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RÉSUMÉ
Cet article décrit les principes physiques régissant les transmissions optiques. Il expose les paramètres et avantages intrinsèques d'une transmission sur fibre optique et présente une analyse comparative des liaisons optiques avec les liaisons sur cuivre.
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Mathias PEZ : Président et Directeur technique de D-Lightsys S.A. - Enseignant à l’École spéciale de mécanique et d’électricité (ESME – Sudria) - Spécialisation de l’École nationale supérieure de l’aéronautique et de l’espace (SUPAERO)
INTRODUCTION
Le choix d’un support de transmission est un critère important dans la phase de conception d’un système de communication. Ce support de transmission peut être le cuivre avec les câbles coaxiaux et les paires torsadées, la silice ou le plastique avec les fibres optiques ou bien encore l’air dans le cas des liaisons hertziennes ou en espace libre. La conception d’un système de communication passe, avant toute chose, par la définition des performances que doit avoir le support de transmission ; distance de communication, bande passante et immunité électromagnétique sont autant de grandeurs qui caractérisent ces supports. Cependant le choix n’est pas aisé devant la variété des médias et de leurs avantages et/ou inconvénients.
Le présent article s’attache à la comparaison des liaisons électriques avec les liaisons optiques, qu’elles soient guidées ou non. Bien que les transmissions optiques soient massivement employées dans les domaines des télécommunications, elles souffrent de certains préjugés que cet article tentera d’éclaircir et de dissiper. Après une comparaison des caractéristiques système des supports de transmission, les transmissions guidées et en espace libre seront analysées point par point en fonction de leurs domaines d’application.
Les abréviations utilisées dans le texte sont explicitées dans le tableau 1.
Le lecteur consultera utilement les articles suivants dans la collection des Techniques de l’Ingénieur :
-
Fibres optiques pour télécommunications [E 7 110] du traité Télécoms ;
-
Systèmes de transmission sur fibre optique [TE 7 115] du traité Télécoms ;
-
Câbles sous-marins à fibres optiques [E 7 555] du traité Télécoms ;
-
Interconnexions optiques Interconnexions optiques dans ce traité ;
-
Connectique optique Connectique optique dans ce traité.
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MOTS-CLÉS
transmission optique transmission électrique principes des lasers communications optiques télécommunications fibres optiques lasers
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- Version courante de oct. 2015 par Mathias PEZ
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Transmissions guidées
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1. Supports de transmissions
Le support de transmission est l’élément déterminant des performances d’une liaison entre deux systèmes communicants. En effet, grâce au progrès de la micro-électronique, il est toujours possible de réaliser un système capable de débits de transmission importants. Mais que la transmission se fasse sur cuivre, dans « l’éther » ou sur verre, il faut tenir compte des caractéristiques intrinsèques de ce milieu qui vont limiter les performances de la liaison.
Nous nous attarderons donc sur les caractéristiques système des supports de transmission que sont les fibres optiques ou les câbles électriques. Puis, nous comparerons les différentes grandeurs limitatives liées aux liaisons guidées, pour finalement nous intéresser aux liaisons en espace libre.
Dans ces deux cas, les paramètres à prendre en compte dans la comparaison des liaisons électriques et des liaisons optiques sont :
-
l’atténuation ;
-
la bande passante ;
-
la température de fonctionnement ;
-
les compatibilités électromagnétiques ;
-
le poids ;
-
le coût de mise en œuvre.
On peut noter que la grande majorité des liaisons optiques est basée sur l’utilisation de la silice. Cette matière première, disponible en grande quantité, ne souffre pas, contrairement au cuivre, d’un surcoût d’extraction et n’est donc pas non plus soumise aux fluctuations économiques du marché des matières premières. Ceci aura pour effet, à long terme, de réduire les coûts des fibres optiques.
1.1 Liaison électrique : le cuivre
Le cuivre (Cu) est dans plus de 90 % des cas utilisé dans la réalisation de câble de transmission longue distance et à bas coût. Il est l’élément qui supporte la résistivité linéique la plus faible après l’argent (Ag) et avant l’or (Au) et l’aluminium (Al). Pour des raisons évidentes de coût, l’argent et l’or ne sont pas utilisés dans la réalisation de liaisons électriques supérieures à quelques centimètres. On trouve cependant des alliages de cuivre et d’argent pour réaliser des câbles coaxiaux à hautes performances. On rencontre encore des utilisations conjointes du cuivre et de l’aluminium pour la réalisation de liaisons blindées (tableaux ...
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Supports de transmissions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHARTIER (G.) - Manuel d’optique - . Éditions Hermes (1997).
-
(2) - SMITH (W.J) - Modern Optical Engineering - . MacGraw-Hill (1990).
-
(3) - KASTLER (A.) - Optique - . Éditions Masson (1992).
-
(4) - STERLING (D.J.) - Technician’s Guide to Fiber Optics - . Fr, AMP Delmar Publishers Inc. (1993).
-
(5) - SENIOR (J.M.) - Optical Fiber Communications - . Prentice Hall (1992).
-
(6) - SNYDER (A.W.), LOVE (J.D.) - Optical Waveguide Theory - . Chapman and Hall Publishers (1983).
-
(7) - DARRICAUD (M.) - Radars, physique et théorie - ....
ART (Autorité de régulation des télécommunications).
Association française de normalisation (AFNOR) (normalisation) http://www.afnor.fr
Union technique de l’électricité et de la communication (UTE) http://www.ute-fr.com
United telecom council (UTC) http://www.utc.org
Telcordia Technologies (Bellcore) (Standards pour les équipements de télécommunications optiques)
HAUT DE PAGE
(Liste non exhaustive)
ALCATEL Optronics Division optoélectronique d’Alcatel http://www.alcatel.com
Nexans Anciennement Alcatel Cable : fabricant français de câbles électriques et optiques. http://www.nexans.com
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CORDIS Site d’information de la Communauté européene sur les projets de recherche lié à l’optique, les télécommunications et autres. http://www.cordis.lu
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