez placer tous les appareils Žlectroniques en un seul endroit dans ou prs de la salle informatique. La salle de tŽlŽcommunications est utilisŽe uniquement pour la connexion passive de c‰bles de fibre optique du rŽseau fŽdŽrateur, de ce fait pas de puissance, dÕUPS, de mise ˆ terre ou dÕair conditionnŽ ne sont nŽcessaires. Ces services auxiliaires, nŽcessaires avec les concentrateurs Cat 5, cožtent ŽnormŽment dÕargent pour chaque salle de tŽlŽcommunications. Si vous concevez un nouveau b‰timent, vous nÕavez mme pas besoin de tenir compte du cožt de la salle de tŽlŽcommunications elle-mme.

En outre, avoir tous les concentrateurs de fibre optique en un seul endroit implique une meilleure utilisation du matŽriel, avec moins de ports inutilisŽs. Etant donnŽ que les ports des concentrateurs modulaires doivent tre ajoutŽs dans des modules de 8 ou 16, il nÕest pas rare de voir un concentrateur dans une armoire de rŽpartition avec un grand nombre de ports dans un module vide. Avec un systme de fibre centralisŽ, vous pouvez ajouter des modules plus efficacement, vu que vous supportez de nombreux autres emplacements de bureaux mais nÕavez jamais besoin dÕavoir plus dÕun seul module avec des ports ouverts.

 

Autres applications de la fibre

Beaucoup dÕautres rŽseaux utilisent la fibre. Les systmes de surveillance par tŽlŽvision ˆ circuit fermŽ utilisent souvent la fibre pour sa capacitŽ sur la distance et sa sŽcuritŽ, en particulier dans les grands b‰timents comme les aŽroports et les rŽseaux mŽtropolitains. Les systmes de sŽcuritŽ sont plus sžrs sur la fibre. Pratiquement nÕimporte quel rŽseau a aujourdÕhui une option de fibre optique.

 

RŽseaux mŽtropolitains

Beaucoup de villes ont intŽgrŽ la fibre optique dans leurs rŽseaux de communication. Les rŽseaux mŽtropolitains utilisent la fibre pour de nombreuses autres applications que Les systmes de surveillance par tŽlŽvision ˆ circuit fermŽ (TVCC), y compris les connexions entre les organismes de services publics tels que les pompiers, la police et autres services dÕurgence, les h™pitaux, les Žcoles et les systmes de gestion du trafic. Les villes peuvent installer des c‰bles ˆ des endroits stratŽgiques afin que divers services puissent se partager les fibres dans les c‰bles, en rŽduisant les cožts dÕinstallation. Les villes apprennent aussi ˆ enterrer un conduit ˆ chaque fois quÕune chaussŽe est refaite, de cette manire quand les c‰bles doivent tre installŽs, aucune autre construction nÕest nŽcessaire.

 

RŽseaux industriels

Les installations industrielles utilisent la fibre pour sa robustesse, la distance et lÕimmunitŽ au bruit. Dans un environnement industriel, les interfŽrences ŽlectromagnŽtiques (EMI) sont souvent un gros problme. Moteurs, relais, soudeurs et autres Žquipements industriels gŽnrent une Žnorme quantitŽ de bruit Žlectrique qui peut causer de graves problmes avec le c‰blage en cuivre, en particulier les c‰bles non blindŽs comme le UTP. Afin de faire passer le c‰ble de cuivre dans un environnement industriel, il est souvent nŽcessaire de passer ˆ travers un conduit pour fournir une protection adŽquate. La fibre est Žgalement trs flexible, aussi de nombreux robots industriels utilisent la fibre pour les contr™les, souvent de la fibre plastique.

La fibre optique a une immunitŽ totale aux perturbations ŽlectromagnŽtiques. Vous avez seulement besoin de choisir un type de c‰ble qui soit suffisamment robuste pour lÕinstallation : un c‰ble dՎpanouissement est un bon choix en raison de la robustesse de sa constitution. Le c‰ble de fibre optique peut tre installŽ facilement dÕun point ˆ un autre en passant juste ˆ c™tŽ de grandes sources dÕEMI sans effet. La conversion des rŽseaux de cuivre est facile avec les convertisseurs de supports, des appareils qui convertissent la plupart des types de systmes ˆ la fibre optique. Mme en incluant le cožt des convertisseurs de support, le cožt du rŽseau de fibre optique sera infŽrieur ˆ celui du cuivre tirŽ dans un conduit.

 

RŽseaux de services publics

Les services publics utilisent la fibre pour les communications, les systmes de surveillance par tŽlŽvision ˆ circuit fermŽ et la gestion de rŽseau. Les compagnies dՎlectricitŽ profitent aussi de lÕimmunitŽ de la fibre au bruit, mme en tirant de la fibre ˆ lÕintŽrieur des c‰bles de distribution dՎlectricitŽ ˆ haute tension. Certains services publics installent des fibres ˆ lÕintŽrieur de leurs rŽseaux de distribution ˆ haute tension et louent des fibres ˆ dÕautres entreprises de tŽlŽcommunications. Les services publics utilisent la fibre dans une application qui nÕest pas en lien avec la communication : des senseurs de fibre optique permettent le suivi de la haute tension et du courant dans leurs systmes de distribution. LÕintŽrt de la gestion par Ç rŽseau intelligent È de la distribution dՎnergie pour amŽliorer lÕefficacitŽ repose sur lÕutilisation de la fibre optique pour la gestion du rŽseau.

 

ArmŽe et plates-formes

LÕarmŽe utilise la fibre partout, sur les bases, les plates-formes (navires et avions) et sur ​​le champ de bataille, car elle est difficile ˆ endommager, ˆ percer ou ˆ pirater. Les avions utilisent la fibre pour sa fiabilitŽ et son immunitŽ au bruit, mais apprŽcient aussi la lŽgretŽ de la fibre. Des millions de voitures ont mme des rŽseaux de fibres reliant tous les appareils Žlectroniques parce que la fibre est insensible au bruit et permet un gain de poids.

 

Conception de rŽseaux de fibre optique

 

Il sÕagit dÕun vaste sujet, aussi y a-t-il une section complte sur le sujet plus loin dans le livre. La capacitŽ supŽrieure de la fibre en bande passante et en distance permet de faire des choses qui sont impossibles avec un fil de cuivre ou sans fil. Il est dÕabord et avant tout nŽcessaire de bien comprendre quels sont les signaux qui doivent tre transmis par la fibre et les spŽcifications de lՎquipement de transmission. Ensuite, faites un plan et visitez le site du travail pour comprendre o lÕinstallation de c‰ble ˆ fibres optiques doit tre placŽe. Soyez au courant des normes, mais faites preuve de bon sens dans la conception de lÕinstallation. Pensez aux problmes possibles et contournez-les ou Žvitez-les. Ne prenez pas de raccourcis, cela peut affecter les performances ou la fiabilitŽ. Documentez tout compltement. Faites des plans pour une Žventuelle expansion et restauration en cas de problme. Ici, rien ne remplace lÕexpŽrience et le bon sens !

 

 

Questions de rŽvision

 

Vrai/Faux

Indiquez si cette affirmation est vraie ou fausse.

 

____            1. Le plus gros avantage de la fibre optique est quÕelle est la manire la plus efficace de transporter de lÕinformation.

____            2. Les rŽseaux de tŽlŽphonie ont ŽtŽ convertis ˆ la fibre, y compris les rŽseaux longue distance et mŽtropolitains, mais la fibre vers le domicile (FTTH) nÕest pas encore faisable.

 

Choix multiple

Identifiez lÕoption qui complte le mieux lÕaffirmation ou rŽpond ˆ la question.

 

____            3. Dans un milieu industriel, la fibre est le plus souvent utilisŽe pour ________________.

A.

PrŽvenir les interfŽrences ŽlectromagnŽtiques

B.

Permettre une connexion ultra-rapide aux machines

C.

Supporter des tempŽratures ŽlevŽes

D.

TolŽrer la violence physique

 

 

____            4. Lesquels des ŽlŽments suivants ne sont pas nŽcessaires dans un c‰blage de fibre optique ˆ architecture centralisŽe ?

A.

RŽpŽteurs ou concentrateurs

B.

Armoire de rŽpartition

C.

Prises murales

D.

Cartes dÕinterface rŽseau

 

 

____            5. Les rŽseaux de cuivre peuvent tre convertis ˆ la fibre optique en utilisant ________________.

A.

Des concentrateurs de fibre

B.

Des convertisseurs de supports

C.

Des cabinets de raccordements

D.

Un rec‰blage

 

 

RŽponse multiple

Identifiez lÕoption (ou les options) qui complte(nt) le mieux lÕaffirmation ou rŽponde(nt) ˆ la question.

 

____            6. La bande passante et la capacitŽ de distance de la fibre optique impliquent que  ________________. (choisissez toutes les options qui correspondent)

A.

Moins de c‰bles sont nŽcessaires

B.

Moins de rŽpŽteurs sont nŽcessaires

C.

Moins de puissance est consommŽe par le rŽseau

D.

Moins de maintenance est nŽcessaire

 

 

____            7. Lequel ou lesquels des systmes de communication suivants utilisent gŽnŽralement des rŽseaux fŽdŽrateurs de fibre optique ? (choisissez toutes les options qui correspondent)

A.

TŽlŽphones

B.

C‰blodistribution

C.

Internet

D.

TŽlŽphones cellulaires

 

 

Etudes complŽmentaires et projets

Lisez les sections du Guide de rŽfŽrence online de la FOA sur les rŽseaux locaux et le FTTH. Voyez quels types dÕappareils de communications sont disponibles en visitant des sites internet dÕentreprises vendant des systmes, des convertisseurs de supports, etc.

 

 

Table des matires 

 

 

T1-T2

 

The Fiber Optic Association, Inc.

TŽl : 1-760-451-3655 Fax 1-781-207-2421

E-mail : info@thefoa.org      Site internet : http://www.thefoa.org