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 systmes 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 dÕŽnergie 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 lŽgre 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
conu 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 systmes ˆ la
fibre
optique. Mme 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 mme connexion sur du cuivre.
Aprs
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 mme
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 systmes 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 jusquÕˆ 32.
Mme 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 lÕŽlectronique 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 lÕŽpoque
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
systmes 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 problme de service, mais de topologie du
rŽseau. La
c‰blodistribution utilise des signaux analogiques ˆ trs haute
frŽquence,
jusquÕˆ 1 GHz, qui ont une forte attŽnuation sur le c‰ble coaxial.
Pour un
systme sur toute une ville, la c‰blodistribution a besoin
dÕamplificateurs
(rŽpŽteurs) pour atteindre les utilisateurs ˆ la fin du systme ; 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
systmes
de tŽlŽvision par c‰ble dÕtre convertis en systmes optiques
analogiques. Les
sociŽtŽs de tŽlŽvision par c‰ble Ç surconstruisent È avec la
fibre.
Elles connectent leurs ttes de rŽseau ˆ la fibre et ensuite amnent
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 mme 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 empche quÕun grand nombre de clients
soit
affectŽ par des pannes, rend leur rŽseau plus fiable et les problmes
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 systmes de tŽlŽvision par c‰ble actuels utilisent
encore des
systmes
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 dÕaccs 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.
JusquÕˆ
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 conu 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
acquirent 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 mme vieux LAN cuivre avec de la fibre
remplaant
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 mtres du c‰ble UTP,
vous pouvez
placer tous les appareils Žlectroniques en un seul endroit dans ou
prs 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 mme pas besoin de tenir
compte du
cožt de la salle de tŽlŽcommunications elle-mme.
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
systme 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 systmes 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 systmes 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 systmes 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 systmes 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 manire 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 problme. Moteurs,
relais,
soudeurs et autres Žquipements industriels gŽnrent une Žnorme
quantitŽ de
bruit Žlectrique qui peut causer de graves problmes 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 trs 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 dÕŽpanouissement 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 systmes ˆ la fibre optique. Mme 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 systmes de surveillance par tŽlŽvision
ˆ circuit fermŽ
et la gestion de rŽseau. Les compagnies dÕŽlectricitŽ profitent
aussi de
lÕimmunitŽ de la fibre au bruit, mme en tirant de la fibre ˆ lÕintŽrieur des c‰bles de distribution
dÕŽlectricitŽ 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 systmes de distribution.
LÕintŽrt de
la gestion par Ç rŽseau intelligent È de la distribution
dÕŽnergie
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 lŽgretŽ de la fibre. Des millions de voitures ont
mme 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 complte 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
lÕŽquipement 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 problmes possibles et
contournez-les
ou Žvitez-les. Ne prenez pas de raccourcis, cela peut affecter les
performances
ou la fiabilitŽ. Documentez tout compltement. Faites des plans pour
une
Žventuelle expansion et restauration en cas de problme. Ici, rien ne
remplace
lÕexpŽrience et le bon sens !
Vrai/Faux
Indiquez si cette affirmation est
vraie ou
fausse.
____ 1.
Le plus gros avantage de la fibre optique est quÕelle est la manire
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 complte 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
complte(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 systmes 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 systmes, des
convertisseurs de
supports, etc.
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