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.

 

Différents types de câbles en fibre optique.

Il existe deux types de câbles en fibre optiques pouvant être utilisés dans des réseaux. Les câbles en structure libre (Loose Tube) sont utilisés dans des utilisations en extérieur, des conduits, des usines alors que les câbles en structure serrée (Tight Buffered) sont conçus pour des applications d'intérieur. Avant de sélectionner le câble dont vous avez besoin, il faut donc pouvoir déterminer s'il sera utilisé en intérieur ou en extérieur.

Selon les applications, les câbles devront pouvoir résister aux produits chimiques, à l'humidité, aux températures extrêmes et à bien d'autres facteurs. De même, la résistance à la traction, la flexibilité, le rayon de courbure ou encore la résistance à l'impact seront des caractéristiques à connaître et à mesurer.

Les câbles en structure libre.

Ce type de câble est composé de nombreuses fibres regroupées autour d'un porteur axial. Elles sont entourées d'un tube en plastique lui-même assortit d'une gaine isolante. Ces câbles sont conçus pour être utilisés en extérieur depuis que les fibres sont entourées d'une poudre absorbante ou d'un gel Thixotropique qui résistent à des taux d'humidité élevés. La transmission dans ces câbles est de bonne qualité.

Ils peuvent être ficelés, directement mis sous terre et également être employés dans des conduits. Ils supportent des températures extérieures difficiles et ont un grand rayon de courbure. Cependant, les fibres doivent être manipulées avec soin et être bien protégées puisqu'elles sont plutôt fines.

Les câbles en structure libre sont utiles dans la construction diélectrique, la construction blindée et la construction de canalisations.

Les câbles en structure serrée.

En général, ce type de câble est conçu pour des utilisations en intérieur. Les fibres sont entourées d'une gaine amortissante ainsi que d'une gaine isolante en thermoplastique pour les protéger pendant les manipulations.

Les câbles en structure serrée sont assez flexibles mais résistent peu à l'écrasement, aux impacts et aux changements de température. Ils sont cependant bien adaptés pour connecter des réseaux d'usines aux équipements ou pour relier entre eux des dispositifs dans des réseaux.

Les câbles Simplex.

Ils sont composés d'une seule fibre entourée d'une gaine isolante. Pour terminer des câbles en structure libre directement dans des récepteurs ou dans d'autres composants actifs et passifs, des câbles simplex en structure serrée peuvent être utiliser comme patch cords, pigtails ou jumper par exemple.

Les câbles Duplex.

Les câbles duplex possèdent habituellement deux fibres en structure serrée dans une gaine commune. Ils sont souvent utilisés dans les applications du bâtiment, des canalisations pour leur flexibilité ainsi que pour la double transmission ou la transmission altérée possible grâce aux deux fibres.

Ces câbles sont appréciés pour leurs caractéristiques innovantes et sont actuellement les plus utilisés dans les réseaux industriels, administratifs, médicaux et bien d'autres.

Sécurité

De nombreuses personnes qui installent ou effectuent de la maintenance de réseaux optiques ne prennent pas assez de précautions de sécurité. Ce n'est pas parce que le courant électrique ne circule pas dans les fibres qu'il ne faut pas s'en méfier. Il existe d'ailleurs certains risques d'accidents dans ce domaine.

Il existe trois catégories de protection à connaître et à effectuer lorsqu'on travaille avec des fibres optiques :
- se protéger les yeux,
- utiliser de façon sûre les produits chimiques,
- se protéger des fragments de fibre.

Risques liés aux fibres optiques.

Lorsqu'on travaille avec des fibres optiques, les yeux peuvent être endommagés à cause de la transmission de lumière. En effet, de telles fréquences lumineuses peuvent provoquer une perte d'acuité visuelle ou des tâches sur la rétine.

Les fibres elles-mêmes représentent un risque très sérieux puisque qu'elles sont constituées de petits morceaux de verres. Si possible, utilisez une natte foncée résistante aux produits chimiques qui pourrait recueillir les fragments de fibre qui tombent pendant la manipulation. Ils seraient faciles à repérer et à nettoyer.

Ces résidus de fibre peuvent pénétrer la peau et entraîner de sérieuses irritations. Par ailleurs, les particules de fibres flottant dans l'air peuvent être ingérées et provoquer des dommages internes. Pour cette raison, les ouvriers ne doivent pas manger ou boire dans une zone de manœuvre de fibre optique. De plus de nombreux produits chimiques, dissolvants utilisés dans le nettoyage des fibres et pendant l'épissure peuvent être dangereux.

Règles de sécurité pour la fibre optique.

En travaillant avec des fibres optiques, tous les techniciens et autres personnes entrant dans la zone de travail devraient porter des verres de sureté à boucliers latéraux.

Par ailleurs, à moins que le technicien soit sûr qu'il n'y ait pas de source lumineuse à l'autre extrémité, il ne faut pas regarder directement dans le câble. Un multimètre de source lumineuse peut être utilisé pour s'assurer que la fibre est bien sombre.

Le lieu de travail doit être bien aéré et lumineux. Il faut donc éviter de fumer pendant les manipulations. Et pour éviter d'ingérer les fragments de fibres, il faut éviter de boire et de manger.

Les techniciens doivent porter des tabliers jetables pour protéger leurs vêtements. Après chaque manipulation, ils devraient s'assurer que leurs vêtements n'ont pas été touchés par les particules et pourquoi pas, passer un rouleau adhésif dessus pour en être bien sûr.

Il faut toujours penser à se laver les mains avant de les mettre en contact avec les yeux. Par ailleurs, pensez à bien lire les instructions avant d'utiliser des produits chimiques.

Un récipient jetable pouvant se fermer peut être utilisé pour réceptionner les chutes de fibres. Enfin, pensez à bien jeter les fibres optiques, les produits chimiques et les récipients utilisés dans des containers spéciaux et à nettoyer la zone de manœuvre.

En respectant ces règles de sureté, vous éviterez certains risques.

 

Multimètre de puissance optique pour fibres optiques.

Lorsque vous installez ou terminez des fibres optiques, il faut les tester. Trois choses sont à vérifier :
- la continuité,
- la perte optique,
- la puissance optique.
Pour cela, il vous faut un multimètre de puissance optique. Voici un rapide petit guide d'utilisation.

Avant d'utiliser un multimètre de puissance optique.

La toute première chose à faire est de lire le manuel et d'effectuer quelques tests pratiques avant de se rendre sur le lieu de travail. Ensuite, préparez un document (plus fiable que la mémoire) sur lequel vous noterez de quelle façon vous allez installer vos câbles ainsi que les informations et données recueillies lors des tests. A savoir que certains multimètres de puissance optique peuvent garder en mémoire les données, ce qui est extrêmement pratique si vous avez de grands projets.

Prenez des précautions.

Il est important de suivre les précautions de sécurité pendant lorsque l'on teste des fibres optiques avec un multimètre de puissance. Portez des verres de sureté lorsque vous testez des câbles de haute puissance. Dans tous les cas, même si les dispositifs sont de basse puissance, il faut les vérifier.

Utilisation du multimètre.

Le multimètre va mesurer la perte du signal lumineux dans chaque partie du câble. Il faut dans un premier temps attacher le câble au multimètre. Allumez le multimètre et regardez la mesure qu'il affiche. Il faut pouvoir comparer cette mesure à la mesure de votre câble test. La mesure de la puissance est essentielle dans les câblages optiques autant que dans les circuits électriques.

L'utilisation du multimètre peut varier selon ce que vous testez : connecteurs, épissures, fibres multimodes, monomodes. Il est important de comprendre les instructions d'utilisation tout comme les formules de base pour calculer la perte optique.

Les câbles en fibre optique sont un très bon investissement pour les entreprises si elles fonctionnent correctement. Le multimètre est un outil indispensable pour ce type de réseau. Cet outil vous permettra d'assurer que votre fibre optique fonctionne à tout moment.

Le multimètre teste la puissance optique et donne la perte globale de signal dans le câble alors que le réflectomètre peut trouver la connexion défectueuse.

 

Les fibres optiques et le réflectomètre (OTRD).

Se renseigner avant d'utiliser cet instrument est la première chose à effectuer. Pour certains réflectomètres, il faut pouvoir s’entraîner avant de les utiliser alors que pour d'autres il est juste nécessaire de lire les instructions, tout dépend du type de produit que vous utilisez. Pour bien choisir un réflectomètre, il faut évaluer ses besoins avant tout et se renseigner sur 5 points en particulier :

- La plage dynamique (représente la perte optique totale c'est-à-dire la longueur de câble que l'OTRD peut mesurer)

- Zones mortes (représente les zones d’événements optiques (coupures, épissures…) qui empêchent l'appareil de mesurer correctement la perte optique)

- Résolution d'échantillonnage (détermine la précision de la mesure)

- Possibilité de définir des seuils réussite-échec pendant la mesure

- Traitement des données après la mesure

Choisissez un outil maniable, de qualité et ayant une bonne documentation. L'OTRD est un instrument qui pose problème si on ne l'utilise pas correctement. Une utilisation incorrecte, une mauvaise lecture des données sur le dispositif peut causer de lourdes pertes aux entreprises.

Utiliser un réflectomètre optique.

Un réflectomètre est utilisé pour vérifier la perte optique là où se trouvent des évènements optiques tels que des épissures, coupures, connecteurs ou encore des courbures. Il saura localiser où se trouvent les pertes, souvent engendrées par une mauvaise installation.

Conseils d'utilisation de l'OTRD.

Un réflectomètre mesurera plus correctement des longs réseaux que des courts puisqu'il y aura plus de zones mortes dans ces derniers. Si vous mesurez un réseau court, Il faudra bien s'assurer que votre appareil ait de bonnes spécifications concernant ces zones mortes.

Les mesures du réflectomètre.

Le réflectomètre mesure toute la longueur de la fibre et de ses faisceaux, pas le câble en lui-même. Pour éviter de perdre du temps, nous vous conseillons de bien calculer l'excès de fibre pendant vos manœuvres. Il arrive en effet que le câble soit plus long que la fibre selon les marques.

Grâce au réflectomètre, mesurer la perte optique et la localiser est simple et efficace. Soyez simplement sûr d'être bien renseigné et entraîné pour utiliser correctement votre appareil optique.

 

Avec un large éventail de prix, comment puis-je choisir parmi les câbles HDMI existant sur le marché ? En dehors de la longueur, qu'est ce qui fait qu'un câble est mieux que l'autre ?
Le coût et la qualité du câble HDMI a suscité pas mal de débat entre les fans de home cinéma. Certaines personnes insistent sur le fait que la qualité du câble est indiqué sur l'étiquette du prix et de l'emballage, tandis que d'autres font savoir que la marque et les coûts n'ont absolument rien à voir avec les performances d'un câble. Chaque personne a droit à sa propre opinion mais qui a raison ? Y a-t-il des informations qui différencient un câble par rapport à un autre ?
En fait, la caractéristique principale qui constitue un bon câble HDMI est sa certification. Tout câble HDMI qui est intitulé "HDMI Certifié" est garanti à fournir une résolution de 1080p. C'est aussi simple que cela. Mais gardez à l'esprit que si les câbles HDMI qualifiés de « qualité commerciale » sont garantis à 480p, ils ne sont pas nécessairement certifiés HDMI.
Donc, la morale de l'histoire est que les câbles certifiés HDMI garantissent une qualité de connexion. Mis à part ça, beaucoup de produits s'offrent à vous selon vos goûts et votre budget. Personnellement, nous recommandons des câbles HDMI de Quest certifiés 1.4, qui offrent de grandes performances à un prix abordable.

Vous voulez organiser vos fils et vos câbles. Vous avez une gaine tressée à la main et être prêt à commencer mais comment allez vous bloquer la fin de votre gaine tressée ? Ce tutoriel vous expliquera en détail les meilleures méthodes pour obtenir une terminaison propre.

PREPARATION Expérience: Débutant Temps requis: 1-5 minutes, tout dépend de la méthode choisie. Etapes: 4 Matériel: Bande adhésive, Velcro, Serre-câble ou Gaine thermorétractable.(tout dépend de la méthode choisie). Budget Estimé: Entre 2 et 10 euros

 

ETAPE 1
Terminaison avec de la bande adhésive: Cette méthode est la plus économique et la plus rapide que nous pouvons vous conseiller. Munissez-vous d'une bande adhésive et d'une paire de ciseaux. Après avoir passé vos câbles dans votre gaine tressée, enroulez la bande adhésive autour de la gaine pour la maintenir autour du câble.
ETAPE 2
Terminaison avec des serres-câbles: Les serres-câbles offrent des solutions rapides et nettes pour des terminaisons de gaines tressées. De plus, vous pouvez vous en procurer en de nombreuses couleurs et à petits prix. Les serres-câbles vous permettent de changer plus souvent votre gaine de place que la bande adhésive car ils sont plus simples à enlever et certains peuvent se réutiliser .
ETAPE 3
Terminaison avec des sangles Velcro® One-Wrap: Si vous voulez une méthode bon marché, pratique et réutilisable, utilisez les sangles Velcro® One-Wrap.Ces sangles vous permettent de maintenir ensemble votre gaine ainsi que votre câble.
ETAPE 4
Terminaison avec une gaine thermorétractable: La dernière méthode de la gaine thermorétractable est de loin le meilleur moyen de terminer proprement votre gaine tressée. Cependant, cela prend un peu plus de temps et demande un certain équipement : une gaine thermo ainsi qu'unpistolet à chaleur.Mais croyez-nous, cette méthode est très appréciée des bricoleurs qui aiment le travail bien fait.