Fibre optique - Définition

Applications

Utilisation pour les télécommunications

câble sous-marin en fibre optique

La fibre optique grâce aux performances avantageuses qu'elle permet, est utilisée de plus en plus à l'intérieur des réseaux de télécommunications. Avec le boum de l'internet et des échanges numériques son utilisation se généralise petit à petit jusqu'à venir chez le particulier.

Du fait de leur besoin, les opérateurs et les entreprises ont été les premiers acquéreurs de fibres optiques. Elle est particulièrement apprécié chez les militaires pour son insensibilité aux IEM (Interférences électromagnétiques) mais aussi pour sa légèreté.

Il faut cependant distinguer les fibres multimodes et monomodes. Les fibres multimodes sont réservées aux réseaux informatiques à courtes distances (datacenter, entreprises et autres) alors que les fibres monomodes sont installés pour des réseaux à très longues distances. Elles sont notamment utilisées dans les câbles sous-marins qui relient une partie des continents. En arrivant dans les habitations via le réseau FTTH, la fibre optique apporte une révolution dans les télécommunications directement aux particuliers.

À la base une fibre optique est un guide-onde. C'est donc l'onde qui se propage dans la fibre optique qui est modulée pour contenir une information. Le signal lumineux est codé en variation d'intensité. Pour les courtes distances, et une optique à bas-coût, une simple DEL peut jouer le rôle de source émettrice tandis que sur des réseaux hauts débits et à longue distance, c'est un laser qui est de préférence utilisé.

Utilisation dans les réseaux informatiques

Historiquement, les réseaux informatiques locaux ou LAN, qui permettaient de relier des postes informatiques qui jusque là ne pouvaient pas communiquer entre eux, furent construits avec des câbles réseaux à base de fils de cuivre. Le gros inconvénient de ces câbles est qu'ils sont très sensibles aux perturbations électromagnétiques en tout genre (ascenseurs, courants forts, émetteurs, ...). Dans des milieux à forte concentration d'ondes, il devenait donc difficile d'utiliser ce type de câbles même en les protégeant par un blindage. Mais surtout, inconvénient majeur : le signal électrique qu'ils transportent s'atténue très rapidement. Si l'on veut relier deux équipements distants ne serait-ce que de quelques centaines de mètres (pour relier deux bâtiments entre eux par exemple), cela devient compliqué car le signal n'est presque plus perceptible une fois arrivé à l'autre bout du câble.

Sauf cas particuliers liées notamment à des contraintes électromagnétiques spécifiques, les réseaux locaux (quelques dizaines de mètres) sont généralement réalisés sur du cuivre. Lorsque la distance entre deux machines augmente, il devient intéressant d'utiliser une fibre optique. Une fibre optique peut notamment relier deux bâtiments, ou constituer un maillon d'un réseau informatique local, régional, continental, ou intercontinental.

La fibre optique fut très vite introduite dans les réseaux informatiques pour pallier les points faibles des câbles de cuivre. En effet, la lumière qui y circule n'est pas sensible aux perturbations électromagnétiques et elle s'atténue beaucoup moins vite que le signal électrique transporté sur du cuivre. On peut ainsi facilement relier des équipements distants de plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres. Elle reste efficace dans des environnements perturbés et ce, à des débits au moins dix fois supérieurs aux simples câbles réseaux. Seul inconvénient : son prix parfois dissuasif en fonction du type de fibre choisi.

Types de fibres optiques

Dans les réseaux informatiques, --comme avec la paire de cuivre-- les fibres vont toujours par deux : l'interface d'une machine utilise une fibre pour envoyer des données et l'autre fibre pour en recevoir.

Plusieurs types de fibres optiques sont aujourd'hui utilisés dans les réseaux informatiques :

• monomode ou multimode,
• avec des tailles de cœur et de gaine variables. La plus commune : la 50/125, fibre multimode, a un cœur de 50 microns de diamètre pour une gaine de 125 microns,
• avec des types de connecteurs différents : ST (section ronde à visser), SC (section carrée clipsable), LC (petite section carrée clipsable), ou MTRJ (petite section carrée clipsable).

Amplification optique

Les fibres dopées sont utilisées pour amplifier un signal. On les trouve également dans les laser à fibres. Les fibres à double-gaine sont de plus en plus utilisées pour le pompage optique de haute puissance.

Capteurs

Suite à des travaux de recherche dans les années 80, les fibres optiques peuvent être utilisées dans le domaine des capteurs :

• le gyromètre à fibre optique est un instrument utilisé par les navires, les sous-marins, les avions ou les satellites pour donner la vitesse angulaire. Il contient des fibres à maintien de polarisation;
• un réseau de Bragg inscrit dans une fibre optique peut donner des informations de contrainte ou de température.

Domaine de l'éclairage

Dès les années 1970, la fibre optique fut utilisée dans des luminaires décoratifs à variation de couleur. À partir des années 1990, la fibre optique est utilisée pour véhiculer la lumière sur un trajet de quelques dizaines de centimètres depuis une source vers l'objet à mettre en valeur, permettant d'obtenir des éclairages ponctuels et discrets, pouvant être élégamment intégrés à une vitrine de présentation, et offrant l'avantage de rayonner très peu d'infrarouge, limitant ainsi le risque d'élévation de température à l'intérieur de la vitrine, néfaste aux œuvres d'art.

Médecine

Un type d'endoscope, appelé fibroscope, utilise de la fibre optique pour véhiculer l'image de la zone à explorer jusqu'à l'œil du médecin réalisant l'examen exploratoire.