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RÉSUMÉ
Alors que les besoins en données explosent et que les connexions électriques traditionnelles atteignent leurs limites, les interconnexions optiques s’imposent comme une solution révolutionnaire pour des transmissions à haute vitesse et à faible consommation dans les télécommunications et les systèmes informatiques de nouvelle génération. Cet article décrit les principes physiques régissant les transmissions optiques. Il expose les paramètres et les avantages intrinsèques d'une transmission sur fibre optique et présente une analyse comparative des liaisons optiques avec les liaisons sur cuivre.
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Mathias PEZ : Directeur Technique Radiall Inc., Wallingford, CT, États-Unis
INTRODUCTION
Nos habitudes sociales et sociétales ont considérablement changé avec l’avènement des réseaux sociaux de ce début de XXIe siècle. Avec elles notre environnement « communicatif » a évolué vers une prédominance d’un mode interactif et numérique. La société actuelle est une féroce consommatrice de données en tout genre (vidéo à la demande, réseaux sociaux, etc.). Pour preuve, selon une récente étude américaine, la consommation de data par habitant aux États-Unis et en Europe est très supérieure à 10 Gb (10 milliards de bits) par jour. Par exemple, le streaming vidéo en 4 K représente à lui seul environ 2,5 G par heure.
Derrière nos messages ou nos vidéo instantanés se cachent d’immenses centres de calculs, de stockage et de traitement des données qui doivent assurer l’analyse, le brassage et le transfert de ces données en temps réel. L’apparition des technologies d’IA générative et la généralisation des équipements connectés ont fait exploser la demande en transmission de données de manière exponentielle. Les supports de transmission classique comme le cuivre ne sont plus compatibles avec ces besoins, et les supports de transmission sur fibre optiques ont naturellement pris le relais pour assurer le besoin en débit instantané nécessaire aux infrastructures. Les fibres optiques ont largement supplanté les liaisons sur cuivre pour les applications à très haut débit et ce, même sur courtes distances.
Cet article reprend les principaux supports de transmission que sont les câbles électriques et les fibres optiques. Il présente les caractéristiques physiques et les systèmes de ces supports de transmission et détaille les principales applications. Il compare les différentes grandeurs limitatives liées aux liaisons guidées et présente une analyse de ces performances vis-à-vis du système ou de l’application.
Il introduit aussi les liaisons non guidées ou liaisons en espace libre et les compare aux liaisons guidées.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des notations et des symboles utilisés.
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MOTS-CLÉS
communications optiques medium de transmission fibres optiques compraison des supports de transmission
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2003 par Mathias PEZ
- Version archivée 2 de oct. 2015 par Mathias PEZ
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Glossaire4. Conclusion générale
Une conclusion globale sur les différents supports de transmission avec les différentes techniques de communication n’est pas aisée, car elle fait appel à un grand nombre de contraintes et de compromis à trouver. Le tableau 6 établit les principaux avantages et inconvénients à prendre en compte pour le choix du dispositif de communication. Les cases signalées par (−) donnent les inconvénients des domaines et des techniques de communications en ligne vis-à-vis des colonnes, alors que les cases signalées par (+) donnent les avantages des domaines et des techniques en colonnes vis-à-vis des lignes.
Ainsi les principaux inconvénients des transmissions optiques en espace libre vis-à-vis des transmissions optiques guidées (case (a)) sont : la nécessité d’avoir en vision directe l’émetteur et le récepteur, un alignement précis, et une grande dépendance du support de transmission aux perturbations atmosphériques qui est de plus variable dans le temps.
Pour synthétiser, il existe trois secteurs d’application dans lesquels les systèmes de communications électrique et optique ne sont plus en concurrence :
-
dans le domaine des télécommunications à longue distance, les transmissions optiques sont prédominantes grâce à la faible atténuation et à la très grande bande passante des fibres optiques ;
-
dans le domaine de la diffusion encore appelé radiodiffusion, les transmissions radioélectriques sont prédominantes grâce à la faible directivité des antennes et à la faible sensibilité aux perturbations électromagnétiques ;
-
dans la communication inter-satellites, où les liaisons optiques sont prédominantes.
Dans les autres domaines, les deux techniques sont en concurrence et une étude minutieuse des avantages/inconvénients de leurs utilisations doit être menée en regard de l’application.
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Conclusion générale
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUPTA (T.) - Copper interconnect technology. - Édition Springer (2009).
-
(2) - CRISP (J.) - Introduction to copper cabling : applications for telecommunications. - Datacommunication and networking, Elsevier Science (2002).
-
(3) - ZIEMANN (O.) et al - Plastic optical fiber handbook. - Édition Springer (2008).
-
(4) - SENIOR (J.M.) - Optical fiber communications. - Prentice Hall (1992).
-
(5) - MAURY (J.) - Étude et caractérisation d’une fibre optique amplificatrice et compensatrice de dispersion chromatique. - Thèse de doctorat de l’université de Limoges (2003).
-
(6) - POF Reprint series Vol1#27 – POF WDM Components and Systems. - IGI consulting Group (2002).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Base de données internet sur les développements des fibres optiques plastiques
Organisation IEEE
Sites des fabricants de fibres optiques :
-
Corning
-
Draka Fiber
Encyclopédie en ligne sur les fibres optiques
http://www.rp-photonics.com/dispersion_shifted_fibers.html
Norme IEEE Ethernet (IEEE-802.x)
http://www.ieee802.org/3/ba/public/
CORDIS Site d'information de la Communauté européenne sur les projets de recherche lié à l'optique, les télécommunications et autres
ESA : Site internet...
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