FIBRE OPTIQUE

1.1 La fibre optique : définitions, caractéristiques et mode *

1.2 Les câbles à fibres optiques, les capteurs optiques *

1.3 Les technologies associées : multiplexage, modulation et codage *

1.4 Le transmetteur 100 Base-FX et 1000Base SX *

1.5 Les protocoles transmis et interfaces *

1.6 Le RS 485 *

1.7 CONCLUSION : Partie 1 *

2 Etude des solutions : Produits, fournisseurs *

2.1 Etude de la fibre 62.5/125 *

2.2 Etude de transceiver/transmetteurs *

2.3 Etudes d’autres interfaces *

2.4 Interprétation et propositions *

2.5 CONCLUSION : Partie 2 *

3 Conclusion générale *

4 Sources : *

5 *ANNEXES *

Ce compte rendu a pour but de comprendre le fonctionnement et la transmission de données par fibre optique. De plus un système composé de fibres optiques utilise nécessairement des émetteurs et récepteurs spécifiques. Il est donc important de comprendre leurs fonctionnements pour choisir les mieux adaptés.

On travaillera aussi sur les protocoles et les technologies environnantes.

Les choix et propositions émis sont directement liés au cahier des charges suivant :

Quelques données ne correspondront pas nécessairement au cahier des charges mais elles permettront néanmoins une meilleure analyse des produits existants.

Cahier des charges :

Certains points importants seront argumentés et commentés en rouge. Ils pourraient répondre au cahier des charges.

NB : On estime qu'une fibre optique fabriquée actuellement a une espérance de vie de 20 ans.

La fibre optique est un guide d'onde qui exploite les propriétés réfractrices de la lumière. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de réfraction légèrement plus élevé (différence de quelques millièmes) que la gaine et peut donc confiner la lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne).

L’ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection.

Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes.

Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag. La propagation de la lumière dans la fibre peut se faire avec très peu de pertes même lorsque la fibre est courbée. Une fibre optique est souvent décrite selon deux paramètres :

Il existe plusieurs types de fibre optique. Par exemple dans la fibre à saut d'indice, l'indice de réfraction change brutalement entre le cœur et la gaine.

Dans la fibre à gradient d'indice, ce changement d'indice est beaucoup plus progressif.

Dans les fibres à cristaux photoniques, l'écart d'indice entre les différents matériaux (en général la silice et l'air) est beaucoup plus important. Dans ces conditions, les propriétés physiques du guidage diffèrent sensiblement des fibres à saut d'indice et à gradient d'indice.

La fabrication d'une fibre optique passe par la réalisation d'une préforme cylindrique en barreau de silice. La silice est un composé oxygéné du silicium, de formule SiO2, présent dans un grand nombre de minéraux, tels que le quartz, la calcédoine et l'opale.

L’extrémité de la préforme est portée à la température de fusion dans un four à induction. Un filet de verre fondu s’échappera du cône de fusion et sera tiré à l’aide d’un cabestan pour être enroulé sur un bobinoir.

Cette fibre étirée est composée par son centre, qui constitue le coeur de la fibre, et qui nécessite une silice très pure avec un minimum d'ions hydroxyles OH- .

Le coeur est entouré d'une silice de moindre qualité qui forme la gaine optique. On réalise un écart d'indice entre le coeur et la gaine en incorporant des dopants, tels que :

- le germanium et le phosphore qui accroissent l'indice dans le coeur,

- le bore et le fluor qui le font décroître dans la gaine.

Lorsque la gaine a atteint l'épaisseur voulue, il reste à fabriquer le cœur de la fibre dans l'espace restant. Le cœur est aussi constitué de silice. Cependant, pour qu'il ait un indice de réfraction plus élevé que celui de la gaine, il faut y ajouter une substance, appelée un dopant.

Pour augmenter l'indice de la silice, on ajoute habituellement une faible concentration de chlorure de germanium (GeCl4) aux gaz précurseurs. L'oxydation de ce gaz produit de l'oxyde de germanium selon la réaction suivante :

L'oxyde de germanium pur a un indice de réfraction de 1,60. Lorsque qu'une concentration C de GeO2 est ajoutée à la silice, le verre obtenu a un indice de réfraction de :

Ainsi, pour obtenir un verre dont l'indice de réfraction est de 1,46, il suffit d'une concentration de 6,3 % de GeO2.

D'autres dopants peuvent être ajoutés à la silice : comme dit précédemment, tel du fluor, qui diminue l'indice de réfraction, ou de l'oxyde de potassium (P2O5), qui l'augmente légèrement. Ce dernier est aussi utilisé comme agent ramollissant pour réduire la viscosité de la silice. Ainsi, la distribution des dopants est plus uniforme et la température de dépôt peut être diminuée à environ 200°C, ce qui réduit les chances que la préforme soit déformée par la chaleur. La fabrication du cœur de la préforme peut nécessiter le dépôt de 70 couches successives.

Les principaux paramètres qui caractérisent les fibres optiques utilisées pour les transmissions de données sont les suivants :

L'atténuation caractérise l'affaiblissement du signal au cours de la propagation.

On peut calculer la puissance optique P disponible après un parcours de X km dans une fibre pour une puissance injecté P₀

P= P₀ e^-ax avec a : coefficient de d’absorption linéique en dB/km

De façon courante, on utilise des amplificateurs optiques plutôt que des répéteurs, car ils sont plus simple à mettre en œuvre et fonctionnent de façon plus sûre.

Il est à noter que le signal subira des pertes supplémentaires à chaque connexion entre fibres, que ce soit par des traverses ou bien par soudure, cette dernière technique réduisant très fortement ces pertes.

L’atténuation de la fibre optique dépend de la longueur d’onde utilisée et de la fibre choisie.

Pour la fibre multimode : les valeurs moyennes utilisées pour évaluer les bilans de ligne sont

• 850 nm atténuation linéique 3,5 dB/Km pour la 50/125µm

• 850 nm atténuation linéique 4 dB/Km pour la 62,5/125 µm

• 1300 nm atténuation linéique 1 dB/Km pour la 50/125µm

• 1300 nm atténuation linéique 1,5 dB/Km pour la 62,5/125 µm

La dispersion chromatique est exprimée en ps/(nm•km) et caractérise l'étalement du signal lié à sa largeur spectrale (deux longueurs d'ondes différentes ne se propagent pas exactement à la même vitesse). Cette dispersion dépend de la longueur d'onde considérée et résulte de la somme de deux effets : la dispersion propre au matériau, et la dispersion du guide, liée à la forme du profil d'indice. Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil.

La dispersion modale de polarisation (PMD) est exprimée en ps/km½ et caractérise l'étalement du signal lié au fait que la fibre n'est pas parfaitement circulaire.

La longueur d'onde de coupure est la longueur d'onde λc en dessous de laquelle la fibre n'est plus monomode. Ce paramètre est relié à la fréquence normalisée, noté V, qui dépend de la longueur d'onde λ , du rayon de coeur a de la fibre et des indices du coeur nc et de la gaine ng.

La fréquence normalisée est exprimée par :

(En anglais : bandwidth)

La bande passante d’une fibre optique exprime sa capacité à transmettre des informations.

Elle s’exprime en Hz/ km et correspond à un domaine [0,Fmax] où Fmax est la puissance transmise qui vaut la moitié de la puissance injectée. Elle est relative à une longueur d’onde.

Les fibres optiques sont divisées en deux groupes : les fibres monomodes et les fibres multimodes. (Respectivement SMF : single mode fiber et MMF : multi mode fiber)

Les modes dépendent du diamètre de la fibre et de la longueur d'onde utilisée.

Les modes sont de façon simplifiée, le nombre de chemins en optique.

Les fibres multi modes, ont été les premières sur le marché. Elles ont pour caractéristique de transporter plusieurs modes simultanément. Du fait de la dispersion modale, on constate un étalement temporel du signal. En conséquence, elles sont utilisées uniquement pour des bas débits et de courtes distances. La dispersion modale peut cependant être minimisée (à une longueur d'onde donnée) en réalisant un gradient d'indice dans le cœur de la fibre. Elles sont caractérisées par un diamètre de coeur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de micromètres.

La fibre multimode est surtout utilisée dans les réseaux locaux. Son diamètre est relativement important (50 à 85 microns). On utilise une LED pour générer le signal.

L'implantation de ce type de transmission ne pose désormais que peu de problèmes et ne requiert pas de matériel onéreux ou complexe à mettre en oeuvre.

On distingue les fibres à faible indice ou saut d'indice (débit limité à 50 Mb/s) et les fibres à gradient d'indice (débit limité à 1 Gb/s).

- Deux fibres multimodes : saut d’indice et gradient d’indice

Les fibres à saut d'indice présentent un coeur transparent d'indice constant, et une gaine sombre, il y a alors réflexion du rayon lumineux à la frontière entre les deux matériaux.

Cependant, le chemin optique varie, ce qui est gênant puisqu'un même signal se retrouve étendu à la sortie.

Ici l'indice varie peu à peu du centre à la gaine, la forme de la trajectoire est plus sinusoïdale car le rayon est dévié au fur et à mesure qu'il s'éloigne du centre.

La variation de chemin optique est ici plus faible car le coeur a un diamètre moindre.
L'étalement du signal est moins important grâce à la variation de l'indice.

Pour de plus longues distances et/ou de plus hauts débits, on préfère utiliser des fibres monomodes, qui sont technologiquement plus avancées car plus fines. Une fibre monomode n'a pas de dispersion modale.

Dans une fibre monomode, la lumière est prisonnière d'un trajet direct et unique. Elle conserve donc vitesse et cohérence.

La fibre monomode est donc une fibre plus performante que la fibre multimode, mais elle nécessite l'utilisation de sources lumineuses très puissantes.

La fibre monomode, est utilisée dans les réseaux métropolitains ou les communications longue distance des opérateurs. Son cœur est extrêmement fin (quelques microns). La transmission des données y est assurée par des lasers émettant des longueurs d’onde de 1300 à 1550 nanomètres et par des amplificateurs optiques situés à intervalles réguliers.

Rapport entre atténuation et fréquence

L'atténuation est constante quelle que soit la fréquence Seule la dispersion lumineuse limite la largeur de la bande passante.

Les fibres optiques sont placées évidemment dans des câbles qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobées dans des tubes ou des rubans), la protection mécanique et chimique. La taille et le poids réduit des câbles à fibres optiques permettent des poses d'un seul tenant pouvant dépasser 4800 m contre seulement 300 m avec un câble coaxial en cuivre. Il est important pour votre solution de s’intéresser aux câbles conçus pour l’industrie pétrochimique.

Les principales structures de câble à fibres optiques sont :

- le câble à structure libre tubée (n fibres dans m tubes de protections libres en hélice autour d'un porteur central). La capacité type est de 2 à 432 fibres,

- le câble à tube central (n fibres libres dans 1 tube central, la rigidité étant assurée par des mini-porteurs placés dans la gaine),

- le câble ruban à tube central (n fibres les unes à côté des autres dans m rubans dans 1 tube central). La capacité type est de 12 fibres par 18 rubans, soit 216 fibres. L'avantage de ce type de câble est de pouvoir souder simultanément la totalité des fibres d'un même ruban.

- le câble ruban à tubes libres (n fibres les unes à côté des autres dans m rubans dans p tubes libres en hélice autour d'un porteur central).

- le câble à jonc rainuré (n fibres dans m rubans dans p joncs). La capacité type est de (8 à 12)*10*5 = 400 à 600 fibres.

- le câble ruban à jonc rainuré,

La réalisation des câbles doit tenir compte des contraintes physiques et chimiques ainsi que des conditions de sécurité de l'environnement où ils sont déployés. Ainsi, on trouve une grande variété de câbles spécifiques :

- des câbles ignifuges, sans halogène (cas des câbles RATP et ceux de Telcité),

- des câbles sans métal résistant aux rongeurs,

- des câbles résistant aux termites,

- des câbles sous-marins transocéaniques, (France Télécom a mis en service commercial, en août 1999, le câble optique "SEA-ME-WE 3" de 40 000 Km, le plus long au monde),

- des câbles pour les égouts,

- des câbles pour applications aériennes sur lignes haute tension,

Le transceiver optique a pour fonction de convertir des impulsions électriques en signaux optiques véhiculés au coeur de la fibre. A l'intérieur des deux transceivers partenaires, les signaux électriques seront traduits en impulsions optiques par une LED et lus par un phototransistor ou une photodiode.

On utilise une fibre pour chaque direction de la transmission.

Les émetteurs utilisés sont de trois types:

- Les LED Light Emitting Diode qui fonctionnent dans le rouge visible (850nM et 1300nM). C'est ce qui est utilisé pour le standard Ethernet.

- Les diodes à infrarouge qui émettent dans l'invisible à 1300nM

- Les lasers, utilisés pour la fibre monomode, dont la longueur d'onde est 1300 ou 1550nM

L'architecture d'un capteur à fibres optiques comporte les sous-ensembles suivants : un émetteur de lumière cohérente ou non (DEL, diodes laser), un guide d'onde optique (fibre monomode ou multimode, guide d'onde intégré), l'élément sensible à la mesure, le transducteur ainsi qu'un récepteur, un démodulateur et des circuits d'alimentation énergétique.

- Capteurs à modulation d'intensité

La grandeur à mesurer module directement l'intensité de la lumière traversant la fibre optique. Cette modulation est la plus simple à réaliser, et est souvent réservée aux mesures "tout ou rien". La lumière ainsi modulée est mesurée par un photo détecteur linéaire. Une méthode consiste à mesurer la quantité de lumière qui sort d'une fibre et rentre dans une autre.

Dans certains systèmes, fibre émettrice et fibre réceptrice sont confondues. La mesure peut être faite par transmission, réflexion ou diffusion par le capteur mobile. On peut ainsi détecter position (avec une précision du nanomètre), déplacement, vitesse, pression, ... Dans d'autres cas, la source est à un bout de la fibre, le récepteur à l'autre et le transducteur au milieu.

Dans ce cas le phénomène physique permettant la mesure peut être d'origine mécanique (pertes par microcourbures), électro-optique, piezo-optique ou bien exploiter la magnéto-absorption.

Les avantages de tels systèmes la simplicité, le prix de revient faible et la résistance à des environnements sévères.

- Capteurs à modulation de phase

La modulation de phase due à différentes causes (élévation de température, pression, effet électro-optique,...) est mesurée indirectement. En effet, les fréquences optiques ne permettent pas de mesurer directement la phase d'une onde. Néanmoins par interférométrie, il est possible d'avoir accès à la phase et cela d'une manière très précise. Plusieurs interféromètres peuvent être utilisés : Mach-Zender, Michelson, Fabry-Perot ou Sagnac. Ces procédés sont utilisés dans des gyroscopes, des jauges optiques pour mesurer les contraintes sur des ailes d'avions (impacts), la métrologie d'objets microscopiques (industries électronique et nanotechnologie), sismologies, études acoustiques, analyse de croissance de dépôts, hydrophone, magnétomètre, ampèremètre, etc.

Ce type de capteurs nécessite souvent des procédés sophistiqués et donc est relativement cher. Ils sont réservés aux besoins nécessitant une précision élevée.

- Capteurs à modulation de polarisation

La modulation de polarisation apparaît lors de la propagation d'une onde dans un milieu biréfringent. La biréfringence dans une fibre optique peut être attribuée à plusieurs causes : ellipticité de coeur, contrainte latérale interne, effort latéral externe, torsion, courbure, température, champ magnétique. Les effets physiques mis en oeuvre peuvent aussi être électro-optique (effet Pockels), magnéto-optique (effet Kerr). Les effets couplés (Pockels et thermique) ont par exemple permis de mesurer avec une précision du dixième de degré Celsius la température dans des réservoirs géothermiques situés à 2 km de profondeur

Ces dispositifs sont simples à mettre en oeuvre.

- Capteurs à modulation de longueur d'onde

Ces capteurs exploitent les propriétés à des différentes composantes spectrales de la lumière corrélativement avec la valeur du paramètre mesuré. Pour l'analyse des différentes longueurs d'ondes, on fait appel au spectrophotomètre à système dispersif ou à des filtres optiques. Avec de tels systèmes, on peut atteindre une bonne précision (+/-l%). On peut mesurer des vibrations par le déplacement de deux filtres colorés qui se déplacent devant des diodes électroluminescentes. On peut aussi utiliser l'absorption optique des semi-conducteurs variable suivant la température ou la fluorescence de certains ions (europium). Les réactions chimiques peuvent aussi être caractérisées grâce à leurs phénomènes colorés variant selon la concentration des substances en jeu.

- Capteurs à modulation de temps

Il s'agit d'un type de capteur actif pour lequel la source de lumière est pulsée. L'impulsion optique traverse la zone sensible et est analysée par comparaison entre l'entrée et la sortie. On peut ainsi mesurer la température par simple mesure du temps passé dans la fibre dont la longueur est thermiquement dépendante. La fluorescence de zinc ou de sulfure de zinc cadmium qui donne lieu à une décroissance temporelle variable avec la température qui peut également être utilisée.

d) Les différents connecteurs

Ils peuvent être utilisés soit avec des fibres multimodes, soit avec des fibres monomodes.

un connecteur ST

un connecteur appelé FDDI ou MIC.

un connecteur SC

Et d’autre encore…

Ils y a trois grandes manières de coupler la fibre optique : le couplage mécanique, ou par une fusionneuse utilisant un arc électrique ou encore par splice mécanique. Le schema ci dessous represente ces trois manières :

Le couplage mécanique

On peut très bien faire un couplage entre deux connecteurs identiques ST/ST mais on peut également entre un connecteur ST et un connecteur SC ou bien encore un connecteur St avec un connecteur FDDI.

a) Le multiplexage WDM et ses dérivés

A l'heure actuelle, le besoin en bande passante est une réalité effective. Mais poser une fibre a un coût non négligeable et on ne peut pas se permettre de poser plusieurs fibres pour augmenter la quantité d'informations transportables. Il est donc nécessaire de faire en sorte d'exploiter au maximum les fibres existantes déjà installées. D'où l'idée du multiplexage : transmettre plusieurs signaux simultanément dans la même fibre.

Le Wavelength Division Multiplexing (WDM) et le DenseWDM (DWDM) sont des technologies permettant de transmettre plusieurs signaux simultanément dans une même fibre optique. On cherche dans tous les cas à optimiser l'utilisation de la fenêtre de transmission de la fibre (environ 100nm). (Il existe aussi le CoarseWDM).

Le WDM sépare chaque canal de 0.8nm et le DenseWDM de 0.2nm.

L'intérêt de la fibre optique est que ces signaux ne peuvent se confondre, à la réception ils seront parfaitement distingués.

On réalise le multiplexage principalement dans des fibres monomodes.

A partir de plusieurs lasers à spectre fin ou d'un seul à spectre large, on réalise un échantillonnage de longueurs d'onde de l'ordre du 1/10ème de nanomètre.

On parvient à l'heure actuelle à réaliser 256 canaux dans une seule fibre.

Un système que l'on appelle OADM (Optical Add Drop Multiplexer), permet d'inclure un canal supplémentaire ou d'en retirer un à un lieu précis de la fibre, ceci se réalise à l'aide de filtres (comme des réseaux de Bragg par exemple (annexe*)).

En réalisant un échantillonnage de plus en plus fin, on pourra obtenir des fibres à très large bande passante, et ajouté au système OADM cela permettra d'obtenir un réseau flexible. Le multiplexage est ainsi une technologie incontournable des télécommunications par fibre optique.

Le multiplexage et sa fonction inverse sont assurés par des Mux/Demux. Les différentes longueurs d'onde sont généralement assemblées et séparées par des procédés optiques, comme les filtres en couches minces (les plus communément répandus).

On peut résumer donc :

WDM (Wavelength Division Multiplexing: plusieurs trains de signaux numériques à la même vitesse de modulation, mais chacun à une longueur d'onde distincte.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) La technologie WDM est dite dense lorsque l'espacement utilisé entre deux longueurs d'onde est égal ou inférieur à 100 GHz. On l'emploi désormais pour les transmissions longue distance. Dans la pratique, celà signifie que l'on fait passer dans une même fibre beaucoup de signaux portés par des fréquences très rapprochées les unes des autres.

U-DWDM (Ultra - Dense Wavelength Division Multiplexing) permet jusqu'à 400 canaux de transmission.

La technologie CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) est une solution WDM économique. Les canaux sont plus écartés (coarse). De fait, selon sa qualité, on ne dispose que de 8 ou 16 canaux par fibre. Le matériel utilisé, d'un coût modéré et d'une utilisation sans contraintes importantes, permet une installation dans les équipements finaux. Elle est compatible avec les fibres multimodes.

Afin de transmettre des informations dans les systèmes numériques optiques, il faut les imprimer sur le signal à envoyer dans la fibre, c'est ce que l'on appelle une modulation. Pour cela, il est nécessaire de réaliser une conversion des données électriques en données optiques. Il existe principalement 2 techniques : la modulation directe et la modulation externe. Le détail de ces 2 configurations est donné dans ce paragraphe.

La modulation d'amplitude

Un des principaux avantages de l'utilisation des lasers à semi-conducteur pour les systèmes de communications par fibres optiques réside dans le fait qu'il est possible de les moduler facilement : la modulation du courant qui les traverse entraîne directement la modulation en intensité de la lumière émise. Cette technique est appelée modulation directe. Ainsi, il suffit d'inscrire les données sur l'alimentation du laser.

Les composants utilisés

Cette solution de modulation directe requiert assez peu de composants. En dehors de la source optique, le laser, seuls un générateur de courant et un driver sont nécessaires. Le premier va émettre à un débit donné une séquence de données, expression de l'information à transmettre. Le rôle du driver est de commander la source optique au niveau des puissances émises (en fixant les valeurs du courant d'alimentation). Pour cela, il modifie, transforme les niveaux du courant issu du générateur.

La modulation directe connaît beaucoup d'avantages, en particulier le faible coût de mise en oeuvre. Mais elle comporte aussi des limites. Les lasers en sont souvent la cause. Leur temps de réaction, les oscillations, le bruit créé font que la modulation directe engendre pour les hauts et très hauts débits certaines dégradations sur le signal optique modulé. A cela, la modulation externe constitue un remède.

La modulation externe consiste à écrire les données électriques sur un signal optique continu. Elle est obtenue en modulant directement le faisceau lumineux en sortie du laser et non plus le courant d'alimentation à l'entrée du laser. Ainsi les défauts de la modulation directe qui incombent au laser ne seront plus présents sur le signal optique.

La modulation est effectuée sur une onde pure et constante et par un composant indispensable : le modulateur externe. Celui-ci est commandé par une tension externe v(t), modulée et représentative de l'information à transmettre. Cette tension appliquée au modulateur a pour propriété de modifier le facteur de transmission en intensité en sortie. Le signal optique continu émis par le laser alimenté par un courant constant est donc peu dégradé. En traversant le modulateur, il subit les modifications du facteur de transmission et le signal de sortie se trouve modulé selon v(t). Un driver est souvent présent entre les données et le modulateur afin de fixer les niveaux de v(t) et choisir les modifications du facteur de transmission.

L'information transportée est codée en binaire (succession de 0 et de 1) .

Les différents moyens de modulation que l'on connaît s'appliquent aussi en optique:

Lors de la transmission cependant, un bit (0 ou 1) peut se transformer, ce qui peut créer une erreur. On pourrait alors pour éviter cela envoyer plusieurs fois le même signal (2 3 ou plus), mais cela consomme beaucoup de bande passante pour une efficacité limitée. On peut adopter une solution qui s'appelle le code de Hamming : à l'aide d'une matrice de codage précise on transmet un signal, qui, à sa réception, est décodé par une matrice de décodage associée à celle de codage et assure de retrouver le signal d'origine même si une erreur a surgi. La transmission codée demande plus de bande passante que le signal simple, mais est très efficace : on minimise le taux d'erreur en n'augmentant que légèrement la quantité d'informations à transmettre.

Exemple de liaison entre un terminal et un segment 100BaseFX

La longueur des brins entre deux équipements est au maximum de 412mètres, cette limitation étant imposée par le temps que le signal passe dans les équipements du réseau.

Le 100Base-FX présente de meilleures performances mais son coût freine son développement.

Pour ce qui concerne la1000Base-SX: Elle est basée sur une fibre optique multimode utilisant un signal de faible longueur d'onde (S signifie short) de 850 nanomètres (770 à 860 nm).

Elle fait partie de la famille des1000BASE-T se qui signifie que le débit approche le Gbit/sec.

(Voir plus loin dans protocole transmis)

Les protocoles transmis sur une fibre optique sont notamment :

a) MTA/ATM

b) SONET/SDH

d) FICON,

e) ESCON,

f) Fibre Channel.

g) FDDI

a) La commutation MTA ou ATM (respectivement Mode de Tranfert Asynchrone et Asynchronus Transfer Mode)

Les technologies actuelles de réseaux ne performent généralement pas très bien sous des conditions de trafic élevé ou avec une large variété de types de données (audio, images, vidéo,). La technologie MTA surmonte ces limitations en fournissant une approche orientée vers les connexions et en supportant une variété de types de données.

L'une des caractéristiques importantes du mode de commutation MTA est qu'il permet de maintenir à la fois le transfert en temps réel caractérisé par la commutation de circuits et le transfert à vitesse variable de la commutation par paquets. Ainsi, le MTA peut être considéré comme une méthode de transmission intégrant la commutation de circuits et la commutation par paquets.

Le "commutateur MTA" permet une optimisation de la transmission en adaptant celle-ci au type de données qu'il reçoit. Que les données nécessitent une transmission en temps réel ou non ou une vitesse variable ou non, le système de transmission utilisant la technologie MTA peut suffire à la demande.

La commutation MTA peut supporter trois types de trafic :

- CBR (constant bit rate) qui inclut la voix et la vidéo. Pour ce type de trafic, le commutateur

MTA ouvre un circuit et garantit un niveau fixe de débit.

- VBR (variable bit rate) qui inclut la vidéoconférence. Pour ce type de trafic, le commutateur

MTA ouvre un circuit et permet une variation du débit tout en garantissant un certain niveau minimal de débit.

- ABR (available bit rate) qui inclut les réseaux informatiques. Pour ce type de trafic, le commutateur MTA utilise une commutation par paquets et ne garantit aucun débit.

De plus, notons que le MTA peut être utilisé à la fois sur un réseau local (LAN) et sur un réseau à longue distance (WAN)

Le MTA supporte100 Mb Ps (avec technologie FDDI sur fibre optique) et 155 Mb Ps (avec technologies SONET STS-3c sur fibre optique ou "Fiber Channel" aussi sur fibre optique). MTA pourrait, dans un futur plus ou moins rapproché, atteindre les limites actuelles de SONET qui sont de 9,6 Gb Ps.

b) SONET (Synchronous Optical Network)

SONET est une technologie de transmission à longue distance nord-américaine (l'équivalent en Europe est SDH - Synchronous Digital Hierarchy) basée sur la fibre optique. SONET est certainement la technologie à base de fibre optique qui est la plus éprouvée et la plus standardisée. La hiérarchie de SONET est une technologie basée sur le multiplexage ,cette technologie SONET, combinée avec le mode de commutation MTA, permet d'obtenir pour le moment une bande passante de 155 Mb Ps. Il va sans dire que SONET n'est pas à la portée de toutes les bourses et que la majorité des infrastructures utilisant cette technologie sont la propriété de compagnies de télécommunication et d'importantes organisations gouvernementales et paragouvernementales.

c) Ethernet et Fast Ethernet

Ethernet est un protocole de réseau informatique à commutation de paquets.

On distingue différentes variantes de technologies Ethernet suivant le type et le diamètre des câbles utilisés :

10Base2 : Le câble utilisé est un câble coaxial fin de faible diamètre, appelé thin Ethernet,

10Base5: Le câble utilisé est un câble coaxial de gros diamètre, appelé thick Ethernet,

10Base-T: Le câble utilisé est une paire torsadée (le T signifie twisted pair), le débit atteint est d'environ 10 Mbps,

100Base-TX: Comme 10Base-T mais avec un débit 10 fois plus important (100Mbps),

1000Base-T: Utilise une double paire torsadée de catégorie 5e et permet un débit d'un Gigabit par seconde.

d) FICON (fiber channel connection)

Protocole de transmission à haute vitesse pour les connexions par fibre optique entre un mainframe IBM et les équipements de stockage. Analogue à Fibre Channel, il permet une transmission sur des distances allant jusqu’à 100 km.

e) ESCON (ENterprise System CONnection)

Protocole de transmission à haute vitesse pour les connexions par fibre optique entre un mainframe IBM et les équipements de stockage. Déjà ancien, il permet une transmission jusqu'à 10 km.

f) Fiber Channel

Fibre Channel est un des nombreux successeurs annoncés du bus SCSI. Cette norme a d'ailleurs été définie dans le cadre des travaux très larges du comité SCSI-3.

Il s'agit d'un ensemble de protocoles et d'options, dont une première mise en oeuvre partielle, nommée FC-AL (fibre channel-arbitrated loop), est utilisée actuellement. FC-AL permet de regrouper de nombreux supports de stockage et même des serveurs au sein d'un réseau de stockage qui peut s'apparenter à un SAN. De plus, il dispose de fonctions de redondance et de tolérance aux incidents qui apportent une grande fiabilité.

Le débit total autorisé est actuellement de 4 milliards de bits par seconde (4 Gbit/s). De plus, lorsque les connexions sont réalisées à l'aide de fibre optique, la distance séparant deux noeuds peut aller jusqu'à 10 km ! Une mise en oeuvre sur fil de cuivre de FC-AL a également été prévue, pour les cas où les distances entre noeuds restent limitées. Elle présente les mêmes avantages de débit et de fiabilité, et permet des liaisons allant jusqu'à 30 mètres, ce qui est supérieur aux 12 ou aux 26 mètres maximum des liaisons SCSI-3.

Fibre Channel est pour l'instant une solution haut de gamme plus coûteuse que les autres solutions actuelles de raccordement de périphériques de stockage. Elle n'est pas destinée à l'utilisation individuelle mais plutôt à la création de groupes de serveurs ou d'unités de stockage. Désignations équivalentes : Fibre Channel - FC-AL

g) FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

FDDI est une technologie de réseau local (LAN) basée sur la fibre optique qui permet le transport de trafic isochrone (voix vidéo) et de données. Un réseau FDDI est un LAN de type "Token Ring" comportant deux anneaux pouvant s'étendre jusqu'à 200 Km (on a plus les réseaux locaux qu'on avait). Le mode de transport FDDI est souvent jumelé au mode de commutation MTA et permet le transport de tout type de données à des vitesses pouvant atteindre 100 Mb Ps. Certains fournisseurs de services Internet organisationnels (qui fournissent des services à d'autres fournisseurs) possèdent ce type d'infrastructures.

La norme RS485 définie par l’EIA, (Electronic Industries Association), a été publiée en Avril 1983.
Ce standard précise les caractéristiques électriques des émetteurs et des récepteurs pour une utilisation dans le système multi-points en mode symétrique.

L’ensemble des produits suivant permet de répondre à la plupart des problèmes liés à l’utilisation d’équipements avec interface RS485 et en particulier aux contraintes de raccordement imposées par le principe de bus.

La fibre optique est compatible avec Le RS 485.

RS485 : Topologies bus et étoiles :

Cette orientation bus implique que les circuits "transceivers" soient connectés directement sur le bus, sans possibilité de raccordement distant.
L'expérience confirme la nécessité d'un câblage optimum, en évitant de créer des dérivations par rapport au bus.

Cette contrainte pose bien entendu des problèmes dans le cas de sites importants où la répartition des "stations RS485" est disparate.

Les solutions sont en général valables aussi bien pour les raccordements "cuivre" (paires torsadées) que pour les raccordements "fibre optique.

Le multiplicateur d'interfaces 2 ou 4 voies secondaires est disponible avec interface fibre optique multimode ou monomode.

Chaque voie principale ou secondaire peut supporter à son extrémité un pseudo-modem avec interface RS485 2/4 fils. L'ensemble se comporte comme un bus unique et permet de répondre à toutes les applications où la répartition géographique des équipements est incompatible avec les contraintes imposées par le mode de raccordement en bus.

Création d'un réseau RS485 mixte bus et étoile :

Le diffuseur MxFOD485 permet de réaliser une liaison en Y à partir d'une seule E/S RS485. Chaque liaison secondaire fibre optique est capable de supporter soit un module de communication fibre optique point à point (MxFO485) soit un module de communication multipoint (MxFM485) aussi bien en version fibre multimode que monomode.

La liaison RS485 (2/4 fils) répond aux mêmes caractéristiques électriques que l’interface RS422:

- Nombre de stations : 32
- Longueur du bus : 1000 m à 19.200 Bps.

Le principe même d'un bus interdit toute dérivation importante et oblige le bus à être connecté aux différentes stations les unes à la suite des autres, ce qui peut conduire à des distances importantes.

Distance supérieure à 1000 mètres :

Dans le cas où la liaison "bus" vers chaque station est supérieure à 1000 mètres, plusieurs solutions peuvent être envisagées pour étendre ou déporter le bus RS485 :
- Utilisation d'un extenseur de liaison RS485
- Utilisation de modem RS485 point à point ou multipoint.

Cet équipement comporte deux E/S de type RS485. Il réalise la fonction de répéteur régénérateur.

Cet équipement se raccorde sur un bus RS485 et permet de disposer d’une nouvelle E/S RS485 avec les mêmes caractéristiques de base.

L’extenseur RS485 est totalement transparent aux données jusqu'à 115,2 Kbps.
Plusieurs modèles sont disponibles :

Utilisés par paire, les pseudo-modems permettent le raccordement distant d’équipements RS485.

Dans ce cas l’utilisation de modems RS485 permet d’accroître la longueur du bus RS485 de façon importante, avec répartition des stations RS485 en amont et en aval des 2 pseudo-modems.

Chaque pseudo-modem MCDA peut être équipé d’une interface différente côté utilisateur :

L’utilisation de modem courte distance multipoint (MCDAM) répond à des configurations où les distances entre stations sont très importantes (supérieure à 1000 mètres).

Chaque MCDAM joue le rôle d’un répéteur et permet de disposer d’une distance maximale de raccordement, avec la station en aval, identique à celle d’une liaison point à point.
Chaque modem courte distance est disponible avec une E/S V24, BdC, V11 ou RS485, ce qui permet en plus de raccorder des équipements avec interfaces d'E/S différentes.

Les liaisons RS485

Les liaisons RS485 supportent le milieu industriel dans la plupart des applications. Néanmoins, certains sites peuvent présenter des environnements très perturbés, avec des perturbations électriques et électromagnétiques très importantes.

Un autre aspect, à la base de désagréments importants, concerne l’environnement climatique de l’installation, qui peut être propice à de fréquents orages.

Dans ce cas l’utilisation de liaison extérieure, voire aérienne, implique des solutions radicales et la fibre optique est la seule solution fiable à 100 %.

Certains modèles permettent la mixage d'E/S avec différents types d'interface V24, BdC, V11 et /ou RS485.

L'adoption des réseaux locaux Ethernet dans le monde industriel conduit à vouloir utiliser les systèmes de câblage, à base de câbles cuivres et/ou fibres optiques, comme support de communication universel, pour l'ensemble des besoins informatiques, d'automatismes, de télécontrôle, téléacquisition, télésurveillance, etc …

Différentes solutions existent désormais pour gérer des équipements "asynchrones" tels que automates, API (application programming interface, capteurs… via un réseau local Ethernet multi-utilisateurs.

- Mode d'accès "Asynchrone" :

Dans ce mode, le superviseur fonctionne exactement de la même façon que dans la configuration standard. L'utilisateur n'apporte aucune modification à son application. La mise en place d'adaptateurs ou convertisseurs asynchrone/Ethernet permet la transparence totale via le réseau Ethernet :

- Mode d'accès "Ethernet TCP/IP" :

Le superviseur possède sa propre carte réseau Ethernet (NIC) et les applications utilisent le protocole TCP/IP. Le raccordement au serveur s'effectue directement sur le réseau et chaque API ou groupe d'API est connecté au réseau Ethernet via un serveur de périphérique TCP/IP.

Chaque serveur de périphériques dialogue avec l'application "client" du superviseur et transmet de façon transparente les données "asynchrones" destinées aux API connectées. Plusieurs "méthodes" de compatibilité TCP/IP peuvent être utilisées pour le logiciel applicatif

du superviseur.

Les serveurs de périphériques supportent des E/S avec interface V24, V11 ou RS485 avec/sans isolation optique.

Les serveurs de périphériques sont capables de supporter des fonctions spécifiques supplémentaires selon les besoins de l'application.

On espère que cette partie apportera suffisamment de connaissance au lecteur sur la fibre optique. Toute la recherche provient de sources citées en paragraphe 3. Pour conclure donc, on a pu remarquer que :

La deuxième partie est donc plus centrée sur cet aspect et tachera de répondre au problème par des produits et des études plus concrètes. On développera des connaissances autour de la fibre multimode (62.5/125 et 50/125) puis sur des transceivers et sur des interfaces...

On cherche à établir une transmission de données utilisant comme canal la fibre optique. Les recherches documentaires précédentes ont permis de cerner et de comprendre beaucoup de technologies utilisant ces « nouveaux » procédés de communication.

Le système que l’on doit étudier possède comme ordre de grandeur le mètre. Cette contrainte est importante car il semble que la fibre optique s’est majoritairement développée dans les TIC et surtout sur de grandes distances.

On rappelle aussi que le débit minimum est de 20 Méga octets par seconde soit 160Mb/sec et que la fréquence d’utilisation approche les 80MHz.

On recherche aussi un système capable de transmettre 8bits de données en mode bidirectionnel.

Nos recherches ont abouti à la conclusion suivante :

Utiliser des fibres optiques de type fibres multimodes (MMF) qualifiées à gradient d’indice.

Ce canal de transmission permet en effet un débit limité à 1Gbit/sec.

En annexe* on trouvera un listing plus conséquent.

Fiche produit type réseau direct fournit par open seven

Fiche type sedi-fibre :

FIBRES GRADIENT D'INDICE POUR ENVIRONNEMENTS SEVERES

- Fibres à gradient d’indice

- Revêtement Hte T° (polyimide)

- Revêtement hermétique

- (Carbone + polyimide)

DESCRIPTIF

Les fibres optiques à gradient d’indice devraient être des supports idéaux pour les liaisons embarquées. Mais les contraintes spécifiques de ces milieux en limitent leurs utilisations, et ce particulièrement à cause de leur revêtement standard d'acrylate.

Les fibres GI pour environnements sévères ont les mêmes caractéristiques optiques que les fibres standard, mais leur revêtement est spécifique.

Ces revêtements, hermétiques ou de polyimide, améliorent considérablement les caractéristiques mécaniques de ces fibres.

APPLICATIONS

Toutes utilisations en environnements difficiles tels que haute température, radiations, haute pression, agressions chimiques, etc.

___________________________________________________________________________

Transmetteur optique = Optical Transceiver

Il assure la continuité physique entre le câble optique et le câble de descentes multi paires en cuivre par conversion du signal optique en signal électrique et vice versa.

Il peut aussi détecter si il y a collision ou erreur dans le signal.

Similairement au tableau des fibres, voici une liste non exhaustive complétée en annexe*.

On trouvera plus de fournisseurs et de détails dans l’annexe*

- Pas de fréquence d’émission précisé dans les produits trouvés… Recherches à approfondir (cependant si l’on utilise une fibre multimode la bande passante peut aller jusqu’à 500MHz et avec un tel débit, la fréquence dépendra directement du nombre de bit et de la mise en parallèle)

- La plupart du temps, ils sont utilisés dans les télécoms.

- Important de savoir quelle connectique est adaptée, compatible

- Ils fonctionnent avec des commutateurs en sortie, voir plus loin

- fonctionnent avec des alimentations

Les semi-conducteurs employés, pour réaliser les diodes électroluminescentes (D.E.L ou LED en anglais), de type voyants ou émetteurs infrarouge, utilisent des composés intermétalliques (arséniure de gallium GaAs, phospho-arséniure de gallium GaAsP, phosphure de gallium GaP, ...), plutôt que le silicium Si ou le germanium Ge.

L'intérêt des diodes électroluminescentes (émetteurs et voyants récepteurs) réside principalement dans les caractéristiques suivantes: localisation de la source, luminescence élevée, tension d'alimentation faible, rapidité de réponse, encombrement réduit, grande fiabilité et forme variée.

- tableau des fournisseurs :

Tous ces noms qui sont barbares pour moi, sont contenus dans un transmetteur optique excepté les commutateurs qui peuvent se trouver après un transmetteur. Il est intéressant donc de comprendre leur fonctionnement si l’on devait fabriquer notre propre transmetteur.

Les commutateurs optiques sont des dispositifs permettant aux signaux des fibres optiques d’être transférés de façon sélective d’un port d’entrée (ou canal) vers le port de sortie désiré.

Les convertisseurs optiques, inclus eux aussi dans les transmetteurs optiques servent à convertir le signal analogique en signal lumineux.

Un quantizer IC est utilisé dans la partie réceptrice

Un driver est utilisé dans la partie émettrice.

Juste après la photodiode il est essentiel de trouver un amplificateur.

Cette partie est pour moi trop complexe pour pouvoir proposer une réelle solution de fabrication.

Les recherches présentées tout au long du rapport permettent de proposer une première interprétation pour résoudre notre problème.

Nous pourrions nous pencher sur le principe d’utiliser un (ou deux voir autant que l’on veut) RS485 connecté(s) au circuit précédent (entre eux) pour proposer une transmission de données à deux (ou plusieurs) voies (cela permet de contrer la série). Soit nous utiliserons un transmetteur bidirectionnel (coté émetteur) qui permet une fois relier à un transmetteur (coté récepteur) la transmission de données. Le média utilisé est évidemment un fibre optique multimode de type 62.5/125 qui permet d’après mes recherches un débit maximum de 1Gbit/sec, et une bande passante max de 500MHz/km…

Il existe aussi la possibilité d’étudier comment fonctionne un transceiver et d’en fabriquer un.

L’avantage d’une telle solution permettrait peut être de réduire le coût d’un transceiver et pourrait répondre de façon plus précise au besoin.

Schéma solution

Mon interprétation bute sur le problème de hautes fréquences. Il faudra porter notre attention sur la compatibilité des composants selon les technologies et protocoles en hautes fréquences.

Les systèmes RS 485 permettent d’augmenter le débit de façon importante. En effet c’est une mise en parallèle de transceivers qui est possible.

Cette deuxième partie voit naître donc deux solutions optiques : l’une à base de composants déjà existants à assembler et l’autre une solution de conception d’un transceiver. Ces deux solutions sont sans doute pas unique pour la transmission de données. Les technologies cuivres et coaxiaux sont elles aussi très performantes.

J’espère aussi que cette partie complètera bien la première partie, par les études et les compléments théoriques. Ce point à traiter fut difficile pour moi car je ne connais pas du tout le marché de l’électronique et de l’optoélectronique.

La liste des fournisseurs et fabricants n’est malheureusement pas exhaustive. A chaque visite de site on peut trouver de nouvelles entreprises.

Il faut savoir aussi que les problèmes de connexion entre circuits et/ou entre fibre et certains circuits ne sont pas résolus de façon satisfaisante.

La concentration d'énergie s'accompagne de risque de destruction.

Vous trouverez bien évidemment mes sources et annexes plus loin dans le rapport.

J’ai voulu à travers ce rapport vous proposer mon raisonnement autour de la fibre optique, de la transmission de données et de la recherche de solutions.

Enfin cette mission d’entreprise peut maintenant se terminer sur ces mots :

J’espère que mes recherches contribueront un peu, de près ou de loin à vous aider pour le racleur !

Mes recherches ont été un peu floues au début et j’espère qu’au final, ce rapport ressemble à une étude !

Enfin on peut aisément se rendre compte que l’optoélectronique est un secteur d’activité en plein essor.

Pour conclure cette conclusion, je tiens à remercier toutes les personnes qui m’ont aidé au cours de mes recherches.

Cours de IT II optoelectronique

Wikipedia

Pour corriger la dispersion chromatique, on fait appel à un réseau de Bragg à pas variable.

Un réseau de Bragg à pas constant se comporte comme un filtre pour une longueur d'onde donnée. Avec un réseau à pas variable, on travaille sur toute une bande spectrale, on ralentit les longueurs d'onde les plus rapides. En optimisant la variation continue du pas du réseau, le signal issu de ce réseau retrouve sa forme d'origine.

Un réseau de Bragg est inscrit dans la fibre par holographie ou bien par chauffage, tension ou pression, sur un segment de quelques centimètres.
D'après Optics Letter, la méthode par compression (avec une compression de 2.7 % est plus efficace que la tension, mais il y a une force limite à ne pas dépasser pour ne pas rompre la fibre : environ 22 Newton. Par contrôle actif, on obtient un réseau à variations continues et un gain identique pour toutes les longueurs d'onde.

La dispersion de polarisation

Dans l'absolu, on ne réalise pas de fibre parfaite ; le problème auquel nous nous intéressons ici est la polarisation de la lumière dans la fibre.

Les imperfections de fabrication produisent un coeur de forme plutôt elliptique. De plus, à l'utilisation, les courbures déforment aussi la fibre ; on a alors un milieu anisotrope : au vu du faisceau, il y a des indices différents selon la direction.

Dans la fibre, on constate une biréfringence : un rayon non polarisé incident est décomposé en deux rayons (extraordinaire et ordinaire) polarisés linéairement mais l'un en mode transverse magnétique [TM] et l'autre en mode transverse électrique [TE].

Plusieurs corrections existent :

- Un système électrique peut, de loin en loin sur la fibre, capter le signal et après analyse émettre le signal comme à son origine. On perd ici l'efficacité du traitement tout optique.

- Des fibres à maintien de polarisation comme les fibres à coeur elliptique ou les fibres PANDA ou TIGER.

Avec ces fibres, on peut contrôler la polarisation le long de la fibre.

La perte de polarisation est utile pour l'utilisation des fibres comme capteurs : lorsque la fibre subit des contraintes, le signal est modifié et on peut l'analyser.

La perte de puissance

La matière première de la fibre optique est la silice, mais elle est rarement parfaitement pure et est accompagnée de petites impuretés. On peut caractériser l'atténuation spectrale de la silice :

On voit que plusieurs paramètres contribuent à faire perdre de la puissance au signal optique :

- Tout d'abord ce que l'on appelle la diffusion Rayleigh qui traduit à la fois l'effet des impuretés , des imperfections , des craquelures et des variations d'indice .
- Ensuite les effets de vibration de la liaison hydroxyde (OH oxygène hydrogène), que l'on ne peut pas supprimer, et qui présentent un pic de forte atténuation autour de 1400 nm.
- On a aussi une influence des ultraviolets et des infrarouges (UV et IR).

En superposant ces profils d'atténuation, on remarque trois fenêtres spectrales à l'atténuation assez faible (flèches noires sur la figure) :
- Autour de 900 nm
- Autour de 1300 nm
- Et autour de 1550 nm Ces trois fenêtres sont celles que l'on utilise couramment.

Il existe certaines fibres (chez Lucent Technologies) qui n'ont pas de pic dû à OH vers 1400 nm, elles présentent alors une très large fenêtre exploitable de 1335 à 1625 nm.
Ainsi, en minimisant certains effets d'atténuation, on peut élargir les fenêtres utilisables par le signal.

Cependant, il n'est pas possible de supprimer totalement tous les effets qui atténuent le signal. Ainsi, le signal pour parcourir une longue distance doit être ré-amplifié régulièrement.
Pour cela, on utilise ce que l'on appelle des EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier ou amplificateur à fibre dopée à l'erbium). Le dopage est une technique qui consiste à inclure un élément chimique dans la composition de la fibre. On choisit un élément qui possède des propriétés intéressantes au niveau de sa structure électronique. On privilégie ce que l'on appelle les terres rares (de la famille de lanthanides comme le Praseodymium, le Terbium, l'Ytterbium ou encore l'Erbium).

L'Erbium Er Z=68 :

Les ions Erbium sont excités par les longueurs d'onde suivantes :
514, 532, 667, 800, 980, 1480 nm

Si ces longueurs d'onde parcourent la fibre dopée , les ions Erbium se trouvent excités à un niveau d'énergie supérieur , il y a alors une émission stimulée , et de l'énergie photonique est libérée par exemple vers 1520 à 1620 nm si l'on choisit les longueurs d'onde soulignées. Ceci est intéressant, car on se situe précisément dans les longueurs d'onde des télécom.

Ce phénomène est appelé effet RAMAN stimulé.

Un EDFA se présente comme un segment de quelques mètres de fibre dopée à l'erbium.

Pour que le dopage, est un effet, il faut envoyer dans l'EDFA un signal de pompe et un signal d'information :

Dans une fibre multimode, on peut envoyer le signal de pompe dans la gaine.
Une technique courante de dopage est le codopage Erbium-Ytterbium : le faisceau de pompe est absorbé par l'Ytterbium qui est excité à un niveau d'énergie supérieur, l'énergie est alors transférée à l'Erbium :

L'effet RAMAN correspond donc au couplage entre les vibrations du réseau cristallin et les vibrations de la source laser. On choisit un laser précis pour obtenir après décalage RAMAN un signal dans la fenêtre télécom.
Il est de plus important de maximiser le transfert d'énergie entre le signal de pompe et le signal télécom (à l'heure actuelle plus de 50%).
L'avantage avec le dopage est que l'on amplifie l'ensemble des longueurs d’onde vers 1550 nm, et ceci est indépendant de la polarisation.

Cependant le profil du gain n'est pas plat, et de plus la puissance se subdivise pour le nombre de longueurs d'onde.

Un autre souci est qu'il faut minimiser le bruit de ce qui est excité sans qu'on le veuille.

On a vu une situation où signaux de pompe et télécom étaient dans la même direction, mais dans la pratique, la logique veut qu'ils soient dans des directions opposées, ainsi le signal de pompe est le plus fort lorsque le signal télécom est le plus faible et inversement.

Pratiquement tous les appareils actuels de communications ont recours au GBIC (Gigabit Interface Connector) ou SFP (Small Form-factor Plugable) pour convertir des signaux électriques en signaux optiques ou électriques pour Fibre Channel dans les systèmes serveurs et de stockage. Les GBIC représentent la combinaison d’un transmetteur et d’un récepteur, autrement dit un transcepteur (transceiver en anglais). Initialement répandus étaient les GBIC dotés des types de connexion DB9, HSSDC, SC-Longwave et SC-Shortwave.

Dans la foulée d’une miniaturisation des interfaces, dans le but d’obtenir une densité plus élevée sur les appareils, et de la transition vers le taux de transfert de 2 Gbit/s, les GBIC ont été remplacés par les SFP, qui font actuellement office de norme générale. Sont disponibles la plupart du temps des versions dotées d’interfaces électriques en format H SSDC-2 ou des interfaces optiques dotées d’une connexion LC-Longwave ou LC-Shortwave. Les SFP sont des transcepteurs à enficher dans les emplacements correspondants des appareils. Les appareils munis d’emplacements SFP font donc preuve d’une très grande flexibilité concernant le format d’interface. Les modules GBIC et SFP sont hot swap et peuvent donc être montés et démontés en cours de fonctionnement.

# ANNEAU (Ring) : Topologie de réseau en boucle fermée.

La variante 802.5-J prévoit le fonctionnement sur fibre optique.

# CABLE BREAKOUT : Câble constitué de plusieurs câbles à jarretières dans une même gaine.

# CAPACITE LINEIQUE : C'est la capacité entre deux éléments sur une longueur donnée. Unité µF/km.

# CONCENTRATEUR : Equipement permettant le regroupement de plusieurs canaux de transmission. Désigne généralement un HUB (Ethernet) ou MAU (Token Ring).

# CONNECTEUR : Concept technologique de raccordement démontable de deux éléments d’une liaison (fibre optique, émetteur-récepteur), ceci pour un nombre de manœuvres potentiellement important (500 à 1 000 cycles) en assurant le moins de perte d’énergie possible (≤ 0,3 dB), la réflexion la plus faible possible et la reproductibilité la meilleure possible (≈ 0,1dB).

# CORDON : Câble comportant un ou des connecteurs à ses extrémités.

# EPISSURE OPTIQUE : L'épissure permet de relier entre elles de façon permanente les extrémités de câbles à fibre optique.

# ETHERNET : Réseau bande de base à 10 Mbps ou 100Mbps défini par IEEE 802. 3. Utilise la méthode d'accès CSMA/CD.

# FULL DUPLEX : Transmission simultanée sur deux voies dans les deux directions

# HALF DUPLEX : Transmission dans un sens ou dans l'autre , mais pas simultanément.

# HFC : Transmission hybride fibre optique-câble coaxial.

# JARRETIERE : câble optique à une ou à deux fibre optiques équipé de connecteurs d’extrémité, et permettant de réaliser le brassage ou le raccordement entre deux points.

# MHZ et MBPS

MHz = millions de cycles par seconde

Mbps = millions de bits par seconde

Il n'y a pas de relation directe entre Mbs et MHz car l'information peut être codée suivant différents modèles (Manchester, NRZI, MLT 3, etc. ). Ethernet 10 Mbs et Token Ring utilisent le codage Manchester : le nombre de MHz est voisin du nombre de Mbps. Ethernet 100 Mbs et ATM utilisent un codage MLT3 : le nombre de MHz est environ 3 fois moins élevé que le nombre de Mbps.

# MULTIPLEXEUR : Appareil permettant de combiner plusieurs voies lentes en une voie rapide.

# OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) ou Réflectomètre optique : Appareil de mesure permettant l'analyse détaillée d'une liaison optique, et la localisation des événements, impuretés ou ruptures sur la fibre optique.

# PERTES DE FRESNEL : (Fresnel Losses) Dans un connecteur, une épissure mécanique, certains coupleurs, et d’une façon générale lors de tout passage d’un dioptre, se produit non seulement un phénomène de réfraction de la lumière mais également un phénomène de réflexion sur le dioptre entraînant la perte pour la transmission de l’énergie correspondante.

# RAYON DE COURBURE : Le rayon de courbure est le rayon minimal de la courbe que peut faire une fibre optique ou un câble sans qu’il y ait dommage pour la fibre optique.

# REPARTITEUR : Ensemble de panneaux de brassage ou de modules utilisés pour répartir les liens Voix, Données ou Image vers les poste de travail.

# REPETEUR OPTIQUE : Dispositif servant à régénérer le signal entre deux segments de fibre optique. Permet d'augmenter la longueur et la topologie du réseau.

# RS 422 : Norme EIA. Souvent utilisée dans les communications point à point par des circuits à deux états. Elle définit une interface électrique en différentiel de tension équilibrée.

# SCSI 3 : Dernière version de l'interface SCSI qui utilise généralement un connecteur Microd 68 points à vis longues et un bus 16 bits permettant d'atteindre des taux de transfert de 20 Mbit/s.

# TOKEN RING (Anneau à Jeton) : Réseau en anneau standardisé par l’IEEE 802.5 sur lequel un paquet passe séquentiellement de poste en poste.

#TRANSPONDEUR : dispositif de communication, de surveillance ou de contrôle qui capte un signal intrant et qui y répond automatiquement. Le terme est dérivé d’une combinaison des mots transmetteur et répondeur.

# TRANSMISSION ASYNCHRONE : Transmission de données sur un réseau où chaque caractère comporte un bit de départ et un bit d'arrêt, permettant de synchroniser le fonctionnement des terminaux d'émission et de réception.

# TRANSMISSION SYNCHRONE : Transmission de données où l'apparition des différents signaux est liée à le fonctionnement des terminaux d'émission et de réception.

Site de produits pour le transport de données (en anglais).

Site commutateurs et solutions optiques

Distributeur et solutions optiques

Fournisseur

Fabricant de composants

Câbles

Transmetteurs, video, sons et données pb : débit faible

Transmetteur analogique à étudier

Câbles, jarretière, connecteurs…

Multiplexeur, convertisseur

Composants électroniques passifs et actifs

Solutions opto-electroniques, produits

Portails fournisseurs, très riche

Câblerie

Leader dans les convertisseurs de support

Solutions optiques, produits

Portails fournisseurs

Fournisseur en optoélectronique

Fournisseur en optoélectronique

Fournisseur en optoélectronique

Fournisseurs leds et optoélectronique

Produits optoélectroniques

Fournisseur en produits électronique et optoélectronique

Fournisseur en produits électronique et optoélectronique