La fibre optique

1. La fibre optique Serge Bouchard Université du Québec à Chicoutimi 4 février 2008

2. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

3. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

4. Historique En 1968, Kwen Chi Kao découvrit qu’un rayon infrarouge avait une perte minime dans un fil de verre. Peu après, Corning Corpet BellsLabs montrèrent que l’on pouvait envoyer un signal sur plusieurs kilomètres en ayant moins de 1 db/Km de perte. En 1979, on a mesuré des perte de l’ordre de 0,2 db/Km, confirmant la possibilité de transporter le signal sur une centaine de kilomètres.

5. Historique Jusqu’à maintenant, le record datant de novembre 2007 est de : 14 Tbits/s (14000 Gbits/s) sur 160 km de distance. Équivalent d’environ 1800 Go/s. Détenu par NTT (Nippon Telegraph and Telephone)

6. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

7. Fonctionnement Principe physique : réflexion totale interne Loi de la réfraction voulant qu’une onde soit déviée à la frontière entre deux matériaux de densité différente. Après un certain angle, d’un milieu N1 plus dense vers un milieu N2 moins dense, le rayon n’est plus dévié, mais réfléchi.

8. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

9. Fabrication • Cœur de silice parfaitement pur (Oxyde de silicium : SiO2) pour réflexion optimale • Gaine optique de silice de moindre qualité • Couches protectrices selon l’application • Polymère (acrylique) • Plastique souple ou rigide • Tressage d’acier (extérieur) Dimensions : Cœur : 4 microns (tel un cheveu) Gaine : 250 à 900 microns

10. Fabrication Préforme Fibrage Protection

11. Fabrication

12. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

13. Équipements de terminaison Une diode électroluminescente ou laser produit l’influx lumineux à l’entrée de la fibre. Une photodiode sensible à la lumière capte le signal à l’autre bout.

14. Équipements de terminaison On utilise un laser puisque comparativement à la lumière « normale » : • C’est une onde, une émission continue • Peut être concentré en un faisceau fin (cylindre) • Peut transporter beaucoup d’énergie • Est parfaitement monochromatique (longueur d’onde et fréquence déterminées)

15. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

16. Types de fibres optiques • Multimode à saut d’indice : sur courte distance, c’est la plus ordinaire • Multimode à gradient d’indice : sur moyenne distance

17. Types de fibres optiques • Monomode : sur très longue distance, plus coûteuse, plus efficace • Active : régénère le signal optique grâce à l’ajout de Erbium

18. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

19. Avantages • Très rapide : la vitesse de la lumière étant relative à 300000 Km/s (On parle plutôt de 200000 Km/s en raison du chemin indirect emprunté) • Fiable • Insensible aux interférences magnétiques et aux principes électriques (puissance, impédence) • Moins coûteux que des satellites • Moins encombrant

20. Désavantages • Fibre abordable, mais les équipements de terminaison sont dispendieux. • Avec une manipulation inadéquate (fibre trop courbée), elle peut casser ou l’angle du faisceau lumineux est altéré ou perdu.

21. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

22. Application • Télécommunication : une paire de fil optique possède 10 fois plus de débit que 250 paires de câble de cuivre. On peut atteindre des centaines de Gbits/s grâce au multiplexage.

23. Multiplexage Il existe deux types de multiplexage : Le multiplexage temporel : chacun son tour Le multiplexage spatial : chacun sa longueur d’onde

24. Application • Médecine : Guider le faisceau laser à l’endroit à traiter. Éclairer l’intérieur du corps et transmettre l’image au chirurgien. • Décoration, signalisation routière, éclairage

25. Plan de présentation • Historique • Fonctionnement • Fabrication • Équipements de terminaison • Types de fibres optiques • Avantages /Désavantages • Application • Conclusion • Références

26. Conclusion La fibre optique a un avenir prometteur, puisque tous les services convergent vers la haute qualité sur média de cuivre. On pense déjà à offrir le service Fiber To The Home (FTTH) pour offrir… • Télé-travail • TV-HD • Vidéo-conférence • VoIP

27. Références Supinfo - École supérieure d’informatique de Paris http://www.supinfo-projects.com/fr/2003/la_fibre_optique/1/ Site de Christian Caleca (Explique la lumière) http://christian.caleca.free.fr/fibroptique/methodes.htm Université Laval (Formules de la physique) http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/physique534/optique/fibre01.shtml Informations plus détaillées - Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Fibre_optique Vidéo (Comment c’est fait ? - Version anglaise) http://www.d0wn.com/print.php?sid=389

28. Fin de la présentation Merci de votre écoute !