Systèmes de communication optique

Ce dernier chapitre du tutoriel sur les principes fondamentaux regroupe tout ce que nous avons appris jusqu’à présent. Pour résumer :

• Chapitre 1 : nous avons présenté la fibre optique et son rôle dans la connexion du monde.
• Chapitre 2 : nous avons examiné la composition d’une fibre pour voir de quoi elle était faite. Nous avons également exploré certaines des caractéristiques les plus importantes de la lumière et de la fibre optique.
• Chapitre 3 : nous avons expliqué la différence entre distingué les fibres monomodes et les fibres multimodes.
• Chapitre 4 : nous avons examiné les différents types de connecteurs.
• Chapitre 5 : nous avons éclairci le sujet des sources optiques laser et LED.

Un système de communication optique intègre tous ces concepts et représente la manière dont ils interagissent entre eux. Cela implique de transformer un signal électrique en signal optique, de transmettre un ou plusieurs signaux le long d’un chemin optique, d’amplifier le signal en cours de route et enfin de recevoir et d’interpréter les données à l’autre extrémité. La manière de faire a évolué avec le temps et prend en compte différentes technologies et applications (réseaux métropolitains et longue distance). Les systèmes modernes sont beaucoup plus complexes que leurs prédécesseurs. Dans un premier temps, nous examinerons les systèmes monomodes, qui permettent la transmission d’un seul signal sur de longues distances. Nous verrons ensuite comment le multiplexage a révolutionné ce processus et permet à présent d’envoyer plusieurs signaux sur une seule fibre longue distance monomode.

Systèmes monomodes

SCHÉMA DU SYSTÈME MONOMODE

Les systèmes monomodes ont été développés comme le premier moyen de transmission d’un signal sur un flux de données unique sous forme optique. La caractéristique déterminante de ce modèle est qu’un seul signal peut être transmis sur une seule longueur d’onde à la fois. Un émetteur optique transforme initialement un signal électrique en signal optique et le transmet sur le chemin optique. A l’autre extrémité, un récepteur optique transforme le signal optique en signal électrique. Le signal doit impérativement être amplifié afin d’être transmis sur de longues distances. .

Comme nous l’avons vu au chapitre 2, un signal s’affaiblit naturellement lors de son cheminement le long d’une fibre. Le signal optique étant prédéterminé et prévisible, il peut être régénéré et reconstitué dans sa forme d’origine autant que nécessaire – en fonction de la perte dans le système. Les amplificateurs sont des dispositifs placés le long du chemin optique à des intervalles spécifiques lorsque la transmission est faible mais toujours compréhensible. Ils transforment le signal de son état affaibli à sa forme et taille d’origine, lui permettant ainsi de parcourir des centaines voire des milliers de kilomètres pour atteindre sa destination. Les amplificateurs sont des composants cruciaux des systèmes longue distance et sous-marins permettant de couvrir des distances très longues.

SCHÉMA DE L’AMPLIFICATEUR

Systèmes de multiplexage par répartition de longueur d’onde

SCHÉMA DU SYSTÈME WDM

Avec le temps, nous avons compris comment combiner plusieurs signaux en un flux afin de pouvoir transmettre plus de données simultanément sur un chemin optique. Ceci est possible grâce à un processus appelé multiplexage. Il existe différents types de multiplexeurs et ils reposent tous sur le même principe: combiner plusieurs signaux sur un seul chemin de transmission. Le type de multiplexage que nous allons étudier est le multiplexage en longueur d’onde (WDM). Ce multiplexeur – parfois appelé « multiplexer » – combine de manière sélective plusieurs signaux sur différentes longueurs d’onde et les transmet simultanément sur un même chemin optique. À l’extrémité réceptrice du système optique, un démultiplexeur – ou demux – récupère le signal et le sépare en ses composants d’origine. Les multiplexeurs sont extrêmement pratiques car ils étendent la capacité du réseau sans ajout de fibre supplémentaire.

Il existe de nombreux types de multiplexage en longueur d’onde, mais les deux plus courants sont : grossier (CWDM) et dense (DWDM). La paire est similaire, mais diffère par le champs du spectre optique qu’elle couvre ainsi que par l’espacement entre les canaux de ce champ. En général, le CWDM est moins onéreux mais utilise des lasers moins précis. Les canaux sont plus espacés. Le prix du format DWDM est plus élevé, mais permet de créer beaucoup plus de canaux dans la même fibre. Le multiplexage est un sujet vaste qui pourrait faire l’objet d’un chapitre. Les discussions sur les composants, les applications, les longueurs d’ondes, les équipements et les diagrammes seront traités prochainement.

Merci d’avoir suivi les chapitres de ce tutoriel. Ceci conclut la série sur les principes fondamentaux qui est axée sur les concepts de base de la communication par fibre optique. Si vous ne l’avez pas déjà fait, regardez les versions vidéo des chapitres pour une meilleure expérience. Restez à l’affût pour la prochaine série du Centre d’apprentissage LambdaGain!