Introduction aux fibres optiques.

La capacité à transmettre plus d'informations sur de plus longues distances a chamboulé les secteurs de l'informatique, de l'aérospatial, des communications sans fil et par satellite, …

Tout ce développement n'a été possible que depuis l'utilisation de la fibre optique et comme la technologie demande toujours plus de performance, la fibre optique va continuer de se développer.

Qu'est-ce que la fibre optique ?

La fibre optique est un long câble composé de centaines de brins de verre ultra purs mesurant le diamètre d'un cheveu. Ces brins peuvent transmettent des signaux lumineux sur des centaines voire des milliers de kilomètres et sont protégés par une gaine.

Le cœur de la fibre optique est le noyau dans lequel va se propager la lumière. La gaine optique qui entoure le cœur permet de refléter la lumière et de la guider. La gaine isolante quant à elle, permet de protéger la fibre de l'humidité, de la saleté et d'autres facteurs environnementaux.

Il existe deux types de fibre. La fibre optique monomode a un petit noyau (2-9 micron) et ne supporte qu'un seul mode pour propager la lumière contrairement à la fibre multimode qui elle, a un plus gros noyau (25-200 microns) et supporte plusieurs modes ce qui permet des phénomènes de dispersion plus complexes. La monomode est plutôt utilisée pour des utilisations longue distance alors que la multimodale s'utilise avec des applications à faible vitesse et de courtes distances comme des réseaux LAN par exemple.

La fibre optique contre le cuivre.

Bien que le système de transmission optique soit semblable à celui du cuivre, les fibres optiques tendent à les remplacer. En effet, elles sont beaucoup plus performantes.

La fibre optique est moins chère, les câbles sont plus fins et ont surtout une large capacité transmission. Elles fonctionnent particulièrement bien pour transmettre des données numériques. Par ailleurs, comme elles ne transportent pas d'électricité, le danger est plus faible. Enfin, les fibres optiques sont plus légères que les câbles en cuivre, prennent moins de place, et sont également flexibles.

Historique des fibres optiques.

L'histoire débuta à l'époque Romaine mais ce fut le premier ‘télégraphe optique' inventé dans les années 1790 par le français Claude Chappe, qui servit réellement de point de départ au développement de la fibre optique. Pendant tout le 18ème siècle, Chappe fut relayé par d'autres chercheurs.

La fibre optique au 19ème siècle.

Les physiciens Daniel Collondo et Jacques Badinet découvrirent en 1840 que la lumière pouvait être guidée dans un matériau offrant un haut degré de réflexion. En 1854, John Tyndall, un physicien britannique, démontra que la lumière pouvait se propager à travers un tube d'eau par de multiples réflexions internes.

En 1880, Alexander Graham Bell breveta le « photophone », un système de réseau téléphonique optique qui a largement aidé le développement des fibres optiques. La même année, William Wheeler inventa un système de « tubes de verres » pour transporter la lumière dans du verre. En 1888, les professeurs Viennois Roth et Reuss utilisèrent aussi des « tubes en verres » pour illuminer des cavités du corps humain.

Par la suite, Henry Saint-Rene utilisa les découvertes précédentes pour guider des images dans des télévisions en 1895. Par ailleurs, un brevet fut appliqué à la découverte de l'américain David Smith : il mit au point un bloc d'éclairage dentaire en utilisant une tige en verre incurvée.

La fibre optique avance dans les années 1900.

Hansell inventa un dispositif pour transmettre des images et des fax grâce à des fibres en verres ou en plastique. Ce dispositif fut breveté en 1926. Ensuite, Heinrich lamm fut la première personne à transmettre l'image d'un filament d'ampoule dans un faisceau de fibres de quartz en 1930. Son but était de réussir à observer des parties du corps jusqu'à lors inaccessibles.

En 1955, un étudiant nommé Larry Curtiss fut embauché par Basil Hirschowitz et C. Wilbur Peter pour travailler sur leur projet d'endoscope pour fibre optique. En 1956, Curtiss fabriqua les premiers faisceaux de fibres de verre conduisant la lumière et en 1957, Hirschowitz utilisa l'endoscope sur un patient.

En 1961, Elias Snitzer publia une description théorique de la fibre optique monomode. En 1970, les scientifiques de Corning Glass Works développèrent la première fibre optique monomode pouvant être utilisée dans les réseaux de communication.

En 1973, les laboratoires Bell développèrent le processus de déposition en phase vapeur modifiée qui est toujours utilisé aujourd'hui pour fabriquer les fibres optiques.

Le premier système de communication téléphonique optique fut testé par les anglais en 1975 puis installé peu après aux Etats-Unis.

Vers la fin des années 1970, les compagnies de téléphones repensèrent leurs infrastructures et installèrent de la fibre optique. Au milieu des années 1980, la société Sprint fut entièrement dotée d'un réseau fibre optique.

En 1991, Desurvire et Payne démontrèrent l'amplification optique. Cette découverte permit la création de l'internet haut débit.

Par la suite, les premiers câbles en fibre optique sous marins furent développés et installés. On se rappelle par exemple du TPC-5CN qui a été installé dans l'Océan Pacifique en 1996 ou du FLAG en 1997 qui devint le plus long câble réseau du monde.

Aujourd'hui, les secteurs médicaux, informatiques, militaires, de la télécommunication, de l'industrie… utilisent les systèmes de fibre optique pour une large variété d'applications.

 

Un marché en pleine expansion.

En 1999, il a été estimé que 14,6 billions de dollars furent dépensés dans du matériel pour fibre optique. Cette croissance fulgurante du marché fut considérablement aidée par le développement d'Internet.

Aujourd'hui, de plus en plus de sociétés en tout genre, d'usines, d'hôpitaux, d'institutions utilisent la fibre optique pour leurs installations.

Le ralentissement de la croissance des équipements optiques.

La fibre optique a été utilisée dans de nombreuses applications au cours des 10 dernières années, passant par une phase exceptionnelle de croissance dans les années 1990. Mais avec le recul, les sociétés décidant d'installer de la fibre se sont faites moins nombreuses.

Les facteurs liés à ce ralentissement ont été le coût d'installation initial, celui de la maintenance ainsi le temps à consacrer pour changer les équipements optiques. Un autre facteur a été le manque de production et de standardisation dans l'industrie des fibres optiques. Aussi, la perte optique due au recourbement des câbles pouvant être mal appréhendée, a été un des facteurs liés au ralentissement de l'achat des fibres optiques.

Cependant, ces désavantages ont rapidement été traités. En effet, les fabricants de fibre, de connecteurs, d'instruments de test et de produits d'entretiens ont par exemple, standardisé leur production. Et en ce qui concerne les prix des équipements optiques, la concurrence grandissante dans ce secteur fera surement baisser les prix petit à petit.

Les solutions concernant la perte de signal optique prévues pour le futur.

Le problème de perte optique se réduit au fur et à mesure que la technologie de la fibre optique s'améliore. Corning INC, un des fournisseurs important de fibres, a récemment annoncé une nouvelle conception qui permettra de plier les fibres sans perdre de signal optique. Cette nouvelle technologie est appelée la Nanostructure (TM) et incitera surement de nombreux nouveaux consommateurs. Cette technologie sera compatible avec les normes de l'industrie et pourra être installée avec les mêmes procédures que les autres réseaux de fibres optiques.

Grâce aux nouvelles technologies telles que les Nanostructures, les fibres optiques pourront être employées pour fournir partout, de nouveaux services. Les utilisateurs pourront apprécier une connexion plus rapide, un contenu de meilleure qualité et des dispositifs encore plus interactifs qu'auparavant.

Les Vidéos Online et la fibre optique.

Une des tendances populaires aujourd'hui sont les vidéos en ligne. Les fibres optiques seront de plus en plus utilisées dans ce domaine pour obtenir des images de meilleure qualité ainsi qu'un meilleur débit.

On se rend compte avec Internet que les fibres optiques deviennent incontournables pour répondre à la demande croissante de débit.

Les modems fonctionnent très bien mais ne sont pas aussi performants que pourraient l'être les fibres optiques : elles pourraient booster le potentiel d'Internet.

 

La fabrication des fibres optiques.

L'impact des fibres optiques dans notre système de communication est stupéfiant. Beaucoup se sont demandés comment ces fibres optiques sont faites : plusieurs étapes sont impliquées dans la conception telles que la fabrication de la préforme en silice ainsi que l'étirage de la fibre.

Le verre optique.

Le verre optique, qui remplace le cuivre des câbles, est un verre en silice ultra-pur qui peut être étiré en très fines fibres pour permettre la transmission d'informations sur de longues distances. Ces fibres sont composées d'un noyau intérieur (appelé cœur) contenant un indice de réfraction élevé qui permet de transmettre la lumière. Les fibres optiques sont conçues grâce à une préforme cylindrique en barreau de silice.

La préforme en silice.

Une préforme est un cylindre en verre qui peut mesurer un mètre de longueur et quelques centimètres de largeur. Elle servira à fabriquer le cœur de la fibre ainsi que la gaine optique.

Le processus de déposition en phase vapeur modifié, utilisé pour produire des matériaux de très haute performance, est aussi utilisé pour réaliser la préforme. Ce processus automatisé permet un rendement de production élevé et est bien adapté à la fabrication de câbles longue distance. Pour augmenter l'indice de réfraction de la préforme, on insère des produits chimiques dopants puis on restreint la préforme en la chauffant pour refermer le barreau de silice.

Une fois la préforme fabriquée, elle passe au contrôle qualité et est placé dans un four pour passer à la phase d'étirage de la fibre.

L'étirage de la fibre à partir de la préforme.

La tour d'étirage dans laquelle va être placée la silice fonctionne à des températures entre 1900 et 2200°C. La machine va tirer la préforme pour obtenir des fibres de verres très fines qui seront enroulées sur une bobine. Pendant l'étirage, le verre sera soumit à un test de diamètre. Ensuite, les fibres seront enrobées par d'un revêtement de protection, se verront attribuer un numéro d'identification unique et seront regroupées pour pouvoir finalement être empaquetées dans des gaines isolantes.

Une fois la fabrication terminée, il faudra tester leur débit, la résistance à la traction, la température de fonctionnement, l'indice de réfraction, la géométrie de fibre, l'atténuation, la dispersion chromatique et autres indicateurs de fonctionnement. Par ailleurs, la fibre va aussi être testée pour connaître sa capacité de conductivité si elle est utilisée dans des applications sous-marines.

Avant d'installer votre réseau de fibres optiques une des étapes essentielle est de s'assurer que les fibres optiques transmettent correctement les données. Pour cela, il faut tester vos fibres et vos connecteurs pour s'assurer de leur continuité. Ce tutoriel vous proposera quelques conseils pour réussir cette manoeuvre en quelques étapes.

PREPARATION Expérience : Moyen Temps requis: Tester des câbles ne prend que quelques minutes Etapes: 3 Matériel :Connecteurs de fibre optique, des câbles fibre optique, un traceur visuel de défaut ou localisateur de défauts optiques ou testeur de continuité et un microscope pour fibres optiques. Budget estimé : Entre 300 € et 4000 € tout dépend de ce que vous achetez, de la qualité et si vous vous procurez des produits en kit ou non.

 

Etape 1
Attachez le connecteur du câble que vous souhaitez tester à votre localisateur de défaut visuel.
Etape 2
Envoyez un signal lumineux dans le câble. En même temps, observez l'autre extrémité du câble. Si vous pouvez voir cette lumière correctement cela signifie que votre câble a une bonne continuité.
Etape 3
Utilisez votre microscope pour fibres optiques pour inspecter le connecteur et être sûr qu'il n'est pas abîmé, qu'il n'a pas de fissures et qu'il transmet toujours des informations et des données de bonne qualité.

I. Vous prendrez toujours les mesures pour commencer Chaque maison et chaque bureau sont différents, donc si vous pensez à utiliser des produits comme la goulotte à câbles, la gaine annelée, métallique, ou le conduit pour gérer des câbles, assurez-vous de les mesurer avec soins avant chaque projet de gestion de câbles que vous souhaitez entreprendre. Une bonne mesure permet de gagner du temps et évite la frustration.
II. Veillez à ne pas dépasser la capacité de remplissage Que vous installiez une gaine annelée, un chemin de câbles pour fibres optiques ou un protecteur de câbles très résistant, une des règles capitales est de ne jamais surcharger un dispositif de câbles. En dépassant la capacité de remplissage, vous courez le risque que les câbles soient écrasés, mais aussi des risques de dommages d'isolation, d'interférence et même dans le cas de câbles électriques, de surchauffe et d'incendies. Les installations professionnelles utilisant de la gaine, des conduits ou des chemins de câbles nécessitent la consultation TIA/EIA, NEC. Si vous équiper votre home cinéma ou votre poste de travail avec une gaine annelée fendue ou tressée, les règles sont moins exigeantes : il suffit de rassembler les câbles, de mesurer le diamètre du faisceau et de choisir le produit dont le diamètre est légèrement plus grand.
III. Placer les câbles hors de portée des enfants et des animaux domestiques Les enfants et les câbles doivent être tenus à l'écart tout comme les animaux domestiques afin de n'avoir aucun contact avec les câbles. Si vous êtes un parent ou un propriétaire d'animal domestique, les câbles impliquent une gestion et une organisation. Cela signifie de surélever les câbles et de les mettre hors de portée pour éviter les risques d'électrocution et de strangulation. Les clips auto-adhésifs sont une solution bon marché et efficace pour l'acheminement des câbles en vrac. Pour les câbles trop longs essayer le câble Turtle, un enrouleur qui vous permet de mettre les câbles hors de portée des enfants et des animaux.
IV. Ne serrerez pas trop les serres-câbles En utilisant des serres-câbles, il est important de les fixer autour des câbles sans trop les serrer. Les serres-câbles sont probablement les plus anciens outils. Les plus faciles à utiliser et les moins chers pour la gestion de câbles. Mais, ils ne font pas la différence entre câbles organisés et câbles écrasés. Le serrage trop hermétique peut endommager l'isolation des câbles et entraver le bon signal de transmission, mais il existe des outils qui peuvent vous empêcher cela. Les Milles-Ties sont particulièrement bien conçus et ultra-flexible et s'arrêtent automatiquement une fois qu'ils ont atteint la tension idéale. Les outils pour serres-câbles peuvent aussi être d'une grande aide. Ces dispositifs en forme de pistolets serrent rapidement les serres-câbles à une tension convenable.
V. Eliminer les risques de chute Ils ne semblent pas menaçants, mais les câbles peuvent faire trébucher des piétons non-méfiants. Mettez un terme aux accidents ou aux chutes liés aux câbles avec les protecteurs de câbles qui sont disponibles dans plusieurs modèles. Notre kit de couverture de câbles est une excellente solution pour couvrir les câbles dans des secteurs à faible circulation alors que les gaines en caoutchouc offrent la traction et la protection dans des situations avec une circulation modérée. Souhaitez-vous que vos câbles s'accrochent au tapis ? Les couvertures de câbles Safcord fixe les câbles à la boucle sans adhésif et offrent le summum en matière de sécurité à bas prix.
VI. Ne dépassez pas les rayons de cintrage Le rayon de cintrage est le degré dans lequel un câble se plie avant qu'il ne perde le signal. Quand il s'agit de la gestion de câbles réseau et de fibre optique, un des points les plus importants est de s'assurer qu'un rayon de cintrage est maintenu de sorte que le réseau puisse monter au plus au niveau possible. Des produits comme le Neat Patch montant horizontalement à l'arrière du serveur de support de câbles pour acheminer des câbles et gère les excès de longueur tout en maintenant le rayon de cintrage.
VII. Empêchez les objets d'encombrer les surfaces Les téléphones portables, les IPods, les PDA et les consoles de jeux vidéo peuvent encombrer les comptoirs de cuisine, les buffets et les tables lorsqu'ils sont en phase de chargement. Retrouvez votre espace de travail avec la centrale électrique de chargement, un dispositif d'organisation pratique qui sert d'alimentation pour maximum trois gadgets à la fois. La centrale possède une bande cachée efficace pour cacher la longueur excessive de câbles de chargeur.
VIII. Ne laissez pas les câbles d'écouteurs emmêlés On pourrait croire qu'un petit lecteur MP3 compact serait une bonne façon de transporter votre musique, mais cet atout disparaît lorsque les câbles s'emmêlent. L'EarPod est un boîtier également compact qui enroule les câbles et stocke les écouteurs dans sa chambre intérieure. Qu'il soit dans votre sac à main, mallette, sac à dos ou une poche, vos écouteurs apparaîtront soignés et organisés à chaque fois.
IX. Pensez à placer des étiquettes Que vous soyez un installateur professionnel de réseau ou un simple amateur de home-cinéma, l'organisation de câbles n'est pas complète si les câbles ne sont pas correctement étiquetés. L'étiquetage permet d'isoler les câbles pour faciliter le dépannage et l'entretien puis permet de reconnecter les câbles aux bons ports. Cableorganizer.fr vous propose une large variété de produits d'étiquetage des modèles pour l'étiquetage des câbles autour de la maison de qualité professionnelle.
X. Utilisez des œillets pour protéger les passements de câbles Parfois, le meilleur moyen d'obtenir les câbles sans avoir à les chercher est de faire des trous dans le bureau, cabinet ou la clôture du serveur pour les retrouver. Il reste à savoir si les trous sont faits en bois, plastique ou métal. Les bords sont souvent rugueux et peuvent menacer l'isolation des câbles. Les œillets isolants sont des couvertures qui ont pour fonction de protéger les câbles d'une manière ordonnée, créer un chemin de câbles et donner une apparence propre à votre bureau.

La gaine thermo est un produit multifonction. Non seulement elle fournit à vos câbles une protection contre l'abrasion, les produits chimiques et la mauvaise météo, mais ce produit vous permet aussi d'organiser vos câbles avec des codes couleur et les réparer. Isoler vos câbles avec de la gaine thermo est une activité de bricolage simple, si vous connaissez les principales étapes à effectuer et pour cela, lisez ce qui va suivre.

PREPARATION Experience: Débutant Temps requis :: 2 à 5 minutes par 30cm de gaine Etapes: 7 Matériel: gaine thermorétractable; pistolet à chaleur. Budget Estimé: Tout dépend de la quantité de gaine thermo que vous voulez utiliser, de la gamme de produit ainsi que du pistolet à chaleur.

 

ETAPE 1
Choisissez une gaine thermorétractablede taille appropriée à votre projet. Pour savoir si vous avez la bonne gaine, vérifiez que son diamètre après avoir été rétractée est plus petit que le diamètre du câble que vous allez isoler. Aussi, il est important de vérifier que le diamètre de votre gaine thermo avant avoir été rétractée est assez grand pour recouvrir l'endroit que vous allez isoler.
ETAPE 2
Utilisez une longueur d'environ 6,35cm pour chaque partie de gaine ou connecteur que vous voudrez isoler. Rappelez-vous que votre gaine rétrécit aussi en longueur une fois chauffée d'environ 5 à 7%.
ETAPE 3
Faites glisser votre gaine thermo sur votre câble ou connecteur et positionnez-la au centre de l'endroit que vous allez recouvrir.
ETAPE 4
Avant de chauffer votre gaine thermo, vérifiez quelle est la chaleur maximale recommandée. Tous les pistolets à chaleur ne peuvent pas être utilisés avec toutes les gaines. Une trop forte chaleur peut faire échouer l'isolation, bruler votre gaine thermo et autres.
ETAPE 5
Si vous voulez recouvrir une longue partie de câble avec votre gaine thermo chauffez votre gaine en commençant par un côté puis remontez petit à petit vers l'autre extrémité. Par ce mécanisme, vous évitez la rotation de la gaine ainsi que l'apparition de bulles d'air qui altéreraient l'isolation de votre câble ou connecteur.
ETAPE 6
Appliquez également la chaleur sur la longueur et autour de la gaine jusqu'à ce que la gaine thermo soit uniformément chauffée et couvre bien votre câble ou connecteur. Une fois terminé, laissez votre gaine durcir avant d'utiliser votre câble.
ETAPE 7
Evitez de trop chauffer votre gaine thermo car elle pourrait se fragiliser et/ou carboniser.