PARTIE I : GÉNÉRALITÉS SUR LA FIBRE
OPTIQUE
Chapitre 1 : DESCRIPTION D'UNE FIBRE OPTIQUE
L'initiation d'une étude sur un objet particulier doit
être entamée par son apprentissage généralisé
en parlant de son origine, sa définition, ses structures, ses avantages
et inconvénients ainsi que le domaine de son utilisation. On parle
évidemment ici de la fibre optique qui est un support de transmission si
récent. Dans le système de communication optique, c'est la
lumière qui porte l'information à travers la fibre. Dans ce cas,
la connaissance du principe de la propagation de la lumière
s'avère aussi très importante. Tous ceux-ci font l'objet de ce
chapitre.
1.1 Historique
À l'époque des Grecs anciens, le
phénomène du transport de la lumière dans des cylindres de
verre était déjà connu.
La première démonstration scientifique du
principe de la réflexion totale interne fut faite par les physiciens
suisses et français Jean-Daniel Colladon à Genève et
Jacques Babinet à Paris au début des années 1840.
L'Irlandais John Tyndall répéta l'expérience devant la
Société Royale Britannique en 1853. À l'époque,
l'idée de courber la trajectoire de la lumière, de quelque
façon que ce soit, était révolutionnaire puisque les
scientifiques considéraient que la lumière voyageait uniquement
en ligne droite. Leur démonstration consistait à guider la
lumière dans un jet d'eau déversé d'un trou à la
base d'un réservoir. En injectant de la lumière dans ce jet,
celle-ci suivait bien la courbure du jet d'eau, démontrant ainsi qu'elle
pouvait être déviée de sa trajectoire rectiligne. Cette
expérience a permis d'envisager l'application du même principe sur
une trajectoire à base de la fibre optique.
La possibilité de transporter de la lumière le
long de fine fibre de verre fut exploitée vers 1900. Quelques
années plus tard, en 1930, Heinrich Lamm réussit à
transmettre l'image d'un filament de lampe électrique grâce
à un assemblage rudimentaire de fibres de quartz. Cependant, il
était encore difficile à cette époque de concevoir que ces
fibres de verre puissent trouver une application.
La première application fructueuse de la fibre optique
eut lieu au début des années 1950, lorsque le fibroscope flexible
fut inventé par Abraham Van Heel et Harold Hopkins. Malheureusement, la
transmission ne pouvait pas être faite sur une grande distance
étant donnée la piètre qualité des fibres
utilisées.
Les télécommunications par fibre optique
restèrent impossibles jusqu'à l'invention du laser en 1960. Le
laser offrit en effet la possibilité de transmettre un signal de faible
perte sur une longue distance.
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En 1966, Charles Kao démontra expérimentalement,
avec la collaboration de Georges Hockman, qu'il était possible de
transporter de l'information sur une grande distance sous forme de
lumière grâce à la fibre optique. Cette expérience
est souvent considérée comme la première transmission de
données par fibre optique. Cependant, les pertes dans cette fibre
optique étaient telles que le signal disparaissait au bout de quelques
mètres. Cela la rendait encore peu avantageuse par rapport au fil de
cuivre traditionnel. L'atténuation linéaire entrainée par
l'usage d'une fibre de verre homogène constituait le principal obstacle
à l'utilisation courante de la fibre optique.
En 1970, trois scientifiques de la compagnie Corning Glass
Works de New York : Robert Maurer, Peter Schultz et Donald Keck produisirent la
première fibre optique avec une atténuation linéaire
suffisamment faible pour être utilisée dans les réseaux de
télécommunications (20 décibels par kilomètre) ;
mais aujourd'hui la fibre conventionnelle affiche des pertes de moins de 0,25
décibel par kilomètre pour la longueur d'onde 1 550 nm,
utilisée dans les télécommunications.
Le premier système de communication
téléphonique optique fut installé au centre-ville de
Chicago en 1977. La première liaison optique fut réalisée
en France Paris en 1980 reliant les centraux téléphoniques des
Tuileries et Philippe-Auguste.
La fibre optique s'est, dans une première phase, de
l'année 1984 à 2000, limitée à l'interconnexion des
centraux téléphoniques, eux seuls nécessitant de forts
débits. Cependant, avec la baisse des coûts du fait de sa
fabrication en masse et les besoins croissants des particuliers en très
haut débit, on envisage depuis 1994 et 2005 son arrivée
même chez les particuliers. [3] [18]
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