II Fonctionnement de la fibre optique
La fibre optique est un câble constitué d’un coeur, d’une gaine et d’une protection elle a pour but de transporter la lumière d’un point à un autre elle fonctionne selon un principe de réflexion totale de la lumière (c’est à dire de la changement de la direction de la lumière, selon la loi de Snell-Descartes) les rayons sont donc réfractés sur l’interface de la gaine et du coeur plusieurs fois
Le coeur est généralement constitué de silice un composé du silicium, il peut être aussi en plastique ou bien en quartz fondu il a un indice de réfraction légèrement plus élevé de quelques millièmes que la gaine afin de guider la lumière.
La gaine optique est constituée des mêmes matériaux que le coeur qu’elle entoure
elle est utilisée dans la télécommunication mais c’est un silice de moins bonne qualité car cette dernière n’est pas destinée à transmettre la lumière.
Le revêtement de protection est en plastique il assure la protection de l’ensemble coeur-gaine, il sert aussi à la souplesse de la fibre et facilite son utilisation (la pose par exemple) cette dernière couche n’intervient pas dans la transmission de la lumière.
Des differents types de fibres sont à noter :
-La fibre multimode:
la Fibre multimode est un type de fibre qui possède un diamétre très important variant de 50 à 200 micromètres et possèdant un verre de moins bonne qualité. Ce qui empêche la bonne direction du rayon lumineux et entraîne plusieurs problèmes comme l’aténuation de la lumière et la dispersion chromatique. Ces fibres étaient les premières fabriquées leurs perfomences sont très petites comparées aux autres types de fibre 1 gb km elles sont utilisées uniquement pour de courtes distances ou bien pour de la décoration.
-La fibre à sauts d’indices;
Ce type de fibre est la fibre optique la plus ordinaire, cette fibre fonctionne selon le principe de réflexion de la lumière.Le coeur possède un gros diamètre ce qui entraîne des problèmes avec le décalage de l’arrivée des rayons plus importants.
-La fibre à gradient d’indice:
Cette dernière type de fibre possède les mêmes problèmes que la précédente mais avec quelques améliorations en plus, le diamètre du coeur est beaucoup plus petit (4 fois plus petit). Le coeur est constitué de plusieurs couches à indices de réfractions de plus en plus grands. Ainsi, si un rayon est dévié sur les parois de la fibre optique il est ramené vers le centre ce qui atténue donc le signal initial. C’est le type de fibre le plus utilisé et courant, elle est beaucoup utilisée dans les réseaux locaux.
-La fibre monomode:
La fibre optique monomode est un type de fibre qui fait passer la lumière en ligne droite et non par rebonds grâce à un coeur très fin de 10 micrometres (10^-6m), elle permet ainsi une grande diffusion de données 100gb par km avec une très faible perte de données et avec une très grande vitesse mais le petit diamètre du coeur demande une puissance d’émission trés élevée et donc un cout aussi très élevé c’est pour cette raison qu’elles sont utilisées dans les sites à grandes distances.
Le principe de fonctionnement avec la loi de Snell Descartes
La fibre optique fonctionne selon le principe de réflexion totale de la lumière d’après la loi de Snell Descartes selon cette loi quand deux surfaces transparentes type air-eau ou verre-air etc sont superposées le trajet de la lumière est déviée à la paroi des deux milieux ou bien réfléchie
selon la loi de Snell Descartes.
Condition de guidage de la Fibre Optique:
L'amplificateur optique
Dans la fibre optique au bout d'un certain nombre de kilomètres le signal s'atténue c'est à ce moment là qu'intervient l'amplificateur optique:
Il en existe de deux sortes :
L'amplicateur à l'Erbium
L'amplificateur optique fonctionne grâce à un métal/élément chimique nomé l'Erbium qui peut être excité grâce aux signaux lumineux qu'il reçoit
(les signaux de longueurs d'ondes de 800, 980, 1480 nm) font donc réagir ses ions qui vont dégager une énergie nécessaire à son amplification
L'installation sur la fibre optique est donc la suivante, la fibre optique possède donc des ions Erbium sur une certaine distance, puis le signal pompe arrive(c'est un signal correspondant à la longueur d'onde spécifique de l'Erbium), en étant introduit dans la fibre optique par un coupleur d'entrée,il fait donc réagir les ions qui produise de l'énergie qui va ensuite amplifier tous les signaux qui constituent la fibre, puis afin de ne pas polluer la transmission de données, le signal pompe est ensuite retiré de la fibre
L'amplificateur raman
Le but de cet amplificateur est de rétablir la longueur d'onde d'un signal atténué. Pour cela il ramène la longueur d'onde du signal vers le rouge (800 nm).L'installation est donc la suivante, une onde appelée stoke va être introduite et va donc déclencher une réaction chimique avec les photons (particules constituants la lumière) tout comme l'amplificateur optique il va donc produire de l'énergie qui va donc amplifier les signaux lumineux
