Après l’âge du cuivre, la fibre optique

Nous entendons souvent parler de la fibre optique, mais concrètement quel est le fonctionnement, que savons-nous de cette technologie qui est synonyme de très haut débit ?

Tout commence en 1840,

M. Colladon ingénieur genevois, montra lors d’une expérience que la lumière suit le jet d’eau. Jusqu’alors nous pensions que la lumière n’allait uniquement en ligne droite (nous reviendrons sur ce point un peu plus loin dans l’article).

fontaine Colladon
Un simple vase rempli d’eau, avec une lampe devant le trou.

Si nous mettons un laser (lumière très concentrée) et zoomons sur le jet qui sort du vase nous voyons la lumière « rebondir » sur les parois du jet d’eau et reste confinée :

fontaine Colladon

Ce même principe constitue désormais la base des fibres optiques utilisées dans les systèmes de communication modernes. Dans une gaine (comme l’eau) on emprisonne le faisceau lumineux.

En 1966,

L’idée émerge de faire passer grâce à la lumière, les informations. Le gros problème de l’époque est la perte de données qui s’effectue à cause du manque de précision. Il aura fallut de nombreuses années pour que la fibre optique soit à peu près au point. Un autre problème que les premiers chercheurs ont eu du mal à résoudre c’est son fonctionnement sur de longues distances.

Aujourd’hui

C’est grâce à l’amplification de la lumière dans la fibre optique que les problèmes ont été résolus : le laser. Ce dernier permet avec une plus grande amplitude de pouvoir être diffusé sur de grandes distances. De plus, la concentration des particules permet une meilleure direction et maniabilité d’où la baisse des pertes de données contre les parois du câble.

La lumière et la fibre optique

La lumière est donc le principal élément de la fibre optique, c’est elle qui transporte toutes les informations.
Normalement, la lumière se propage en ligne, et sans dévier, c’est pourquoi elle est conduite dans un tuyau à gaine réfléchissante, pour lui permettre de se propager quelle que soit la disposition de la fibre optique.
La lumière transportée dans la fibre optique n’arrive pas toujours au bout, elle est quelques fois malheureusement perdue. Mais plus le diamètre de la fibre sera petit, moins le risque de perte de lumière sera grand, car l’angle d’incidence de la lumière sur la gaine sera très faible (cf. schéma ci-dessous).

rayon optique dans une gaine

La quantité possible de lumière transportée sera également inférieure. Pour vous expliquer la réflexion de la lumière dans la fibre optique, nous avons fait ce petit schéma :
La fibre optique a de gros avantages par rapport à son concurrent direct, le conducteur électrique en cuivre. L’atténuation du signal dans celle-ci est bien inférieure à celle dans un câble cuivré. Pour finir, le débit maximum de la fibre optique est très nettement supérieur à celui qui peut être obtenu dans un simple conducteur électrique.

Quelle est la couleur de la lumière utilisée dans une fibre optique?

La lumière est une onde. En fonction de la longueur d’onde, elle change soit de couleur soit de type. L’Homme ne peut voir qu’une partie de ces ondes. Celles qui sont comprises entre 400 nanomètres et 750 nanomètres.

longueur ondes

En dessous de 400 nm, il y a les ondes ultraviolets, rayons X et gamma. Au dessus de 750 nm, il y a les rayons infrarouges. C’est, après les 750 nm, au alentour des rayons infrarouges, que se situe les longueurs d’ondes utilisées pour la fibre optique. Nous ne pouvons donc pas les voir.

Et vous, quelle couleur vous pensiez ?

 

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