Comment fonctionne la fibre optique? Types de fibre optique

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La fibre optique est un moyen de transmission d'informations.. Comment fonctionne la fibre optique? En réalité, est fabriqué selon le principe de la réflexion totale de la lumière. Le cœur de la fibre optique est généralement un double cylindre concentrique de verre de quartz.. Il est cassant et se casse facilement, des couches de protection supplémentaires sont donc nécessaires. En plus du couvercle en plastique, les câbles à fibres optiques extérieurs ont également une couche armée.

Table des matières

– Types de fibres optiques
Matériel de fabrication
Mode de transmission
Application
– Comment fonctionne la fibre optique?
La lumière et ses propriétés
Réfraction et réflexion de la lumière
Conversion de signal optique
– Avantages de la transmission par fibre optique
Large bande de fréquence
faible perte
Poids léger
Haute résistance aux interférences
Performances fiables
Coûts à la baisse
– résumé

Types de fibres optiques

Alors que la technologie des communications continue de progresser, la gamme de produits fibre optique ne cesse de s'agrandir. Le développement des fibres optiques pour différentes applications a été particulièrement rapide ces dernières années.. Les câbles à fibres optiques peuvent être classés en fonction des matériaux utilisés pour leur fabrication., le mode de transmission et son utilisation.

Matériel de fabrication

1. Fibre optique en verre de quartz de haute pureté. Ce matériau a de faibles pertes, de jusqu'à 0,47 dB/km aux grandes longueurs d'onde. avec des matériaux silicium à partir de germanium pour le noyau et le matériau borosilicaté pour la gaine de la fibre optique multimode, la perte est aussi faible que 0,5 dB/km.
2. Fibres de verre multicomposants. Ces fibres sont généralement en verre plus conventionnel et ont de faibles pertes.. Par exemple, Les fibres de verre borosilicaté-sodique ont une perte minimale de 3,4 db/km a l=0,84 µm.
3. fibre optique plastique. c'est plus léger, bon marché, flexible et plus facile à traiter que la fibre optique de quartz. Mais sa perte est grande, un je = 0,63 micron est d'environ 100-200db/km.

Mode de transmission

1. fibre optique monomode. Le diamètre du noyau de la fibre optique monomode est généralement 9 o 10 μm, proche de la longueur d'onde. Il n'est capable de transmettre qu'un seul mode d'onde de signal. Il n'y a pas de mode de diffusion car la lumière ne se déplace que le long d'une ligne droite., sans reflet. Cela rend le fibre monomode être adapté aux systèmes à ressources partagées, grande capacité et longue distance, en raison de sa bande passante de transmission élevée.
2. fibre optique multimode. Le diamètre du cœur de la fibre multimode est généralement 50 o 62,5 μm, beaucoup plus grande que la longueur d'onde. Peut transmettre plusieurs modes d'éclairage. Cependant, sa dispersion intermodale est grande, qui limite la fréquence à laquelle les signaux numériques peuvent être transmis. Par exemple, une fibre de 600Mo/KM n'aura qu'une bande passante de 300Mo à une distance de 2KM. Par conséquent, la fibre multimode peut être transmise sur des distances relativement courtes, généralement quelques kilomètres.

Application

Les câbles à fibres optiques peuvent être divisés en fibres de communication et en fibres de non-communication en fonction de leurs applications.. Les fibres spéciales comprennent les fibres à faible biréfringence, fibres à haute biréfringence, fibres enduites, fibres à âme liquide, fibres laser, fibres aériennes pour l'extérieur, etc.

Spécifications de la fibre optique la plus utilisée:

Monomode: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
multimode: 50/125μm, 62,5/125μm
Réseaux industriels, médical et basse vitesse: 100/140μm, 200/230μm
Plastiques pour le contrôle automobile: 98/1000μm

Comment fonctionne la fibre optique?

La lumière et ses propriétés

La lumière est une onde électromagnétique. La partie visible de la gamme de longueurs d'onde est de 390 un 760 nm. La partie de la lumière au-dessus 760 nm est infrarouge et inférieur à 390 nm est ultraviolet. Les trois longueurs d'onde les plus couramment utilisées dans les fibres optiques sont 850, 1310 y 1550.

Réfraction et réflexion de la lumière

La lumière se déplace à des vitesses différentes dans différentes substances.. Lorsque la lumière est dirigée d'une substance à une autre, est réfractée et réfléchie à l'interface entre les deux substances. L'angle de la lumière réfractée varie avec l'angle de la lumière incidente.. Lorsque l'angle de la lumière incidente atteint ou dépasse un certain angle, toute la lumière incidente est réfléchie, ce qu'on appelle la réflexion totale de la lumière.

La communication par fibre optique est basée sur ces principes. La partie principale d'une fibre optique est généralement divisée en trois couches. Au centre se trouve un noyau de verre à indice de réfraction élevé. Et sur la couche externe, il y a un revêtement en verre de silice à faible indice de réfraction. La couche la plus externe est un revêtement de résine de renfort.

Conversion de signal optique

Le système de transmission optique se compose de trois composants: la source lumineuse, le support de transmission et le détecteur. Il est courant qu'une impulsion lumineuse représente le bit 1 et qu'aucune impulsion de lumière ne représente le bit 0. Quand la lumière frappe le détecteur, produit une impulsion électrique. Avec une source lumineuse à une extrémité de la fibre et un détecteur à l'autre, un système de transmission à sens unique est formé. Recevoir un signal électrique, la convertit en une impulsion lumineuse et la transmet, puis l'extrémité réceptrice reconvertit l'impulsion lumineuse en un signal électrique.

Avantages de la transmission par fibre optique

Après Maïman, un scientifique américain, a inventé le premier laser au monde 1960, a fourni une bonne source de lumière pour la communication optique. Au cours des deux décennies suivantes, des recherches ont été menées sur les supports de transmission optique et, enfin, Des fibres optiques à faible perte ont été fabriquées. Depuis, La communication optique est entrée dans une phase de développement rapide. La transmission par fibre optique présente de nombreux avantages notables.

Large bande de fréquence

La bande de fréquence représente la capacité de transmission. Plus la fréquence de l'onde porteuse est élevée, plus la bande passante dans laquelle le signal peut être transmis est grande. Bien que les fibres optiques puissent avoir des pertes différentes en raison de l'utilisation de différentes fréquences de lumière, sa bande passante peut atteindre 30.000 GHz. peut être arrangé 2.000 supports optiques dans la gamme des 30.000 GHz utilisant des communications optiques cohérentes avancées. Peut héberger des millions de chaînes.

faible perte

Los meilleurs câbles les câbles coaxiaux ont une perte de plus de 40 dB par kilomètre lors de la transmission de signaux 800 MHz. En échange, les pertes des fibres optiques sont beaucoup plus faibles. Pour une transmission lumineuse de 1,31 um, la perte par kilomètre est inférieure à 0,35 dB. Si la lumière 1.55um est transmise, la perte par kilomètre est encore moindre, jusqu'à 0,2 dB ou moins. Ce niveau de perte de puissance permet une transmission sur des distances beaucoup plus grandes..

Poids léger

Les fibres optiques sont très fines. Un câble optique composé d'entre 4 y 48 les fibres ont moins de 13 mm de diamètre. Il est beaucoup plus petit que le 47 mm de diamètre d'un câble coaxial standard. En outre, les fibres optiques sont en verre, lui donnant un petit diamètre et un poids léger. Pour cela, Il est très facile à installer.

Haute résistance aux interférences

Le composant de base des fibres optiques est le quartz., qui ne transmet que la lumière et ne conduit pas l'électricité. Pourtant, les signaux optiques qui y sont transmis ne sont pas affectés par les champs électromagnétiques. De cette façon, la transmission par fibre optique est très résistante aux interférences électromagnétiques et industrielles. Les signaux transmis par fibre optique sont moins susceptibles d'être entendus et facilitent la confidentialité.

Performances fiables

La fiabilité d'un système est liée au nombre d'appareils qui le composent.. Plus il y a d'appareils, plus la probabilité d'échec est élevée. Les systèmes à fibre optique contiennent moins d'appareils et sont naturellement plus fiables. En outre, los appareils à fibre optique avoir une longue durée de vie, avec une durée de fonctionnement sans panne de 500.000 un 750.000 les heures.

Coûts à la baisse

Une nouvelle loi de Moore a été proposée, également appelée loi optique. Cette loi établit que la bande passante des informations transmises par les fibres optiques augmente d'un facteur de un tous les six mois., alors que le prix diminue d'un facteur un. Le développement de la technologie de communication optique a jeté de très bonnes bases pour le développement de la technologie à large bande pour Internet..

résumé

Le principe de fonctionnement des câbles à fibres optiques est principalement réalisé par la conversion du signal photoélectrique et le principe de transmission de la lumière.. En tant qu'élément important des communications modernes, les fibres optiques continueront d'être utilisées et développées à l'avenir.