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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 : Active Components and Solutions Business Unit Director Radiall Inc, New Haven, CT, États-Unis
INTRODUCTION
Nos habitudes sociales ont considérablement changé ces dernières décennies, et avec elles notre environnement « communicatif » a évolué vers un mode plus interactif et numérique. La société actuelle est une féroce consommatrice de données en tout genre. Pour preuve, le nombre de « textes » échangés (SMS, e-messages et autres) entre terminaux mobiles est supérieur à 150 textes/jour et par individu, toutes catégories d'âge et de fonction confondues (source Experian sur données 2011).
Derrière nos messages, nos « tweets » ou autres échanges instantanés se cachent des centres de calculs et de traitement des données qui doivent assurer le brassage et le transfert de ces données. Si l'on reprend nos 150 textes par jour et par personne, et en considérant des textes de 150 caractères, cela fait plus de cinq cent mille milliards de bits par jour à traiter ! Il faut donc trouver les ressources nécessaires pour assurer cette demande de traitement et de transfert des informations à très haut débit pour assurer des opérations en temps réel.
Les supports de transmission classiques, comme le cuivre, atteignent leurs limites et des nouveaux supports de transmission comme la fibre optique ont fait leur apparition pour pallier aux limitations intrinsèques des premiers.
Cet article reprend les principaux supports de transmission que sont les câbles électriques et les fibres optiques. Il présente les caractéristiques physiques et systèmes de ces supports de transmission et détaille les principales applications. Il compare les différentes grandeurs limitatives liées aux liaisons guidées et présente une analyse de ces performances vis-à-vis du système ou de l'application.
Il introduit aussi les liaisons non guidées ou liaisons en espace libre et les compare aux liaisons guidées.
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MOTS-CLÉS
transmission optique transmission électrique principes des lasers communications optiques télécommunications fibres optiques lasers
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- Version archivée 1 de août 2003 par Mathias PEZ
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Transmissions guidées
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1. Supports de transmission
Les avancées de la microélectronique ont permis d'augmenter la capacité de calcul des processeurs de manière importante, cependant cette capacité de calcul n'est d'aucune utilité si elle n'est pas alimentée par des informations en débit suffisant : le support de transmission est, de ce fait, devenu l'élément déterminant des performances d'un système électronique aujourd'hui. L'étude de ce support est donc un élément décisif pour la compréhension et le développement de systèmes performants. 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.
Dans ces trois 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 ;
-
la compatibilité électromagnétique ;
-
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. Cela aura pour effet, à long terme, de réduire les coûts des fibres optiques.
1.1 Liaisons électriques : le cuivre
Le cuivre (Cu) est dans plus de 90 % des cas utilisé dans la réalisation de câbles 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 1 et 2).
Dans le cadre des applications...
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Supports de transmission
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHARTIER (G.) - Manuel d'optique. - Éditions Hermès (1997).
-
(2) - SMITH (W.J.) - Modern optical engineering. - McGraw-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,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Base de données internet sur les développements des fibres optiques plastiques http://www.kdpof.com/
Organisation IEEE http://www.ieee.org/
Sites des fabricants de fibres optiques :
– Corning http://www.corning.com/opticalfiber/
– Draka Fiber http://www.draka.com
Encyclopédie en ligne sur les fibres optiques http://www.rp-photonics.com/dispersion_shifted_fibers.html
Norme IEEE Ethernet (IEEE-802.x) http://www.ieee802.org/3/ba/public/
CORDIS Site d'information de la Communauté européenne sur les projets de recherche lié à l'optique, les télécommunications et autres http://www.cordis.lu
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