La fibre optique

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La fibre optique
La fibre optique est un support utilisé pour transmettre des données sur de longues distances.
Sur des supports de cuivre (câbles métalliques) le transmission est considérée fiable pour des distances de câble
n’excédant généralement pas 100m, au delà, le signal est trop atténué ce qui génère des erreurs dans la
transmission.
En utilisant de la fibre optique un signal subit moins d’atténuation. La fibre optique permet de véhiculer des
informations sur des distances plus élevées
Le tableau suivant donne un comparatif entre les transmissions support de cuivre et fibre optique
Nomenclature
Speed
Distance
Media
10BASE-T
10 Mbps
100m
Cuivre
100BASE-TX
100 Mbps
100m
Cuivre
100BASE-FX
100 Mbps
2 Km
Multi-mode Fibre optique
1000BASE-LX
1000 Mbps
1000 Mbps
5Km
550m
Single-mode Fibre optique
Multi-mode Fibre optique
1000BASE-SX
1000 Mbps
1000 Mbps
550m
275m
Multi-mode Fibre optique (50u)
Multi-mode Fibre optique (62.5 u)
1000BASE-CX
(non supporté par les applications
industrielles standards)
1000 Mbps
25m
Cuivre
1000BASE-T
1000 Mbps
100m
Cuivre
1000 BASE LH
1000 Mbps
70 km
Fibre optique
Bien évidemment la catégorie de câble cuivre utilisé doit être prise en considération.
La fibre optique est classée dans la transmission en bande haute. En effet elle véhicule un signal modulé en
fréquence. Ce signal est lumineux. La fibre optique véhicule donc de la lumière.
La fibre optique est aussi appelée guide d’onde.

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Constitution d’une fibre optique
Une fibre optique est constituée ainsi :
LE CŒUR :
Le cœur de la fibre optique est constitué de verre, l’indice de ce milieu et appelé n1.
C’est dans le cœur de la fibre que se propage le signal lumineux transmis.
LA GAINE :
La gaine est un matériaux d’indice n2. Ce matériaux permet une réflexion totale du rayon lumineux se propageant
dans le cœur de la fibre. Pour assurer cette réflexion totale nous avons donc n2 < n1.
ENVELOPPE ou GAINE EXTERIEURE :
L’enveloppe constitue un protection pour les la gaine et le cœur.

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Propagation d’un rayon lumineux dans une fibre optique
Une rayon lumineux R percute le dioptre d’entrée de la fibre (P, P’), l’intérêt est que ce rayon soit véhiculé à l’autre
extrémité de la fibre. Que se passe-t-il ?
Un rayon lumineux est composé de plusieurs sous rayons, donc dans une fibre optique sont véhiculés plusieurs sous
rayons qui n’empruntent pas le même parcourt.
Soient deux sous rayons D1 et D2.
 Le rayon D1 entre perpendiculairement au dioptre P, P’, il suit l’axe de la fibre et emprunte le parcourt le
plus direct pour atteindre la sortie.
 Le rayon D2 est réfléchi par la gaine de la fibre pour se propager dans le cœur et atteindre la sortie.
.
Un rayon percute le dioptre d’entrée de la fibre sous un angle d’incidence θ. Il existe un angle d’incidence limite θ0
appelé aussi angle d’acceptance au delà duquel un rayon lumineux ne sera pas véhiculé par la fibre optique.
Ouverture numérique – angle d’incidence limite – angle d’acceptance
Le rayon D2 doit être réfléchi en totalité dans le cœur par la gaine. Pour vérifier cela il faut :
D2
O
P
D1
θ
R
P’
Enveloppe
Gaine n2
Cœur n1
D2
O
P
D1
θ
R
P’
Enveloppe
Gaine n2
Cœur n1
D2
coeur
gaine
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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On en déduit donc la grandeur sin θ0 appelée ouverture numérique.
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FORMULE :
sin θ0 est appelé : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
θ0 est appelé : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ou _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _
Exercice :
Soit une fibre optique d’indice de cœur 1.48 et d’indice de gaine 1.44.
Calculez l’ouverture numérique et l’angle d’incidence limite.
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Durée de la traversée d’une fibre
Le rayon D1 met un temps t1 pour parcourir la fibre.
Le rayon D2 met un temps t2 pour parcourir la fibre.
D1 parcourant la fibre selon son axe, il mettra moins de temps à la traverser que D2, donc _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
On calcule une vitesse moyenne selon la formule suivante :
FORMULE :
Unités :
Expression des temps t1 et t2 :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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D2
O
P
D1
θ
R
P’
Enveloppe
Gaine n2
Cœur n1
D2
O
P
D1
θ
R
P’
Enveloppe
Gaine n2
Cœur n1