Le principe de conversion et de transmission des informations sur les fibres optiques
Les lignes de communication modernes destinées à la transmission d'informations sur de longues distances ne sont souvent que des lignes optiques, en raison de l'efficacité plutôt élevée de cette technologie, dont elle a fait la preuve avec succès pendant de nombreuses années, par exemple, comme moyen de fournir un accès à large bande à Internet .
La fibre elle-même est constituée d'un coeur en verre entouré d'une gaine d'indice de réfraction inférieur à celui du coeur. Le faisceau lumineux chargé de transmettre l'information le long de la ligne se propage le long du coeur de la fibre, se réfléchit en partant de la gaine et ne sort donc pas de la ligne de transmission.
La source lumineuse de formation de faisceau est généralement laser à diode ou à semi-conducteur, tandis que la fibre elle-même, en fonction du diamètre du cœur et de la distribution de l'indice de réfraction, peut être monomode ou multimode.
Les fibres optiques dans les lignes de communication sont supérieures aux moyens de communication électroniques, permettant une transmission à grande vitesse et sans perte de données numériques sur de longues distances.
En principe, les lignes optiques peuvent former un réseau indépendant ou servir à unir des réseaux déjà existants — tronçons d'autoroutes à fibres optiques unis physiquement au niveau de la fibre optique ou logiquement — au niveau des protocoles de transmission de données.
La vitesse de transmission des données sur les lignes optiques peut être mesurée en centaines de gigabits par seconde, par exemple la norme Ethernet 10 Gbit, utilisée depuis de nombreuses années dans les structures de télécommunications modernes.
L'année de l'invention de la fibre optique est considérée comme 1970, lorsque Peter Schultz, Donald Keck et Robert Maurer, scientifiques de Corning, ont inventé une fibre optique à faible perte qui a ouvert la possibilité de dupliquer le système de câble pour transmettre le signal téléphonique. sans répéteurs sont utilisés. Les développeurs ont créé un fil qui vous permet d'économiser 1% de la puissance du signal optique à une distance de 1 kilomètre de la source.
Ce fut le tournant de la technologie. Les lignes ont été conçues à l'origine pour transmettre simultanément des centaines de phases de lumière, plus tard, la fibre monophasée a été développée avec des performances plus élevées capables de maintenir l'intégrité du signal sur de plus longues distances. La fibre monophasée à décalage nul est le type de fibre le plus recherché depuis 1983 jusqu'à aujourd'hui.
Pour transmettre des données sur une fibre optique, le signal doit d'abord être converti d'électrique en optique, puis transmis sur la ligne, puis reconverti en électrique au niveau du récepteur.L'ensemble du dispositif est appelé émetteur-récepteur et comprend non seulement des composants optiques mais également électroniques.
Ainsi, le premier élément d'une ligne optique est un émetteur optique. Il convertit une série de données électriques en un flux optique. L'émetteur comprend : un convertisseur parallèle-série avec un synthétiseur d'impulsions de synchronisation, un pilote et une source de signal optique.
La source du signal optique peut être une diode laser ou une LED. Les LED conventionnelles ne sont pas utilisées dans les systèmes de télécommunication. Le courant de polarisation et le courant de modulation pour la modulation directe de la diode laser sont fournis par le pilote laser. Ensuite, la lumière est fournie via le connecteur optique - dans la fibre câble optique.
De l'autre côté de la ligne, le signal et le signal de synchronisation sont détectés par un récepteur optique (principalement un capteur à photodiode) où ils sont convertis en un signal électrique qui est amplifié, puis le signal transmis est reconstruit. En particulier, le flux de données série peut être converti en parallèle.
Le préamplificateur est chargé de convertir le courant asymétrique du capteur à photodiode en tension, pour son amplification ultérieure et sa conversion en un signal différentiel. La puce de synchronisation et de récupération des données récupère les signaux d'horloge et leur cadencement à partir du flux de données reçu.
Le multiplexeur temporel atteint des taux de transfert de données allant jusqu'à 10 Gb/s. Il existe donc aujourd'hui les normes suivantes pour la vitesse de transmission des données via des systèmes optiques :
Le multiplexage par répartition en longueur d'onde et le multiplexage par répartition en longueur d'onde vous permettent d'augmenter encore la densité de transmission des données lorsque plusieurs flux de données multiplexés sont envoyés sur le même canal, mais chaque flux a sa propre longueur d'onde.
La fibre monomode a un diamètre de noyau externe relativement petit d'environ 8 microns. Une telle fibre permet à un faisceau d'une fréquence spécifique de se propager à travers elle, correspondant aux caractéristiques d'une fibre donnée. Lorsque le faisceau se déplace seul, le problème de dispersion intermode disparaît, ce qui entraîne une augmentation des performances de la ligne.
La distribution de densité du matériau peut être en gradient ou en escalier. La distribution de gradient permet un débit plus élevé. La technologie monomode est plus fine et plus chère que le multimode, mais c'est la technologie monomode actuellement utilisée dans les télécommunications.
La fibre multimode permet la propagation simultanée de plusieurs faisceaux de transmission sous différents angles. Le diamètre du noyau est généralement de 50 ou 62,5 µm, ce qui facilite l'introduction du rayonnement optique. Le prix des émetteurs-récepteurs est inférieur à celui des monomodes.
C'est une fibre multimode qui convient très bien aux petits réseaux domestiques et locaux. Le phénomène de dispersion intermode est considéré comme le principal inconvénient de la fibre multimode, par conséquent, pour réduire ce phénomène néfaste, des fibres à gradient d'indice de réfraction ont été spécialement développées, de sorte que les rayons se propagent le long de chemins paraboliques et que la différence de leurs chemins optiques est plus petite .D'une manière ou d'une autre, les performances de la technologie monomode restent encore plus élevées.