Les fibres optiques sont des conducteurs de lumière utilisés dans de nombreux domaines tels que les télécommunications, les réseaux informatiques, le médical, l'automobile, l'avionique, la décoration et la signalisation. Elles se présentent sous forme de cylindres en verre ou en plastique transparent, avec un diamètre de 125 microns pour les fibres en verre et un millimètre pour celles en plastique. Depuis des décennies, la fibre optique est le média privilégié pour les transmissions de télécommunications à longue distance. Elle est également utilisée comme alternative aux câbles en cuivre pour des applications spécifiques. De nos jours, les fibres optiques sont de plus en plus utilisées dans les centres informatiques, le câblage des réseaux locaux des immeubles de bureaux et pour la desserte des domiciles des abonnés à Internet. Elles permettent de transporter des impulsions lumineuses correspondant aux signaux provenant des équipements informatiques, téléphoniques ou audiovisuels.
Préjugés et vérités sur les fibres optiques
Malgré leurs nombreux avantages, les fibres optiques ont longtemps été entourées de préjugés. Cependant, la diffusion des connaissances et les avancées techniques ont permis de remédier à ces idées fausses. Voici quelques-uns des préjugés les plus courants :
- Fragilité : Il est vrai que les fibres optiques en verre peuvent être cassées facilement. Cependant, elles sont protégées par un revêtement primaire qui leur confère une plus grande résistance à la traction par rapport aux fils de cuivre ou d'acier de même diamètre. De plus, lorsqu'elles sont préparées sous forme de câbles, elles peuvent résister aux agressions mécaniques, physiques ou chimiques.
Définition d'une liaison optique
Une fibre optique est un média de transmission qui permet de transmettre l'information par les photons, contrairement au cuivre qui transmet l'information grâce aux électrons. Le signal électrique est converti en signal lumineux et injecté dans la fibre optique, puis le signal lumineux affaibli est reconverti en signal électrique à l'arrivée. Le cheminement du signal est assuré par divers équipements tels que les commutateurs, les coupleurs, les dérivateurs, etc.
Avantages des fibres optiques
Les fibres optiques offrent de nombreux avantages par rapport aux autres médias de transmission. Voici quelques-uns des principaux avantages :
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Largeur de bande passante et débit : Les fibres optiques offrent une largeur de bande passante plus importante, ce qui permet de transmettre des débits plus élevés. Les fibres optiques multimodales peuvent transmettre des débits pouvant atteindre une centaine de gigabits par seconde, tandis que les fibres optiques unimodales peuvent assurer la transmission de plusieurs térabits par seconde. Ces niveaux de débits sont obtenus grâce à l'utilisation de techniques telles que le multiplexage en longueurs d'onde et la détection cohérente.
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Affaiblissement linéique : Les fibres optiques présentent un affaiblissement linéique moins important que les autres types de câbles de transmission. Cela signifie que la puissance du signal diminue moins rapidement sur une ligne de transmission en fibre optique, ce qui permet de transmettre le signal sur de plus longues distances sans perte de qualité.
Principe de fonctionnement des fibres optiques
Pour comprendre le fonctionnement des fibres optiques, il est important de connaître certaines caractéristiques de la lumière. La célérité de la lumière dépend de l'indice absolu d'un milieu, qui est le rapport entre la célérité de la lumière dans le vide et la célérité de la lumière dans ce milieu. De plus, la longueur d'onde de la lumière est déterminée par sa fréquence et sa vitesse de propagation.
Un peu d'histoire sur les fibres optiques
Les recherches sur les fibres optiques ont commencé sérieusement au XIXe siècle. En 1841, D. Colladon et J. Babinet ont démontré le guidage de la lumière dans un jet d'eau et un barreau de verre respectivement. Cependant, c'est Charles Kuen Kao, un physicien d'origine chinoise, qui a joué un rôle majeur dans le développement des fibres optiques. En 2009, il a reçu le prix Nobel de physique pour ses travaux sur les fibres optiques.
En conclusion, les fibres optiques sont des conducteurs de lumière utilisés dans de nombreux domaines. Elles offrent de nombreux avantages tels qu'une largeur de bande passante élevée, un faible affaiblissement linéique et une transmission rapide des informations. Grâce à leurs caractéristiques uniques, les fibres optiques sont devenues indispensables dans les réseaux de communication modernes.