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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
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2003 par Mathias PEZ
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Conclusion générale
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3. Transmissions en espace libre
Les transmissions infrarouges à très courtes distances (inférieures à 10 m), présentes dans notre entourage depuis les années 1970, représentent l'une des principales applications des communications optiques en espace libre. À la différence des transmissions guidées, l'espace libre permet la réalisation de liens non directifs (liaisons point à multipoints).
• Transmissions optiques en espace libre non directives : première télécommande infrarouge pour téléviseur dans les années 1970 ou télécommande de chaîne HiFi.
• Pour des transmissions directives, il faut se tourner vers des applications beaucoup plus professionnelles à la fin des années 1990 : liens optiques inter-satellites ou inter-bâtiments pour la réalisation de réseaux locaux étendus.
Dans le cas des communications longues distances, la plus grande difficulté rencontrée par les dispositifs optiques (et électromagnétiques) tient dans le fait que le support de transmission est soumis à des caractéristiques variables au cours du temps. Ces variations sont principalement dues aux différents phénomènes météorologiques tels que la pluie, le brouillard ou la neige, mais aussi aux différents polluants ou variations de température.
3.1 Canal de transmission
Le canal de transmission en espace libre est en effet soumis à des variations de propriétés, plus ou moins importantes en fonction de la longueur d'onde. Ainsi, l'atmosphère n'est pas transparente à toutes les fréquences ou longueurs d'onde : certaines longueurs d'onde subissent des atténuations très importantes, comme dans le cas des fréquences acoustiques audibles pour lesquelles les distances de transmission sont de l'ordre de la dizaine de mètres et où les fréquences les plus basses du spectre audible se propagent mieux que les fréquences élevées.
L'analyse de la transmission atmosphérique en fonction de la longueur d'onde, donnée figure 12, fait apparaître deux principales fenêtres de transmission : la fenêtre « radio », qui correspond aux longueurs d'onde comprises entre 1 mm et 10 m et la fenêtre « optique » qui correspond aux rayons ultraviolets, au spectre visible et aux rayons infrarouges (entre 20 μm et 200 nm).
On note l'allure perturbée...
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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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