Article

1 - LA FIBRE ET SON UTILISATION

2 - MODES DE PROPAGATION D'UNE FIBRE MONOMODALE

3 - PROPAGATION D'UNE IMPULSION DANS UNE FIBRE MONOMODALE

4 - EFFETS COMBINÉS DES DISTORSIONS LINÉAIRES ET NON LINÉAIRES : LES SOLITONS

5 - DISPERSION MODALE DE POLARISATION

6 - LES DIFFÉRENTS TYPES DE FIBRES RENCONTRÉES

  • 6.1 - Compromis entre dispersion et effets non linéaires
  • 6.2 - Fibre à dispersion décalée
  • 6.3 - Fibre G 652 et famille G 655
  • 6.4 - Fibres à très grande aire effective

7 - TRANSMISSION SUR PLUSIEURS MODES

  • 7.1 - Multiplexage de modes dans une fibre standard
  • 7.2 - Transmission sur fibres à plusieurs cœurs

8 - FIBRES À MAINTIEN DE POLARISATION ET FIBRES À COMPENSATION DE DISPERSION

9 - FIBRES MICROSTRUCTURÉES

10 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : E7110 v2

Fibres optiques pour télécommunications

Auteur(s) : Michel JOINDOT, Irène JOINDOT

Relu et validé le 04 févr. 2019

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Sommaire

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RÉSUMÉ

Les fibres optiques jouent un rôle majeur dans les réseaux de télécommunications modernes. Leur structure et leurs caractéristiques, la propagation des signaux et les distorsions qu’ils subissent sont décrites. Aujourd'hui ce sont les fibres classiques qui sont principalement utilisées dans les réseaux. Mais les « fibres spéciales », et en particulier les fibres microstructurées connaissent des développements intéressants.

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ABSTRACT

Optical fibers for telecommunications

Optical fibres play a major role in modern telecommunication networks. Their structure and characteristics, the propagation and distortion of signals are described. At this time, traditional fibres are the most widely used in networks. However, "special fibres" and, in particular, microstructured fibres are experiencing interesting developments.

Auteur(s)

  • Michel JOINDOT : Ancien élève de l'École polytechnique - Ingénieur en Chef des télécommunications

  • Irène JOINDOT : Ingénieur Ensi Caen - Docteur de l'Université de Montpellier, habilitée à diriger les recherches

INTRODUCTION

Une fibre optique est un guide diélectrique permettant de conduire la lumière sur une grande distance. La très grande majorité des fibres utilisées présentent une symétrie de révolution autour de leur axe et sont constituées de matériaux isotropes (verres). Notre objectif est de présenter les propriétés fondamentales de ces fibres en vue de leur application aux télécommunications, c'est-à-dire leurs propriétés concernant l'affaiblissement et la déformation subis par les signaux lors de leur propagation. Mais nous aborderons également l'étude de nouvelles structures apparues ces dernières années, les fibres microstructurées, dans lesquelles la condition d'isotropie du matériau n'est plus respectée.

C'est en 1966 que sera lancée l'idée de transporter sur de grandes distances des signaux optiques sur une fibre, mais il faudra des années pour maîtriser les procédés de fabrication et contrôler la composition des matériaux qui influe de manière décisive sur les pertes. On parviendra alors à obtenir des atténuations assez faibles pour que devienne possible la transmission des signaux sur des distances suffisamment grandes pour présenter un intérêt pratique et rendre la technique optique compétitive. Partie en 1960 de 1 000 dB/km, l'atténuation est descendue à 20 dB/km en 1975, puis 0,2 dB/km en 1984.

Comparée aux autres supports de transmission existants, la fibre optique présente une atténuation faible et quasiment constante sur une énorme plage de fréquences et offre ainsi l'avantage de bandes passantes gigantesques, permettant d'envisager la transmission de débits numériques très importants. Mais la fibre ne se réduit pas à un atténuateur parfait : la variation de l'indice de réfraction en fonction de la longueur d'onde est la cause principale de la dispersion chromatique, qui va entraîner une déformation des signaux transmis. Cet effet linéaire se manifeste d'autant plus que la distance est élevée, et la bande passante des signaux transmis importante. Aussi, tant que les atténuations des fibres ont été suffisamment grandes pour que le signal doive être régénéré avant d'avoir été notablement déformé, la dispersion a-t-elle été négligée. Avec la diminution des pertes et l'apparition de systèmes à très grande capacité, la dispersion chromatique est devenue un effet fondamental.

Les amplificateurs à fibre ont permis d'injecter dans les fibres des puissances importantes et de compenser les pertes de propagation ; la contrepartie en est l'apparition d'effets non linéaires, qui sont aussi une source de dégradation du signal, mais peuvent également être utilisés dans certaines conditions de manière positive pour compenser l'influence de la dispersion chromatique. Dans le cas général, effets linéaires et non linéaires interagissent et ne peuvent donc être isolés et traités séparément.

La fibre optique apparaît donc comme un milieu de propagation complexe, dont l'effet sur un signal ne peut être prédit qu'au moyen de logiciels de simulation : de nombreux laboratoires ont développé de tels outils.

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KEYWORDS

optics   |   communications   |   cables

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e7110


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JOINDOT (M.I.) et douze coauteurs -   Les télécommunications par fibres optiques.  -  Collection Technique et Scientifique des Télécommunications. Dunod (1996).

  • (2) - VASSALLO (C.) -   Théorie des guides d'ondes électromagnétiques.  -  2 tomes, Eyrolles, Paris (1985).

  • (3) - MARCUSE (D.) -   Loss analysis of single mode fiber splices.  -  Bell System Technical Journal, 56, p. 703-718 (1977).

  • (4) - PETERMANN (K.) -   Fundamental mode microbending loss in graded index and W fibers.  -  Optical and Quantum Electronics (GB), 9, p. 167-175 (1977).

  • (5) - AGRAWAL (G.P.) -   Non linear fiber optics.  -  Academic Press New York (1989).

  • (6) - MOLLENAUER (L.F.), EVANGELIDES (S.G.), HAUS (H.A.) -   Long distance soliton propagation using lumped amplifiers and dispersion shifted fibers.  -  ...

1 Conférences

Deux conférences majeures se tiennent chaque année, au cours desquelles sont présentées les dernières avancées dans le domaine de la recherche en télécommunications optique :

  • ECOC (European Conference on Optical Communications) qui a lieu dans une ville européenne en septembre. L'adresse du site est http://www.ecocxxxx.org où xxxx désigne l'année ;

  • OFC (Optical Fiber Communications Conference) qui a lieu aux États Unis en février mars http://www.ofcnfoec.org

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2 Normes et standards

Recommandations concernant les divers types de fibres optiques pour les télécommunications disponibles sur le site de l'Union Internationale des Télécommunications (UIT) à l'adresse http://www.itu.int/rec/T-REC-G.652/fr

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3 Annuaire

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