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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

 

QuĠest-ce que la fibre optique ?

 

La fibre optique est un moyen de communication qui fonctionne par lĠenvoi de signaux optiques ˆ travers des brins de fibre de verre ou de plastic extrmement purs, de lĠŽpaisseur dĠun cheveu. La lumire est Ç guidŽe È vers le centre de la fibre qui est appelŽ Ç cÏur È ou Ç noyau È. Le cÏur est entourŽ dĠun matŽriau optique appelŽ Ç gaine È qui emprisonne la lumire dans le cÏur en utilisant une technique optique appelŽe Ç rŽflexion totale interne È. La fibre elle-mme est recouverte par un revtement secondaire (Ç buffer coating È) pour la protŽger de lĠhumiditŽ et des dommages physiques. Le revtement est la partie quĠon dŽnude pour la terminaison ou lĠŽpissure.

 

 

Le cÏur et la gaine sont habituellement faits de verre ultra-pur, bien que certaines fibres soient faites totalement en matire plastique ou composŽes dĠun cÏur de verre et dĠune gaine plastique. Le cÏur 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. LĠindice de rŽfraction infŽrieur de la gaine fait se courber les rayons lumineux lorsquĠils passent du cÏur ˆ la gaine et provoque la Ç rŽflexion totale interne È pour piŽger la lumire dans le cÏur ˆ un certain angle, lequel dŽfinit Ç lĠouverture numŽrique È de la fibre. La fibre de verre est couverte dĠun revtement de protection en plastique appelŽ revtement secondaire (Ç buffer coating È, en anglais) qui la protge de lĠhumiditŽ et dĠautres dommages. Davantage de protection est fournie par le Ç c‰ble È qui maintient les fibres et les ŽlŽments de renfort ˆ lĠintŽrieur dĠune couche protectrice externe appelŽe Ç enveloppe È.

 

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 dĠun cheveu humain. Le processus commence par la fabrication dĠune 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. LĠextrŽmitŽ 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 cÏur 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 – un micron est un millionime de mtre et 125 microns sont 0,005 pouces – un peu plus grand quĠun cheveu humain moyen.

Dans la fibre multimode, la lumire se dŽplace dans le cÏur en de nombreux rayons, appelŽ modes. Elle possde un cÏur 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 dĠonde 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 cÏur beaucoup plus petit, dĠenviron 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 cÏur (environ 1 mm), gŽnŽralement ˆ saut dĠindice, qui est utilisŽe pour les rŽseaux courts, ˆ faible vitesse.

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

 

 

La fibre multimode ˆ saut dĠindice a ŽtŽ le premier type de fibre conu. Le cÏur de fibre multimode ˆ saut dĠindice est constituŽ entirement dĠun seul type de matŽriau tandis que la gaine optique est faite dĠautre 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 cÏur. La fibre ˆ saut dĠindice nĠest pas trs utilisŽe – seules les FOP et PCS/HCS (Ç plastic or hard clad silica È, fibre de silice gainŽe de plastique) utilisent une conception ˆ saut dĠindice dĠaujourdĠhui. La FOP est principalement utilisŽe pour lĠaudio grand public et les liaisons de tŽlŽvision.

La fibre multimode ˆ gradient dĠindice utilise des variations dans la composition du verre dans le cÏur 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 dĠindice – jusquĠˆ environ 2 gigahertz. Deux types sont utilisŽs, 50/125 et 62,5/125, ces chiffres reprŽsentant les diamtres cÏur/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 dĠautres systmes de sŽcuritŽ.

Dans la fibre monomode, le cÏur est tellement rŽtrŽci que la lumire ne peut se dŽplacer que dans un rayon. Cela augmente la bande passante presque ˆ lĠinfini – mais elle est limitŽe, dans la pratique, ˆ environ 100Ġ000 gigahertz – cĠest quand mme Žnorme ! La fibre monomode prŽsente un diamtre de cÏur de 8 ˆ 10 microns, spŽcifiŽ comme Ç diamtre de mode de champ È, cĠest-ˆ-dire la taille effective du cÏur, 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 lĠerbium 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 dĠonde spŽcifiques pour les systmes DWDM ou pour inverser la dispersion chromatique. Il sĠagit dĠun 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 lĠorigine fabriquŽes en plusieurs tailles, optimisŽes pour diffŽrents rŽseaux et sources, mais lĠindustrie des donnŽes les a standardisŽes ˆ un cÏur de fibre de 62,5 au milieu des annŽes 80 (la fibre 62,5/125 a un cÏur de 62,5 microns et une gaine de 125). CĠest ce quĠon 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 aujourdĠhui par la plupart comme le meilleur choix pour les applications multimodes.

Les fibres ˆ saut dĠindice 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 cÏur en verre et ont gŽnŽralement un diamtre de 250 microns avec un cÏur de 200 microns.

 

Types de fibres et spŽcifications typiques

 

CÏur/Gaine

Affaiblissement (ou attŽnuation)

Bande passante

Applications/Notes

 

 

 

 

Multimode ˆ gradient dĠindice

@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 Ç low water peak È

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 dĠindice

@850 nm

@850 nm

 

200/240 microns

4-6 dB/km

50 MHz-km

CÏur 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 cÏurs des fibres peut conduire ˆ des pertes ŽlevŽes lors de la transmission dĠune fibre plus grande ˆ une plus petite. Transmettre dĠune fibre plus petite ˆ une fibre plus grande ne provoquera pas de pertes dues ˆ lĠinadŽquation 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 – cĠest-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 cÏur/gaine en microns), le coefficient dĠaffaiblissement (dB/km ˆ des longueurs dĠonde 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 dĠautres caractŽristiques de conception et de fabrication de la fibre rŽpondant aux normes de lĠindustrie telles que lĠouverture numŽrique (lĠangle dĠacceptation de la lumire dans la fibre), lĠovalitŽ (la rondeur de la fibre), la concentricitŽ du cÏur et de la gaine, etc., ces spŽcifications ne concernent gŽnŽralement pas les utilisateurs qui cherchent des caractŽristiques pour lĠachat ou lĠinstallation.

 

Affaiblissement (ou attŽnuation)

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

 

 

 

LĠaffaiblissement de la fibre optique est le rŽsultat de deux facteurs, lĠabsorption et la diffusion. LĠabsorption est provoquŽe par lĠabsorption 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 lĠindice de rŽfraction du verre. Cette absorption se produit ˆ des longueurs dĠonde distinctes, dŽterminŽes par les ŽlŽments absorbant la lumire. LĠabsorption 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 lĠaffaiblissement 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 lĠouverture numŽrique de la fibre est absorbŽe dans la gaine ou transmise de nouveau vers la source. La diffusion est Žgalement fonction de la longueur dĠonde, proportionnelle ˆ la quatrime puissance inverse de la longueur dĠonde de la lumire. Ainsi, si vous doublez la longueur dĠonde 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 dĠonde courte) ˆ 3 dB/km, tandis quĠˆ 1300 nm (longueur dĠonde dite longue) elle nĠest que de 1 dB/km. Cela signifie quĠˆ 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 dĠutiliser la longueur dĠonde pratique la plus longue pour un affaiblissement minimal et la distance maximale entre les rŽpŽteurs. Ensemble, lĠabsorption et la diffusion produisent la courbe dĠaffaiblissement dĠune fibre optique en verre typique indiquŽe ci-dessus.

Les systmes ˆ fibres optiques transmettent dans des Ç fentres È crŽŽs entre les bandes dĠabsorption 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 dĠonde plus limitŽe, ce qui limite lĠutilisation pratique ˆ 660 nm et des sources LED.

LĠaffaiblissement de la fibre multimode ˆ gradient dĠindice dŽpend Žgalement de la faon dont la lumire est transmise dans la fibre, ce quĠon 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 lĠinformation 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 dĠindice de la fibre multimode nĠest pas parfait. Le profil ˆ gradient dĠindice a ŽtŽ choisi pour permettre thŽoriquement ˆ tous les modes dĠavoir la mme vitesse de groupe ou vitesse de passage sur la longueur de la fibre. En faisant que les parties extŽrieures du cÏur aient un indice de rŽfraction plus faible que les parties intŽrieures du cÏur, les modes dĠordre supŽrieur accŽlrent ˆ mesure quĠils sĠŽloignent du centre du cÏur, 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 dĠindice 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 dĠordre plus ŽlevŽ ont de plus grandes dŽviations, la dispersion modale dĠune 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 dĠune 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 dĠordre 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 quĠun 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 dĠŽnoncer ceci consiste ˆ dire que lĠindice de rŽfraction du verre dŽpend de la longueur dĠonde. Ainsi, un profil ˆ gradient dĠindice fabriquŽ avec soin ne peut tre optimisŽ que pour une seule longueur dĠonde, habituellement prs de 1300 nm, et la lumire dĠautres couleurs va souffrir de dispersion chromatique. Mme la lumire du mme mode sera dispersŽe si elle est de diffŽrentes longueurs dĠonde.

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 lĠessentiel 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 dĠessais 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 lĠaxe de la fibre alors que tous les autres se tortillent ou rebondissent ˆ lĠintŽrieur du cÏur. En fibre ˆ saut dĠindice, les rayons qui sĠŽcartent de lĠaxe, appelŽs Ç modes dĠordre supŽrieur È rebondissent le long des frontires cÏur/gainage tandis quĠils sont transmis le long de la fibre. ƒtant donnŽ que ces modes dĠordre 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 dĠindice, la rŽduction de lĠindice de rŽfraction du cÏur ˆ mesure que lĠon sĠapproche de la gaine amne les modes dĠordre supŽrieur ˆ suivre une trajectoire courbe qui est plus longue que le rayon axial (le Ç mode dĠordre zŽro È), mais en raison de lĠindice de rŽfraction infŽrieur lorsquĠon sĠŽloigne de lĠaxe, la lumire accŽlre ˆ mesure quĠelle sĠapproche de la gaine et il lui faut approximativement le mme temps pour se dŽplacer ˆ travers la fibre. Ainsi, la Ç dispersion È 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 dĠordre supŽrieurs se dŽplacent plus loin dans le cÏur de verre signifie quĠils ont une plus grande probabilitŽ dĠtre dispersŽs ou absorbŽs, celles-ci Žtant les deux causes principales de lĠaffaiblissement dans les fibres optiques. Par consŽquent, les modes dĠordre supŽrieur auront un plus grand affaiblissement que les modes dĠordre 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 dĠŽnergie dans les modes dĠordre plus ŽlevŽs quĠune longueur plus courte de la mme fibre.

Ce changement de Ç rŽpartition modale È entre les fibres ˆ gradient dĠindice longues et courtes est dŽcrit comme Ç perte transitoire È et peut faire de grandes diffŽrences dans les mesures dĠaffaiblissement quĠon effectue sur la fibre. Il modifie non seulement la rŽpartition modale, il change aussi le diamtre effectif du cÏur et lĠouverture numŽrique. Le terme Ç distribution modale dĠŽquilibre È (EMD) est utilisŽ pour dŽcrire la rŽpartition modale dans une longue fibre qui a perdu la plupart des modes dĠordre supŽrieur. Une fibre Ç longue È est une fibre en EMD, tandis quĠune fibre Ç courte È a tous ses modes dĠordre plus ŽlevŽs initialement lancŽs.

 

Effet modal sur les mesures de perte

Si vous mesurez lĠaffaiblissement dĠune fibre longue ˆ gradient dĠindice multimode en EMD (ou avec des conditions de lancement simulant EMD) et la comparez ˆ une fibre normale avec des Ç conditions de lancement de dŽbordement È (cĠest-ˆ-dire que la source remplit tous les modes Žgalement), vous devez trouver une diffŽrence dĠenviron 1 dB/km ; ce chiffre est appelŽ Ç perte transitoire È. 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 sĠattendre sur de longues longueurs de fibre. Certaines normes proposent dĠutiliser un coefficient dĠaffaiblissement supŽrieur lors de lĠestimation de la perte de lĠinstallation du c‰blage que le coefficient dĠaffaiblissement testŽ sur la plupart des fibres justifierait, car les c‰bles sont beaucoup plus courts que les longueurs dĠEMD.

De mme, lors de lĠessai 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 dĠune 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 dĠessai 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 dĠessai sur le terrain plus pratiques proposent une spŽcification sur la sortie de la source suivie dĠun 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 dĠindice a ŽtŽ crŽŽe afin dĠamŽliorer la bande passante de la fibre. Les couches de verre dĠindice de rŽfraction dŽcroissant du centre vers la pŽriphŽrie du cÏur guident la lumire dans des chemins sinuso•daux o la lumire se dŽplace plus rapidement ˆ mesure quĠelle sĠŽloigne du centre du cÏur. Le profil dĠindice de la fibre est censŽ fournir une compensation pour les modes dĠordre supŽrieur mais il est imparfait. Lorsque la rŽpartition modale dans la fibre est limitŽe ˆ la proximitŽ du centre du cÏur, comme cĠest 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 dĠessai 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 lĠoption qui complte le mieux lĠaffirmation ou rŽpond ˆ la question.

 

____            1. La fibre monomode a un cÏur 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 cÏur dĠune 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 dĠonde sont appropriŽes pour lĠutilisation 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 cÏur 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 lĠutilisateur et est un facteur important lors du test ?

A.

Affaiblissement

B.

Bande passante

C.

Ouverture numŽrique

D.

ConcentricitŽ cÏur-gaine

 

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

A.

LĠabsorption

B.

La diffusion

C.

Pertes de courbure

D.

Microcourbures

 

 

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

A.

FOP

B.

Multimode ˆ saut dĠindice

C.

Multimode ˆ gradient dĠindice

D.

Monomode

 

 

____            9. La perte, dans une fibre multimode ˆ gradient dĠindice 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 dĠune lampe de poche ou dĠun 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.

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

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