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Comment l’atténuation affecte-t-elle mon réseau de fibre optique ?

  • Comment l’atténuation affecte-t-elle mon réseau de fibre optique ? Fiber-Mart.com
  • Post on vendredi 14 août 2020
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Les réseaux à fibre optique sont des réseaux où la transmission des données se fait à l'aide d'émetteurs-récepteurs optiques et de câbles optiques. Les émetteurs-récepteurs optiques transmettent une lumière optique via un câble optique. Comme dans le cas des réseaux Ethernet en cuivre standard, les réseaux optiques sont également influencés par les contraintes extérieures et les propriétés intérieures, ce qui entraîne une certaine perte de puissance. Cette perte de puissance optique est appelée atténuation.
 
Les câbles à fibres optiques sont constitués d'une âme et d'un revêtement en fibre de verre, d'un revêtement tampon, de composants de résistance en Kevlar et d'un matériau extérieur protecteur appelé gaine. En fonction du type de câble optique. Ces composants peuvent varier en taille et en résistance. Contrairement aux câbles en cuivre qui utilisent l'électricité pour transmettre des données, les câbles à fibre optique utilisent des impulsions de lumière optique pour la même fonction. Leur noyau est constitué d’un verre ultra-pur entouré d’un revêtement semblable à un miroir. Lorsque la lumière frappe le câble, elle descend le long du noyau en rebondissant constamment sur la gaine jusqu'à atteindre sa destination finale. Il existe deux types de câbles optiques, multimodes et monomodes. De l'extérieur, ils se ressemblent presque, mais leur intérieur joue un rôle énorme dans l'atténuation optique. Les fibres monomodes sont utilisées pour les connexions longue portée et à haut débit en raison de leur noyau et de leur gaine plus serrés qui améliorent la transmission de la lumière en limitant le rebond de la lumière sur la gaine. Les fibres multimodes ont un noyau plus grand, donc la lumière rebondira de plus en plus et plus de puissance sera perdue jusqu'à ce qu'elle atteigne sa destination.
 
Cependant, l’atténuation optique des fibres optiques ne se limite pas à la perte de puissance due à l’âme du câble. Une atténuation optique élevée peut être causée par l'absorption, la diffusion et les contraintes physiques exercées sur le câble, comme la flexion. L'atténuation du signal est généralement définie comme le rapport entre la puissance optique d'entrée et la puissance optique de sortie. Comme son nom l'indique, la puissance d'entrée optique est la puissance injectée dans le câble optique par l'émetteur-récepteur optique, et la puissance de sortie optique est la puissance reçue par l'émetteur-récepteur à l'autre extrémité du câble. L'unité d'atténuation est décrite en dB/km.
 
L'absorption est l'une des principales causes d'atténuation optique. Ceci est défini comme la puissance optique perdue en raison de la conversion de la puissance optique sous une autre forme. L'absorption est généralement causée par des vapeurs d'eau résiduelles. Généralement, l'absorption est définie par deux facteurs :
 
Imperfection dans la structure atomique du matériau fibreux
Les propriétés extrinsèques et intrinsèques du matériau fibreux qui représentent la présence d'impuretés dans le matériau fibreux
L'absorption extrinsèque est causée par des impuretés telles que des traces de métaux, du fer et du chrome, introduites dans la fibre lors du processus de fabrication. Ces métaux traces provoquent une perte de puissance pendant le processus de conversion lorsqu'ils passent d'un niveau d'énergie à un autre.
L'absorption intrinsèque est provoquée par les propriétés fondamentales du matériau fibreux. Si le matériau de la fibre optique est pur, sans impuretés ni imperfections, alors toute absorption serait intrinsèque. Par exemple, dans les fibres optiques, le verre de silice est utilisé en raison de sa faible absorption intrinsèque à certaines longueurs d'onde allant de 700 nm à 1 600 nm.
Les pertes par diffusion sont causées par les fluctuations de densité dans la fibre elle-même. Ceux-ci sont produits au cours du processus de fabrication. La diffusion se produit lorsque la lumière optique frappe diverses molécules du câble et rebondit. La diffusion dépend fortement de la longueur d’onde de la lumière optique. Il existe deux types de pertes par diffusion dans les fibres optiques :
 
Diffusion Rayleigh - cette diffusion se produit sur des fibres commerciales qui fonctionnent à des longueurs d'onde de 700 à 1 600 nm. La diffusion Rayleigh se produit lorsque la taille de la fluctuation de densité est inférieure à 1/10 de la longueur d'onde de fonctionnement.
Diffusion Mie - cette diffusion se produit lorsque la taille de la fluctuation de densité est supérieure à 1/10 de la longueur d'onde de fonctionnement.
La flexion du câble à fibre optique provoque également une atténuation. La perte par flexion est classée en micro-coudes et macro-coudes :
 
Les micro-coudes sont de petites courbures microscopiques dans la fibre qui se produisent le plus souvent lorsque la fibre est câblée. Les macro-coudes, quant à elles, sont des courbures qui ont un grand rayon de courbure par rapport au diamètre du câble.
Un autre type de perte de puissance optique est la dispersion optique. La dispersion optique représente la propagation du signal lumineux dans le temps. Il existe deux types de dispersion optique :
 
Dispersion chromatique qui est l'étalement du signal lumineux résultant des différentes vitesses des rayons lumineux Dispersion modale qui est l'étalement du signal lumineux résultant des différents modes de propagation de la fibre
La dispersion modale limite le plus souvent le débit binaire maximum et la longueur de liaison dans les fibres multimodes. La dispersion chromatique est le principal responsable de l'atténuation dans les fibres monomodes.
 
En gardant cela à l'esprit, nous devons toujours considérer, tester et calculer l'atténuation possible des fibres pour deen utilisant un réseau stable capable de futures mises à niveau.
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