TÉLÉCOMMUNICATIONSTechnologies optiques

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Le développement des télécommunications s'est caractérisé par l'utilisation d'un domaine de fréquences de plus en plus vaste, depuis les quelques kilohertz des premières lignes téléphoniques jusqu'aux quelques dizaines de gigahertz des liaisons radio. Il était donc a priori logique que la lumière puisse être utilisée afin de prolonger le spectre. Elle ne pouvait cependant devenir un moyen de télécommunication que dans la mesure où il était possible de moduler une source optique à des fréquences élevées et de transmettre les signaux sur un support stable et peu atténuant. Le premier problème a été résolu par la mise au point des dispositifs à semiconducteurs comme les lasers et le second par les fibres optiques.

Les fibres optiques

Une fibre optique est un guide diélectrique qui conduit la lumière sur une grande distance. Elle est habituellement à symétrie de révolution autour d'un axe et constituée de matériaux isotropes (verres) disposés en plusieurs couches avec des indices de réfraction différents (fig.1). Le cœur de la fibre, qui a un indice de réfraction plus fort que la gaine, piège la lumière : un rayon lumineux lancé dans ce milieu subit une réflexion totale chaque fois qu'il touche l'interface cœur-gaine.

Fibres optiques

Photographie : Fibres optiques

Photographie

Peu sensible aux perturbations électriques extérieures, la fibre optique permet d'établir des liaisons et des échanges de données numériques très rapides sur de longues distances. 

Crédits : Asharkyu/ Shutterstock

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Structure d'une fibre optique et profils d'indice

Dessin : Structure d'une fibre optique et profils d'indice

Dessin

En a, structure schématique d'une fibre optique et ses caractéristiques. En b, quelques profils d'indice. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Historique

C'est en 1966 que fut 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 l'atténuation (pertes) du signal transmis. On parviendra alors à obtenir des atténuations assez faibles pour que devienne possible la transmission des signaux sur des distances suffisamment grandes pour rendre la technique optique compétitive. Partie en 1960 de 1 000 décibels par kilomètre (dB/km), l'atténuation est descendue à 20 dB/km en 1975 puis à 0,2 dB/km en 1984.

Comparée aux autres supports de transmission, la fibre optique moderne présente une atténuation faible et quasi constante sur une large plage de fré [...]


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Fibres optiques

Fibres optiques
Crédits : Asharkyu/ Shutterstock

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Structure d'une fibre optique et profils d'indice

Structure d'une fibre optique et profils d'indice
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Atténuation d'une fibre optique

Atténuation d'une fibre optique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Impact de la dispersion chromatique sur une impulsion

Impact de la dispersion chromatique sur une impulsion
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : ingénieur de l'École nationale supérieure de Caen, habilitée à diriger des recherches
  • : ingénieur des télécommunications

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Pour citer l’article

Irène JOINDOT, Michel JOINDOT, « TÉLÉCOMMUNICATIONS - Technologies optiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/telecommunications-technologies-optiques/