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Chapitre 5

Fibre optique

 

 

Objectifs: Dans ce chapitre, vous devriez apprendre :

Comment la fibre optique transmet la lumire

Les types de fibres

Les caractŽristiques physiques des diffŽrents types de fibres

Les spŽcifications de performance de la fibre

 

QuÕest-ce que la fibre optique ?

 

La fibre optique est un moyen de communication qui fonctionne par lÕenvoi de signaux optiques ˆ travers des brins de fibre de verre ou de plastic extrmement purs, de lՎpaisseur dÕun cheveu. La lumire est Ē guidŽe Č vers le centre de la fibre qui est appelŽ Ē cĻur Č ou Ē noyau Č. Le cĻur est entourŽ dÕun matŽriau optique appelŽ Ē gaine Č qui emprisonne la lumire dans le cĻur en utilisant une technique optique appelŽe Ē rŽflexion totale interne Č. La fibre elle-mme est recouverte par un revtement secondaire (Ē buffer coating Č) pour la protŽger de lÕhumiditŽ et des dommages physiques. Le revtement est la partie quÕon dŽnude pour la terminaison ou lՎpissure.

 

 

Le cĻur et la gaine sont habituellement faits de verre ultra-pur, bien que certaines fibres soient faites totalement en matire plastique ou composŽes dÕun cĻur de verre et dÕune gaine plastique. Le cĻur est conu pour avoir un indice de rŽfraction supŽrieur ˆ celui de la gaine, un paramtre optique qui est une mesure de la vitesse de la lumire dans le matŽriau. LÕindice de rŽfraction infŽrieur de la gaine fait se courber les rayons lumineux lorsquÕils passent du cĻur ˆ la gaine et provoque la Ē rŽflexion totale interne Č pour piŽger la lumire dans le cĻur ˆ un certain angle, lequel dŽfinit Ē lÕouverture numŽrique Č de la fibre. La fibre de verre est couverte dÕun revtement de protection en plastique appelŽ revtement secondaire (Ē buffer coating Č, en anglais) qui la protge de lÕhumiditŽ et dÕautres dommages. Davantage de protection est fournie par le Ē c‰ble Č qui maintient les fibres et les ŽlŽments de renfort ˆ lÕintŽrieur dÕune couche protectrice externe appelŽe Ē enveloppe Č.

 

La fabrication de la fibre optique

La fabrication de la fibre optique pour une prŽcision sub-micron est un processus intŽressant impliquant la fabrication de verre ultra-pur et ŽtirŽ en brins de la taille dÕun cheveu humain. Le processus commence par la fabrication dÕune prŽforme, une tige de verre de grand diamtre qui a exactement la mme section transversale que la fibre optique, mais  qui est plusieurs centaines de fois plus grande. LÕextrŽmitŽ de la tige est chauffŽe et un mince fil de fibre est tirŽ ˆ partir de la prŽforme et enroulŽ sur de grandes bobines. Aprs la fabrication, la fibre est testŽe et ensuite convertie en c‰ble.

 

Types de fibres

 

Types multimode et monomode

Les deux types de fibres sont la multimode et la monomode. Dans ces catŽgories, les fibres sont identifiŽes par leur diamtre de cĻur et de gaine exprimŽs en microns (un millionime de mtre), par exemple 50/125 microns pour une fibre multimode.

La plupart des fibres ont un diamtre extŽrieur de 125 microns Š un micron est un millionime de mtre et 125 microns sont 0,005 pouces Š un peu plus grand quÕun cheveu humain moyen.

Dans la fibre multimode, la lumire se dŽplace dans le cĻur en de nombreux rayons, appelŽ modes. Elle possde un cĻur plus grand (presque toujours 50 ou 62,5 microns) qui prend en charge la transmission de plusieurs modes (rayons) de lumire. Le multimode est gŽnŽralement utilisŽ avec des sources LED ˆ des longueurs dÕonde de 850 et 1300 nm (voir ci-dessous) pour des rŽseaux locaux (LAN) plus lents et des lasers ˆ 850 (VCSEL) et 1310 nm (laser Fabry- Perot) pour des rŽseaux fonctionnant ˆ 1 gigabits par seconde ou plus.

La fibre monomode possde un cĻur beaucoup plus petit, dÕenviron 9 microns seulement, de sorte que la lumire ne se dŽplace que dans un rayon (mode). Elle est utilisŽe pour la tŽlŽphonie et la tŽlŽvision par c‰ble avec des sources laser ˆ 1300 et 1550 nm, car elle a une perte infŽrieure et sa bande passante est virtuellement illimitŽe.

La fibre optique plastique (FOP) est une fibre ˆ grand cĻur (environ 1 mm), gŽnŽralement ˆ saut dÕindice, qui est utilisŽe pour les rŽseaux courts, ˆ faible vitesse.

PCS/HCS (Ē plastic or hard clad silica Č, fibre de silice gainŽe de plastique) a un plus petit cĻur de verre (environ 200 microns) et une gaine de plastique mince.

 

 

La fibre multimode ˆ saut dÕindice a ŽtŽ le premier type de fibre conu. Le cĻur de fibre multimode ˆ saut dÕindice est constituŽ entirement dÕun seul type de matŽriau tandis que la gaine optique est faite dÕautre type de matŽriaux avec des caractŽristiques optiques diffŽrentes. Elle a un affaiblissement plus ŽlevŽ et elle est trop lente pour de nombreuses utilisations, en raison de la dispersion provoquŽe par les diffŽrentes longueurs de trajet des diffŽrents modes qui voyagent dans le cĻur. La fibre ˆ saut dÕindice nÕest pas trs utilisŽe Š seules les FOP et PCS/HCS (Ē plastic or hard clad silica Č, fibre de silice gainŽe de plastique) utilisent une conception ˆ saut dÕindice dÕaujourdÕhui. La FOP est principalement utilisŽe pour lÕaudio grand public et les liaisons de tŽlŽvision.

La fibre multimode ˆ gradient dÕindice utilise des variations dans la composition du verre dans le cĻur afin de compenser les diffŽrentes longueurs de trajets des modes. Elle propose des centaines de fois plus de bande passante que la fibre ˆ saut dÕindice Š jusquՈ environ 2 gigahertz. Deux types sont utilisŽs, 50/125 et 62,5/125, ces chiffres reprŽsentant les diamtres cĻur/gaine en microns. La fibre multimode ˆ gradient indice est principalement utilisŽe pour les rŽseaux locaux, LAN, la fibre au bureau, les systmes de surveillance par tŽlŽvision ˆ circuit fermŽ et dÕautres systmes de sŽcuritŽ.

Dans la fibre monomode, le cĻur est tellement rŽtrŽci que la lumire ne peut se dŽplacer que dans un rayon. Cela augmente la bande passante presque ˆ lÕinfini Š mais elle est limitŽe, dans la pratique, ˆ environ 100Õ000 gigahertz Š cÕest quand mme Žnorme ! La fibre monomode prŽsente un diamtre de cĻur de 8 ˆ 10 microns, spŽcifiŽ comme Ē diamtre de mode de champ Č, cÕest-ˆ-dire la taille effective du cĻur, et un diamtre de gaine de 125 microns. La fibre monomode est utilisŽe pour les rŽseaux extŽrieurs tels que tŽlŽcommunications, FTTH, TVCA, rŽseaux municipaux et liaisons de donnŽes longues comme la gestion de rŽseaux de distribution. Certains rŽseaux fŽdŽrateurs LAN ˆ grande vitesse, gŽnŽralement sur ​​les campus, utilisent des fibres monomodes.

Les fibres spŽcialisŽes ont ŽtŽ dŽveloppŽes pour des applications qui nŽcessitent des spŽcifications de performance de fibre uniques. Des fibres insensibles ˆ la flexion, ˆ la fois multimodes et monomodes, sont utilisŽes pour les cordons de raccordement et les fibres dans des espaces rŽduits. Des fibres monomodes dopŽes ˆ lÕerbium sont utilisŽes dans les amplificateurs ˆ fibre, ces dispositifs utilisŽs dans les rŽseaux de distance extrmement longues pour rŽgŽnŽrer les signaux. Certaines fibres sont optimisŽes pour la bande passante ˆ des longueurs dÕonde spŽcifiques pour les systmes DWDM ou pour inverser la dispersion chromatique. Il sÕagit dÕun secteur actif dans le dŽveloppement de la fibre.

 

Types et tailles de fibres

La fibre est disponible en deux types de base, monomode et multimode. Sauf pour le cas des fibres utilisŽes dans des applications spŽcialisŽes, la fibre monomode peut tre considŽrŽe comme une taille et un type ˆ part entire. Si vous travaillez sur des tŽlŽcommunications longue distance ou des c‰bles sous-marins, vous pourrez avoir ˆ utiliser des fibres monomodes spŽcialisŽes.

 

 

 

Les fibres multimodes Žtaient ˆ lÕorigine fabriquŽes en plusieurs tailles, optimisŽes pour diffŽrents rŽseaux et sources, mais lÕindustrie des donnŽes les a standardisŽes ˆ un cĻur de fibre de 62,5 au milieu des annŽes 80 (la fibre 62,5/125 a un cĻur de 62,5 microns et une gaine de 125). CÕest ce quÕon appelle maintenant le standard de fibre OM1. RŽcemment, Žtant donnŽ que des rŽseaux ˆ 1 gigabit et 10 gigabit sont devenus largement utilisŽs, une vieille conception de fibre a ŽtŽ relancŽe. La fibre 50/125 a ŽtŽ utilisŽe ˆ partir de la fin des annŽes 70 avec des lasers pour des applications de tŽlŽcommunications avant que la fibre monomode devienne disponible. La fibre 50/125 (standard OM2) offre une bande passante plus ŽlevŽe avec les sources laser utilisŽes dans les rŽseaux locaux en gigabits et peut permettre aux liaisons en gigabit de parcourir de plus longues distances. Le nouveau OM3 ou fibre optimisŽe pour le laser 50/125 est considŽrŽe aujourdÕhui par la plupart comme le meilleur choix pour les applications multimodes.

Les fibres ˆ saut dÕindice les plus courantes sont des fibres optiques en plastique qui ont gŽnŽralement un diamtre de 1 mm. Silice gaine de matire plastique ou de la silice dur revtu possdent une gaine en plastique sur un cĻur en verre et ont gŽnŽralement un diamtre de 250 microns avec un cĻur de 200 microns.

 

Types de fibres et spŽcifications typiques

 

CĻur/Gaine

Affaiblissement (ou attŽnuation)

Bande passante

Applications/Notes

 

 

 

 

Multimode ˆ gradient dÕindice

@850/1300 nm

@850/1300 nm

 

50/125 microns (OM2)

3/1 dB/km

500/500 MHz-km

Laser classŽ pour les LAN GbE

50/125 microns (OM3)

3/1 dB/km

2000/500 MHz-km

OptimisŽe pour VCSELs 850 nm

50/125 microns (OM4)

3/1 dB/km

4700/500 MHz-km

OptimisŽe pour VCSELs 850 nm >10Gb/s

62.5/125 microns (OM1)

3/1 dB/km

160-200/500 MHz-km

LAN sur fibre (classe FDDI)

100/140 microns

3/1 dB/km

150/300 MHz-km

Obsolte

 

 

 

 

Monomode

@1310/1550 nm

@1310/1550 nm

 

9/125 microns (OS1, B1.1,  ou G.652)

0.4/0.25 dB/km

~100 TŽrahertz

Fibre standard SM, TŽlŽcoms/TVCA, LAN ˆ haute vitesse et longue distance

9/125 microns (OS2, B1.3,  ou G.652)

0.4/0.25 dB/km

~100 TŽrahertz

Fbre Ē low water peak Č

9/125 microns (B2,  ou G.653)

0.4/0.25 dB/km

~100 TŽrahertz

Fibre ˆ dispersion dŽcalŽe

9/125 microns (B1.2,  ou G.654)

0.4/0.25 dB/km

~100 TŽrahertz

Fibre ˆ coupure dŽcalŽe

9/125 microns (B4,  ou G.654)

0.4/0.25 dB/km

~100 TŽrahertz

Fibre ˆ dispersion dŽcalŽe non-nulle

 

 

 

 

Multimode

 

 

 

A saut dÕindice

@850 nm

@850 nm

 

200/240 microns

4-6 dB/km

50 MHz-km

CĻur de verre avec gaine en plastique

LAN lents et liansons

 

 

 

 

 

 

 

FOP (fibre optique en plastique)

@ 650 nm

@ 650 nm

 

1 mm

~ 1 dB/m

 ~5 MHz-km

Liaisons courtes et lentes et vŽhicules

 

OM* se rapporte aux types TIA, B* se rapporte aux types IEC, G.* se rapporte aux types ITU

 

MŽlanger les types de fibres

Vous ne pouvez pas mŽlanger et faire co•ncider les fibres. La diffŽrence dans les cĻurs des fibres peut conduire ˆ des pertes ŽlevŽes lors de la transmission dÕune fibre plus grande ˆ une plus petite. Transmettre dÕune fibre plus petite ˆ une fibre plus grande ne provoquera pas de pertes dues ˆ lÕinadŽquation puisque la fibre de transmission est plus petite que la fibre de rŽception. Essayer de connecter du monomode sur du multimode peut causer la perte de 20 dB Š cÕest-ˆ-dire 99% de la puissance. Mme les connexions entre du 62,5/125 et du 50/125 peuvent entra”ner une importante perte de 3 dB.

 

CaractŽristiques de fibre

 

Les caractŽristiques habituelles des fibres sont la taille (diamtre cĻur/gaine en microns), le coefficient dÕaffaiblissement (dB/km ˆ des longueurs dÕonde appropriŽes) et la largeur de bande (MHz-km) pour des fibres multimode et la dispersion chromatique et modale de polarisation pour la fibre monomode. Mme si les fabricants ont dÕautres caractŽristiques de conception et de fabrication de la fibre rŽpondant aux normes de lÕindustrie telles que lÕouverture numŽrique (lÕangle dÕacceptation de la lumire dans la fibre), lÕovalitŽ (la rondeur de la fibre), la concentricitŽ du cĻur et de la gaine, etc., ces spŽcifications ne concernent gŽnŽralement pas les utilisateurs qui cherchent des caractŽristiques pour lÕachat ou lÕinstallation.

 

Affaiblissement (ou attŽnuation)

La spŽcification premire de la fibre optique est lÕaffaiblissement. LÕaffaiblissement (Žgalement appelŽ attŽnuation) est une perte de puissance optique. LÕaffaiblissement de la fibre optique est exprimŽ par le coefficient dÕaffaiblissement qui est dŽfini comme la perte de la fibre par unitŽ de longueur, en dB/km. LÕaffaiblissement varie de faon significative avec la longueur dÕonde de la lumire.

 

 

 

LÕaffaiblissement de la fibre optique est le rŽsultat de deux facteurs, lÕabsorption et la diffusion. LÕabsorption est provoquŽe par lÕabsorption de la lumire et la conversion en chaleur par des molŽcules dans le verre. Les absorbeurs principaux sont des OH+ rŽsiduels et des dopants utilisŽs pour modifier lÕindice de rŽfraction du verre. Cette absorption se produit ˆ des longueurs dÕonde distinctes, dŽterminŽes par les ŽlŽments absorbant la lumire. LÕabsorption par OH+ est prŽdominante, et survient le plus fortement autour de 1000 nm, 1400 nm et au-dessus de 1600 nm.

La principale cause de lÕaffaiblissement est la diffusion. La diffusion se produit lorsque la lumire entre en collision avec des atomes individuels dans le verre et est anisotrope. La lumire qui est diffusŽe ˆ des angles en dehors de lÕouverture numŽrique de la fibre est absorbŽe dans la gaine ou transmise de nouveau vers la source. La diffusion est Žgalement fonction de la longueur dÕonde, proportionnelle ˆ la quatrime puissance inverse de la longueur dÕonde de la lumire. Ainsi, si vous doublez la longueur dÕonde de la lumire, vous rŽduisez les pertes de diffusion par 2 ˆ la puissance 4 ou 16 fois.

Par exemple, la perte de la fibre multimode est beaucoup plus ŽlevŽe ˆ 850 nm (appelŽe longueur dÕonde courte) ˆ 3 dB/km, tandis quՈ 1300 nm (longueur dÕonde dite longue) elle nÕest que de 1 dB/km. Cela signifie quՈ 850 nm, la moitiŽ de la lumire est perdue chaque km, tandis que seulement 20% sont perdus ˆ 1300 nm.

Par consŽquent, pour la transmission ˆ longue distance, il est avantageux dÕutiliser la longueur dÕonde pratique la plus longue pour un affaiblissement minimal et la distance maximale entre les rŽpŽteurs. Ensemble, lÕabsorption et la diffusion produisent la courbe dÕaffaiblissement dÕune fibre optique en verre typique indiquŽe ci-dessus.

Les systmes ˆ fibres optiques transmettent dans des Ē fentres Č crŽŽs entre les bandes dÕabsorption ˆ 850 nm, 1300 nm et 1550 nm, o la physique permet Žgalement de fabriquer des lasers et des dŽtecteurs facilement. La fibre plastique a une bande de longueur dÕonde plus limitŽe, ce qui limite lÕutilisation pratique ˆ 660 nm et des sources LED.

LÕaffaiblissement de la fibre multimode ˆ gradient dÕindice dŽpend Žgalement de la faon dont la lumire est transmise dans la fibre, ce quÕon appelle la distribution de la puissance du mode. La bande passante est Žgalement affectŽe par la distribution de la puissance du mode, de sorte que les effets modaux dans les fibres multimodes sont discutŽs ci-dessous.

 

Bande passante

La capacitŽ de transmission de lÕinformation de la fibre multimode est limitŽe par deux composants distincts de dispersion : le composant modal et le composant chromatique. La dispersion modale provient du fait que le profil dÕindice de la fibre multimode nÕest pas parfait. Le profil ˆ gradient dÕindice a ŽtŽ choisi pour permettre thŽoriquement ˆ tous les modes dÕavoir la mme vitesse de groupe ou vitesse de passage sur la longueur de la fibre. En faisant que les parties extŽrieures du cĻur aient un indice de rŽfraction plus faible que les parties intŽrieures du cĻur, les modes dÕordre supŽrieur accŽlrent ˆ mesure quÕils sՎloignent du centre du cĻur, compensant ainsi leur plus long chemin.

 

 

 

Dans une fibre idŽale, tous les modes ont la mme vitesse de groupe (vitesse) et aucune dispersion modale ne se produit. Mais dans les fibres rŽelles, le profil dÕindice est une approximation par morceaux et tous les modes ne sont pas parfaitement transmis, ce qui permet une certaine dispersion modale. Etant donnŽ que les modes dÕordre plus ŽlevŽ ont de plus grandes dŽviations, la dispersion modale dÕune fibre (et par consŽquent sa largeur de bande laser) a tendance ˆ tre trs sensibles aux conditions modales dans la fibre. La bande passante dÕune fibre particulire est proportionnelle ˆ la longueur de la fibre, Žtant donnŽ que la dispersion se produit tout au long de la fibre. Cependant, la largeur de bande des fibres longues se dŽgrade de faon non linŽaire, vu que les modes dÕordre supŽrieurs sont affaiblis plus fortement. Voir la discussion des effets de distribution de puissance de mode ci-dessous.

 

 

Le deuxime facteur quant ˆ la bande passante de la fibre, la dispersion chromatique, affecte ˆ la fois le multimode et le monomode. Rappelez-vous quÕun prisme dŽploie le spectre de la lumire incidente puisque la lumire se dŽplace ˆ des vitesses diffŽrentes en fonction de sa couleur et est donc rŽfractŽe ˆ diffŽrents angles. La faon habituelle dՎnoncer ceci consiste ˆ dire que lÕindice de rŽfraction du verre dŽpend de la longueur dÕonde. Ainsi, un profil ˆ gradient dÕindice fabriquŽ avec soin ne peut tre optimisŽ que pour une seule longueur dÕonde, habituellement prs de 1300 nm, et la lumire dÕautres couleurs va souffrir de dispersion chromatique. Mme la lumire du mme mode sera dispersŽe si elle est de diffŽrentes longueurs dÕonde.

La dispersion chromatique est un gros problme avec les sources LED en fibre multimode, qui ont de larges sorties spectrales, ˆ la diffŽrence des lasers qui concentrent lÕessentiel de leur lumire dans une gamme spectrale Žtroite. Des systmes comme FDDI, basŽs sur des Žmetteurs de surface LED ˆ large sortie spectrale, subissaient une dispersion chromatique si intense que la transmission Žtait limitŽe ˆ deux km de fibre 62,5/125.

La dispersion chromatique affecte aussi les longues liaisons dans les systmes monomodes, mme avec des lasers, de sorte que les fibres et sources sont optimisŽes pour minimiser la dispersion chromatique dans les liaisons de longue distance.

Comme les systmes monomodes sont devenus de plus longs et plus rapides, un autre facteur de dispersion est devenu important, la dispersion modale de polarisation (DMP). La DMP se produit en raison des diffŽrences de vitesse de la lumire polarisŽe se propageant dans la fibre. La DMP est difficile ˆ tester, car elle est sensible au stress physique sur le c‰ble ; ainsi la DMP de la fibre peut changer, par exemple, selon la vitesse du vent affectant les c‰bles aŽriens. La DMP est Žgalement compliquŽe ˆ tester avec les mŽthodes dÕessais approximatifs des fibres utilisŽes par diffŽrents fabricants de matŽriel de test.

 

Effets modaux en fibre optique multimode

 

Dans les fibres multimodes, certains rayons de lumire se dŽplacent directement le long de lÕaxe de la fibre alors que tous les autres se tortillent ou rebondissent ˆ lÕintŽrieur du cĻur. En fibre ˆ saut dÕindice, les rayons qui sՎcartent de lÕaxe, appelŽs Ē modes dÕordre supŽrieur Č rebondissent le long des frontires cĻur/gainage tandis quÕils sont transmis le long de la fibre. ƒtant donnŽ que ces modes dÕordre supŽrieur se dŽplacent sur ​​une distance plus longue que le rayon axial, ils sont responsables de la dispersion modale qui limite la bande passante de la fibre.

Dans la fibre ˆ gradient dÕindice, la rŽduction de lÕindice de rŽfraction du cĻur ˆ mesure que lÕon sÕapproche de la gaine amne les modes dÕordre supŽrieur ˆ suivre une trajectoire courbe qui est plus longue que le rayon axial (le Ē mode dÕordre zŽro Č), mais en raison de lÕindice de rŽfraction infŽrieur lorsquÕon sՎloigne de lÕaxe, la lumire accŽlre ˆ mesure quÕelle sÕapproche de la gaine et il lui faut approximativement le mme temps pour se dŽplacer ˆ travers la fibre. Ainsi, la Ē dispersion Č ou les variations de temps de transit pour les diffŽrents modes sont rŽduites au minimum et la bande passante de la fibre est maximisŽe.

Cependant, le fait que les modes dÕordre supŽrieurs se dŽplacent plus loin dans le cĻur de verre signifie quÕils ont une plus grande probabilitŽ dՐtre dispersŽs ou absorbŽs, celles-ci Žtant les deux causes principales de lÕaffaiblissement dans les fibres optiques. Par consŽquent, les modes dÕordre supŽrieur auront un plus grand affaiblissement que les modes dÕordre infŽrieur, et une grande longueur de fibre qui a ŽtŽ compltement remplie (tous les modes sont lancŽs sur le mme niveau de puissance) aura une plus faible quantitŽ dՎnergie dans les modes dÕordre plus ŽlevŽs quÕune longueur plus courte de la mme fibre.

Ce changement de Ē rŽpartition modale Č entre les fibres ˆ gradient dÕindice longues et courtes est dŽcrit comme Ē perte transitoire Č et peut faire de grandes diffŽrences dans les mesures dÕaffaiblissement quÕon effectue sur la fibre. Il modifie non seulement la rŽpartition modale, il change aussi le diamtre effectif du cĻur et lÕouverture numŽrique. Le terme Ē distribution modale dՎquilibre Č (EMD) est utilisŽ pour dŽcrire la rŽpartition modale dans une longue fibre qui a perdu la plupart des modes dÕordre supŽrieur. Une fibre Ē longue Č est une fibre en EMD, tandis quÕune fibre Ē courte Č a tous ses modes dÕordre plus ŽlevŽs initialement lancŽs.

 

Effet modal sur les mesures de perte

Si vous mesurez lÕaffaiblissement dÕune fibre longue ˆ gradient dÕindice multimode en EMD (ou avec des conditions de lancement simulant EMD) et la comparez ˆ une fibre normale avec des Ē conditions de lancement de dŽbordement Č (cÕest-ˆ-dire que la source remplit tous les modes Žgalement), vous devez trouver une diffŽrence dÕenviron 1 dB/km ; ce chiffre est appelŽ Ē perte transitoire Č. Ainsi, la mesure de la fibre en EMD donne une affaiblissement qui est de 1dB par km de moins que les conditions de dŽbordement. Les fabricants de fibres utilisent le type de mesure EMD pour la fibre, car il est plus reproductible et reprŽsentatif des pertes auxquelles on peut sÕattendre sur de longues longueurs de fibre. Certaines normes proposent dÕutiliser un coefficient dÕaffaiblissement supŽrieur lors de lÕestimation de la perte de lÕinstallation du c‰blage que le coefficient dÕaffaiblissement testŽ sur la plupart des fibres justifierait, car les c‰bles sont beaucoup plus courts que les longueurs dÕEMD.

De mme, lors de lÕessai des c‰bles avec des connecteurs, la perte mesurŽe dŽpend de la distribution de la puissance du mode dans la fibre. Une mesure EMD peut donner des rŽsultats optimistes, car elle reprŽsente effectivement une situation dans laquelle on lance ˆ partir dÕune fibre de plus petit diamtre de NA infŽrieur ˆ celui de la fibre de rŽception, ce qui donne moins de pertes de connecteur. La diffŽrence de perte de connexion due ˆ des conditions de lancement modales peut tre extrme. En utilisant la mme paire de connecteurs, il est possible de mesurer quelques diximes de dB de plus avec un lancement entirement rempli par rapport ˆ un lancement en EMD simulŽ. La plupart des normes dÕessai pour des c‰bles ˆ fibres multimodes demandent une mŽthode de contr™le de la distribution de puissance de mode. Les fabricants utilisent des mŽthodes sophistiquŽes qui analysent la puissance de sortie de la source de test couplŽe ˆ un c‰ble de rŽfŽrence. Des mŽthodes dÕessai sur le terrain plus pratiques proposent une spŽcification sur la sortie de la source suivie dÕun enroulage sur mandrin. Ce point sera traitŽ plus en dŽtail dans le chapitre sur le test.

 

Effet modal sur la bande passante

La fibre multimode ˆ gradient dÕindice a ŽtŽ crŽŽe afin dÕamŽliorer la bande passante de la fibre. Les couches de verre dÕindice de rŽfraction dŽcroissant du centre vers la pŽriphŽrie du cĻur guident la lumire dans des chemins sinuso•daux o la lumire se dŽplace plus rapidement ˆ mesure quÕelle sՎloigne du centre du cĻur. Le profil dÕindice de la fibre est censŽ fournir une compensation pour les modes dÕordre supŽrieur mais il est imparfait. Lorsque la rŽpartition modale dans la fibre est limitŽe ˆ la proximitŽ du centre du cĻur, comme cÕest le cas avec les sources laser, la bande passante de la fibre devient effectivement plus ŽlevŽe.

La plupart des fibres ont ŽtŽ testŽes en usine pour la bande passante, dans des tests o la source dÕessai sur-remplit la fibre, ce qui implique que tous les modes portent de la lumire. Les dŽveloppements rŽcents dans les fibres optimisŽe pour le laser ont provoquŽ la dŽveloppement de nouvelles mŽthodes de test, soit en limitant le remplissage modal de la fibre soit en utilisant des mŽthodes de test de dispersion qui prennent en compte les modes sŽparŽment.

 

 

 

Questions de rŽvision

 

Choix multiple

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

 

____            1. La fibre monomode a un cĻur porteur de lumire __________ que la fibre multimode.

A.

Plus petit

B.

Plus grand

C.

De la mme taille

 

 

____            2. Quelle est la taille du cĻur dÕune fibre monomode ?

A.

5 mm

B.

9 microns

C.

50 microns

D.

63,5 microns

 

 

____            3. La fibre monomode a ____________ bande passante que la fibre multimode.

A.

Plus de

B.

Moins de

C.

La mme

 

 

____            4. Quelles longueurs dÕonde sont appropriŽes pour lÕutilisation de la fibre multimode ?

A.

650 et 850 nm

B.

850 et 1300 nm

C.

850 et 1310 nm

D.

1310 et 1550 nm

 

 

____            5. Quelle est la largeur du diamtre du cĻur de fibres OM2 et OM3 ?

A.

50 microns

B.

62,5 microns

C.

62,5 mm

D.

9 mm

 

 

____            6. Laquelle des spŽcifications suivantes est la plus importante pour lÕutilisateur et est un facteur important lors du test ?

A.

Affaiblissement

B.

Bande passante

C.

Ouverture numŽrique

D.

ConcentricitŽ cĻur-gaine

 

____            7. ____________________ contribue le plus ˆ lÕaffaiblissement dans la fibre.

A.

LÕabsorption

B.

La diffusion

C.

Pertes de courbure

D.

Microcourbures

 

 

____            8. Quelle est la fibre qui a habituellement le cĻur le plus grand ?

A.

FOP

B.

Multimode ˆ saut dÕindice

C.

Multimode ˆ gradient dÕindice

D.

Monomode

 

 

____            9. La perte, dans une fibre multimode ˆ gradient dÕindice est la plus ŽlevŽe ˆ __________.

A.

850 nm

B.

1300 nm

C.

1310 nm

D.

1550 nm

 

 

____            10. Quel type de dispersion affecte aussi bien la fibre monomode que la fibre multimode ?

A.

Modale

B.

DiffŽrentielle

C.

Chromatique

D.

Modale de polarisation

 

 

Etudes additionnelles et projets

Examinez des Žchantillons de fibre optique comprenant de la fibre nue, de la fibre avec revtement, de la fibre ˆ gainage serrŽ et de la FOP, en suivant les procŽdures de sŽcuritŽ. Couplez la lumire dÕune lampe de poche ou dÕun pointeur laser ˆ travers une FOP pour voir comment la lumire est transmise.

Apprenez comment la fibre optique est fabriquŽe par la lecture de la page correspondante du Guide de rŽfŽrence en ligne de la FOA ou des pages web de fabricants de fibres.

Apprenez comment les pertes dues ˆ des fibres incompatibles se produisent et ˆ quel point elles peuvent tre importantes en lisant la page correspondante dans le Guide de rŽfŽrence en ligne de la FOA.

 

 

 

Table des matires 

 

 

T1-T2

 

The Fiber Optic Association, Inc.

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

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