Quels sont les composants de la fibre optique

- Apr 12, 2019-

Quels sont les composants de la fibre optique


Quels sont les composants de la fibre optique? Une fibre optique typique comprend trois composants principaux: le noyau, qui transporte la lumière; la gaine qui entoure le noyau d'indice de réfraction inférieur et contient la lumière; et le revêtement, qui protège la fibre fragile à l'intérieur.
Coeur
Le noyau , qui porte la lumière, est la plus petite partie de la fibre optique. Le cœur de la fibre optique est généralement en verre, bien que certains soient en plastique. Le verre utilisé dans le noyau est en dioxyde de silicium extrêmement pur (SiO2), un matériau tellement transparent que vous pouvez en parcourir 5 km comme si vous regardiez à travers une fenêtre domestique.
Dans le processus de fabrication, des dopants tels que le germania, le pentoxyde de phosphore ou l'alumine sont utilisés pour augmenter l'indice de réfraction dans des conditions contrôlées.
Les noyaux de fibres optiques sont fabriqués dans différents diamètres pour différentes applications. Les âmes de verre typiques vont de 3,7 um à 200 um. Les tailles de noyau couramment utilisées dans les télécommunications sont 9um, 50um et 62.5um. Les fibres optiques en plastique peuvent être beaucoup plus grandes que le verre. Une taille de noyau en plastique populaire est 980um.
Revêtement
La gaine entoure le noyau et fournit l'indice de réfraction inférieur pour faire fonctionner la fibre optique. En cas d'utilisation d'une gaine de verre, la gaine et le noyau sont fabriqués ensemble à partir du même matériau à base de dioxyde de silicium dans un état fondu en permanence. Le procédé de fabrication ajoute différentes quantités de dopants au noyau et à la gaine afin de maintenir une différence d’indice de réfraction d’environ 1%.
Un noyau typique peut avoir un indice de réfraction de 1,49 à 1300 nm, tandis que la gaine peut avoir un indice de réfraction de 1,47. Ces nombres, cependant, dépendent de la longueur d'onde. Le coeur de la même fibre aura un indice de réfraction différent à une longueur d'onde différente.
Comme le noyau, le revêtement est fabriqué dans des diamètres standard. Les deux diamètres les plus couramment utilisés sont 125um et 140um. La gaine de 125 µm prend généralement en charge des noyaux de 9, 50, 62,5 et 85 µm. Le revêtement de 140 um a typiquement un noyau de 100 um.
enrobage
Le revêtement est la couche protectrice de la fibre optique. Le revêtement absorbe les chocs, les entailles, les éraflures et même l'humidité pouvant endommager le revêtement. Sans le revêtement, la fibre optique est très fragile. Une seule entaille microscopique dans la gaine pourrait provoquer la rupture de la fibre optique lorsqu'elle est pliée. Le revêtement est essentiel pour les fibres de verre, et elles ne sont pas vendues sans elles.
Le revêtement est uniquement protecteur. Il ne contribue en aucune manière à la capacité de la fibre optique à transporter la lumière. Le diamètre extérieur du revêtement est généralement de 250 ou 500 um. Généralement, le revêtement est incolore. Cependant, dans certaines applications, le revêtement est coloré, de sorte que des fibres optiques individuelles dans un groupe de fibres optiques puissent être identifiées.
Le revêtement présent sur une fibre optique est sélectionné pour un type de performance ou un environnement spécifique. L'acrylate est l'un des types de revêtement les plus courants. Ce revêtement est généralement appliqué en deux couches. Le revêtement primaire est appliqué directement sur le revêtement. Ce revêtement est doux et procure un coussin pour la fibre optique lorsqu'elle est pliée. Le revêtement secondaire est plus dur que le revêtement primaire et fournit une surface extérieure dure. L'acrylate présente toutefois des performances thermiques limitées. Des acrylates typiques peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 125 ° C.
Le silicone, le carbone et le polyimide sont des revêtements pouvant être trouvés sur des fibres optiques utilisées dans des environnements difficiles tels que ceux associés à l'avionique, à l'aérospatiale et à l'espace. Ils peuvent également être utilisés sur des fibres optiques conçues pour le forage minier ou pétrolier.
Normes
Bien que de nombreuses combinaisons de tailles de noyau et de gaine soient possibles, des normes sont nécessaires pour garantir que les connecteurs et les équipements peuvent être adaptés correctement. Ceci est particulièrement important lorsqu'il s'agit de composants aussi petits que ceux utilisés dans la fibre optique, où même de légers désalignements peuvent rendre le système entier inutile.
Deux organisations publient des normes définissant les performances des fibres optiques utilisées dans le secteur des télécommunications. il s'agit de la Telecommunications Industry Association (TIA) et de l'Union internationale des télécommunications (ITU). Bien que la TIA et l'UIT publient de nombreuses normes sur la fibre optique, il s'agit des normes clés avec lesquelles vous devriez être familiarisé avec ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 et ITU-T G.657.
La norme ANSI / TIA-568-C.3 s’applique aux composants de câblage de fibre optique pour locaux. Les normes ITU sont applicables aux câbles à fibres optiques monomodes. Voici leurs descriptions:
> UIT-TG.652: Caractéristiques des câbles et fibres optiques monomodes
> UIT-T G.655: Caractéristiques des câbles et fibres optiques monomodes à dispersion décalée
> UIT-T G.657: Caractéristiques des câbles et fibres optiques monomodes à dispersion décalée non nulle
Ces normes contiennent des informations importantes qui définissent les performances de la fibre optique, du câble de réseau à fibre optique et de composants tels que les connecteurs optiques et les épissures.
Matériaux
Les fibres optiques sont généralement constituées d'un noyau de verre et d'un revêtement en verre, mais d'autres matériaux peuvent être utilisés si les performances de la fibre doivent être équilibrées avec le coût d'installation de la fibre, de l'adaptation de connecteurs et de la protection adéquate contre les dommages. Dans de nombreux cas, les fibres ne doivent parcourir qu'une courte distance et les avantages d'une haute qualité, toutes les fibres de verre, deviennent moins importants que la simple économie d'argent. Il existe également des circonstances dans lesquelles les fibres sont exposées à des conditions difficiles, telles que vibrations, températures extrêmes, manipulations répétées ou mouvements constants. Différentes classifications de fibres ont évolué pour s'adapter à différentes conditions, facteurs de coût et exigences de performance.
Les principales classifications de fibres par matériau sont les suivantes :
Fibres de verre : Elles ont un noyau de verre et un revêtement en verre. Ils sont utilisés lorsque des débits de données élevés, de longues distances de transmission ou une combinaison des deux sont nécessaires. Les fibres de verre sont les plus fragiles parmi les différents types disponibles. Elles doivent donc être installées dans des environnements où elles ne seront pas soumises à de nombreux abus, ou doivent être protégées par des câbles ou des enveloppes spécifiques pour garantir leur protection. pas endommagé.
Les fibres de verre se trouvent couramment dans les applications de données longue distance et d'interconnexion et de mise en réseau interoffices.
Silice revêtue de plastique (PCS) : ces fibres ont un noyau de verre et un revêtement en plastique. Le noyau est plus grand que la fibre tout en verre; typiquement 200 µm avec une épaisseur de gaine de 50 µm. A l'instar d'une fibre optique en verre revêtu de silicium, le revêtement en plastique d'une fibre optique PCS est généralement utilisé avec un tampon thermoplastique entourant la gaine en plastique. Une spécification de fibre PCS typique serait 200 / 300µm. La gaine en plastique sert également de couche protectrice pour le noyau de verre, de sorte que le revêtement que l'on trouve normalement sur la fibre tout-verre ne fait pas partie des fibres PCS. Les fibres PCS sont généralement utilisées pour les applications de détection industrielles et les applications médicales / dentaires.
Silice à revêtement dur (HCS) : Ces fibres sont similaires aux fibres de PCS, mais elles ont un noyau de verre avec une gaine constituée d'un polymère dur ou d'un autre matériau, généralement plus résistant que les autres matériaux de gaine. La fibre de silice à revêtement dur est couramment utilisée dans les endroits où la robustesse est une considération primordiale, tels que la fabrication, l’automatisation de l’usine et d’autres endroits où les chocs et les vibrations rendraient les fibres de verre standard peu fiables. Les fibres optiques HCS sont généralement beaucoup plus grandes que les fibres optiques de verre. Une taille très populaire est 200 / 230µm.
Fibre plastique : Ces fibres ont un noyau en plastique et une gaine en plastique. Ils sont sélectionnés pour leur faible coût, leur robustesse et leur facilité d'utilisation, et ils sont installés dans les zones où une large bande passante et des distances de transmission importantes ne sont pas nécessaires. Bien que les fibres plastiques ne conviennent pas aux transmissions hautes performances longue distance, elles peuvent toujours transmettre des signaux avec des débits utiles sur des distances inférieures à 100 m. Une taille très populaire est 980 / 1000µm. La fibre plastique est généralement conçue pour des longueurs d’ondes visibles de l’ordre de 650 nm. Parmi les emplacements typiques de la fibre plastique, citons les systèmes de divertissement à domicile, les systèmes automobiles et les systèmes de contrôle de fabrication. Ils peuvent également être utilisés dans les liaisons entre ordinateurs et périphériques et dans les équipements médicaux.
Les avantages de la fibre optique en plastique à large noyau
Il est facile de s’enthousiasmer pour les capacités de transmission à large bande et à grande distance de la fibre optique en verre. Il surpasse clairement tout autre médium. Cependant, de nombreuses applications ne nécessitent pas une bande passante élevée sur de grandes distances. Il existe de nombreuses applications pour la fibre optique dans votre maison. Vous possédez peut-être déjà un système de divertissement à domicile utilisant une fibre optique plastique ou une voiture utilisant une fibre optique plastique pour connecter des périphériques audio ou un changeur de DVD. Aucune de ces applications ne nécessite une bande passante élevée sur de grandes distances. Ces applications sont idéales pour les fibres optiques en plastique à gros noyau.La fibre optique en plastique est généralement conçue pour fonctionner à une longueur d’onde visible autour de la plage de 650 nm. Pouvoir voir la lumière à la sortie de la fibre optique présente un avantage considérable. aucun équipement de test coûteux n'est requis. Un wattmètre est nécessaire pour mesurer la lumière sortant d'une fibre optique en verre fonctionnant dans le domaine infrarouge. Les compteurs électriques peuvent coûter plus cher que votre système de divertissement à domicile.
Le grand noyau de la fibre optique en plastique présente un autre avantage par rapport aux petites fibres de verre: il est facile de s’aligner sur une autre fibre, une source de lumière ou un détecteur. Imaginez que vous alignez deux cheveux humains pour que leurs extrémités se touchent et soient parfaitement centrées. Imaginez maintenant que vous faites la même chose avec deux nouilles spaghettis non cuites.


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