Dossier 38 –Réseau communicant 1

LA FIBRE OPTIQUE

Équipements électriques d’un pavillon

Savoirs électrotechniques associés : S0.2

Capacités à développer : C1.3

S4 Réseau communicant habitat tertiaire

Le pré-câblage en fibre optique est en France obligatoire pour les nouvelles constructions dont le permis de construire est délivré depuis le 1er janvier 2010 pour les bâtiments de plus de 25 logements et depuis le 1er janvier 2011 pour les bâtiments jusqu’à 25 logements.

L’arrêté du 16 décembre 2011, modifié par arrêté du 17 février 2012, relatif à l’application de l’article R.111-14 du code de la construction et de l’habitation stipule :

Que chaque bâtiments ou locaux à usage professionnel doivent être équipés de lignes de communications électroniques à très haut débit en fibre optique desservant chacun des logements ou locaux. Ces lignes relient chaque logement, avec au moins une fibre par logement. Dans les zones à forte densité l’obligation peut être portée jusqu’à quatre fibres par logement ou local.

Les lignes mentionnées aux alinéas précédents doivent être placées dans des gaines ou passages réservés aux réseaux de communications électroniques.

DOSSIER

38

PROBLÉMATIQUE

PBO : point de branchement optique ou BE : boitier d’étage

PTO : point de terminaison optique

sour

ce :

lafib

re.in

fo

sour

ce :

lafib

re.in

fo

2

23

1

1 Généralités

Une fibre optique est un fil de plastique ou de verre qui a la propriété de conduire la lumière. La lumière s’y déplace suivant les lois de la réfraction.

La fibre optique utilise le principe de la réflexion totale pour transporter la lumière. Ainsi le rayon lumineux qui arrive dans la fibre est réfléchi tout le long de la fibre.

1 Constitution.

La fibre optique est composée de trois parties :

www.leoni-fiber-optics.com

Good mechanical protection is usually needed for using fibers

in a variety of different applications.

For smaller lengths (<200 m), we offer a range of different pro-

tective tubes from the simple PVC tube to the costly metal corru-

gated tube (see chapter "Tubes and loose tubes" from page 204).

The fibers are pulled into the tube. For longer lengths (>200 m) it

is possible to manufacture a cable.

Info

An increase of up to 2 dB/

km in the fiber attenuation

value is to be expected

when fibers are combined

into cables.

LargeCore fiber cable specifications

I-V (ZN) H 1 I-V (ZN) Y A-V (ZN) 11YI-V (ZN) Y

2x1

I-V (ZN) H

2x1

Order no. depends on fiber, on request

Construction

outer jacket material FRNC PVC PUR PVC FRNC

buffer tube material – – – – –

no. of fibers 1 1 1 2 1

outer Ø [mm] 2.2 2.2 3.0 2.2 x 4.5 2.2 x 4.5

Mechanical properties

min. bending radius [mm] depends on fiber, on requestmax. pull force [N] depends on fiber, on request

Thermal properties

operating temperature [°C] depends on fiber and material, on request

25

Larg

eCor

e

FiberConnect® FiberSwitch®FiberTech® FiberSplit®

1 Le coeur en silice ou plastique

2 La gaine en silice ou plastique

3 Le revêtement de protection en polymère

2 Les différentes fibres optiques.

Monomode Multimode

Classe B A1 A2 A3 A4

Coeur Silice Silice Silice Silice Plastique

Gaine Silice Silice Silice Plastique Plastique

Indice Saut Gradient Saut Saut Saut

Applications Longues distances - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Courtes distances

On distingue 3 types de fibres selon le mode de propagation des rayons.

Fibre monomode (Débit 100Gbit/s - portée max : 100km - affaiblissement 0.5dB/km)

Fibre de faible diamètre de coeur, évitant la dispersion des rayons, ceux-ci se propagent donc dans l’axe de la fibre. Elle est généralement utilisée dans des connexions réseau longue distance (Liaison inter-continent).

Fibre multimode à saut d’indice (Débit 100Mbit/s - portée max : 2km - affaiblissement 10dB/km)

La propagation se fait par réflexions successives.

Dans ce cas de figure, les rayons ne se propagent pas tous selon le même chemin, ce qui entraine un étalement des impulsions. Celles-ci risquent de se chevaucher en sortie de liaison. C’est la fibre la plus ordinaire on la retrouve dans les réseaux locaux.

Fibre multimode à gradient d’indice (Débit 1Gbit/s - portée max : 2km - affaiblissement 10dB/km)

Dans ce type de fibre l’indice du coeur diminue progressivement du centre vers sa périphérie, ce qui compense les différences de trajet. L’étalement des impulsions est nettement plus faible.

Ce type de fibre a un débit plus important et donc une largeur de bande plus importante.

C’est la plus utilisée pour les liaisons informatiques (réseaux LAN).

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urce

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gue

LEO

NI

Fibr

e op

tique

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re.e

leec

.web

Dossier 38 –Réseau communicant 3

2 Principe d’une liaison fobre optique

1 Éméteur / Récepteur.L’émeteur et le récepteur sont des matériels actifs. Ils permettent de transmettre et de recevoir le signal.

Le signal électrique est transformé en signal lumineux pour l’éméteur et le signal lumineux en signal électrique pour le récepteur. (voir le synoptique ci’dessous)

La lumière utilisée dans la fibre optique n’est pas de la lumière visible. Les longueurs d’onde les plus utilisées

sont :

Pour les fibres multimodes : 850 et 1300nm

Pour les fibres monomodes : 1310 & 1550nm

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In the simplest scenario, a transmission link of optical fibers

comprises:■■ optical transmitter ■■ optical waveguide■■ optical receiver

Schematic diagram of optical signal transmissionSchematic diagram of optical signal transmission

In telecommunications, the optical transmitter typically emits

a power of less than 0 dBm. The receivers are usually sensitive in

the range from –20 to –30 dBm.

Typical components:■■ optical transmitter: LEDs or laser diodes (VCSEL – advantage:

little beam divergence, greater modulation rates compared

with LED)■■ optical receiver: PIN diodes or avalanche diodes

The wavelength ranges in which a fiber type exhibits particularly

low absorption (attenuation) is called the optical window. The

table below lists the optical windows for POF and glass fibers

with the respective semiconductor materials used.

Silicon (Si)

Germanium (Ge)

InGaAs

λ =520 nm 1st opt. window, POF

x – –

λ = 570 nm 2nd opt. window, POF

x – –

λ =650 nm 3rd opt. window, POF

x – –

λ =850 nm 1st opt. window, glass fiber

x x x

λ =1300 nm 2nd opt. window, glass fiber

– x x

λ =1550 nm 3rd opt. window, glass fiber

– x x

The criteria by which the most suitable fiber is selected will be

explained with reference to a few examples.

For example, in an optical bus system in a car, the most impor-

tant factor is that the garage technicians are able to perform

simple repairs on the fiber system used without first having

to undertake extensive specialist training. For this reason and

because of the cost, the POF is the preferred fiber for this appli-

cation.

However, the exceptional ray quality at the output of a PM fiber

for the visible range of light is utilised for the precision illumina-

tion of a cell for examination under a fluorescence microscope.

Fibers with a moderate to large core diameter made from very

pure fused silica glass are used in the transmission of power for

material processing to ensure that there is no degradation of

the fiber due to the high energy density.

2. Fiber types

Prin

cipl

es

Traitement du signal : Electrique/lumière

Traitement du signal : Lumière/élec-trique

Éméteur Récepteur

Fibre optique

Les longueurs d’ondes se situent dans les infrarouges

Principe d’une liaison optique : source EXPERIDE

4

2 Le cordon ou la jarretière.

Le cordon permet de raccorder deux équipements sur une courte distance. Il est composé d’un câble à jarretière et d’un connecteur à chaque extrémité.

Les conecteurs les plus utilisés sont :

Le connecteur SC.

Le connecteur LC est utilisé pour les installations denses, en télécommunication ou dans les réseaux LAN. Il existe différente version de ce connecteur.

Le connecteur ST utilisé dans les installations de réseaux locaux.

source : catalogue LEONI

Il existe de nombreux connecteurs (SMA, FC, ESCON...) leur choix dépendent du type de raccordement, du type d’application et des équipements actifs.

3 Le câble en fibres optiques.Le câble à fibre optique permet de raccorder deux éléments d’un point du réseau à un autre. En fonction des distances, de la topologie, le câble peut passer par des fourreaux, des chemins de câble pour arriver jusqu’aux baies ou aux coffrets muraux tout en préservant les fibres des l’influences externes, même en cas d’utilisation dans des conditions mécaniques et thermiques sévères. Le câble permet le regroupement de 2 à plus de 800 fibres.

CABLE BREAKOUT : C’est un câble qui regroupe plusieur jarre-tières protégés par une gaine extérieure.

CABLE A TUBE : C’est un câble dont les fibres sont assemblées dans des tubes par lot de 6 à 12.

CABLE OPTIQUE TUBE CENTRAL : Ce câble est souvent utilisé pour des liaisons inter-bâtiment de faible capacité.

CABLE MICROGAINE : Dans ce câble les fibres sont assemblées dans des micro-gaines par lot de 6 à 12. Il est plus souple et moins volumineux que le câble à tube. Utilisé sur des longues distances : plusieurs centaines de km.

source : catalogue LEONI