Le revêtement est une couche de plastique qui entoure la fibre optique pour la renforcer, elle aide à absorber les chocs et permet une protection complémentaire contre des courbures excessives.

L'armature en fibres permet de protéger le cœur contre les forces d'écrasement et les tensions mécaniques excessives lors de l'installation.

La gaine extérieure complète la protection mécanique du cœur, elle est généralement de couleur orange, certains types présentent des couleurs noire ou jaune.

Ouverture numérique d’une fibre optique

L’ouverture numérique caractérise l’angle maximum θo que peut faire le faisceau pour assurer sa propagation dans la fibre optique.

On écrit : no.sin(θ₀) = n1.sin(θ)

On se place dans le cas où i = IL è θ = θL = π/2 – IL è sin(θL) = cos(IL)
Rappel : cos(π/2 – x) = sin(x) et sin(π/2 – x) = cos(x)

Or sin(IL)=n2/n1

è cos(θL)=n2/n1

è sin(θL) =

è sin(θ₀L) =

Sin(θ₀L) représente l’ouverture numérique d’une fibre optique.

Une grande O.N permet de coupler une grande quantité de lumière issue d’une source assez divergente (diode DEL).

Vitesse de groupe de l’onde

C’est la rapidité avec laquelle l’énergie lumineuse se propage d’une extrémité à l’autre du guide d’onde.

Vg = Vφ. cos (θ) avec 0 < θ < θL Vφ= C/n1

è V_g = C.cos (θ)/n1
è V_g mini = C.cos (θL)/n1 = C .(n2/n1)/n1 = C n2/n1²
è V_g maxi = C/n1

Différence relative des indices de réfraction Δ (donnée fabricant)

, pour n1 @ n2

Comme ON = , on peut écrire : ON = n1

Remarque : Δ s'exprime en %, soit : Δ% @ .100, en général: Δ% < 1%

Notion de mode de propagation

Un mode de propagation correspond à un rayon lumineux possédant une inclinaison donnée.

Un rayon lumineux comprend un nombre fini de faisceaux. (Lois de Fresnel)

Dans une fibre optique, les rayons dont l’inclinaison θ > θL seront perdus car ils engendrent des réfractés et s’éteignent au bout de quelques rebonds.

On appelle θn, une valeur particulière de θ comprise entre 0 et θL, associée à un mode de propagation.

Paramètre de dispersion intermodale

Soit une fibre optique de longueur L Le mode le + rapide se déplace à la vitesse Vg maxi = C/n1

è Soit un temps de déplacement mini : t_min==

Le mode le - rapide se déplace à la vitesse

è Soit un temps de déplacement maxi: t_maxi==
Soit Δt =t_maxi-t_min=-=

soit : Δt =

Δt représente l’écart de temps entre le mode le plus rapide et le plus lent.

Produit Bande Passante*Longueur

On montre que la bande passante d'une fibre s'écrit : B.P=

Soit B.P = è BP*L = = constante
Ce produit étant constant, l’usage veut qu’on exprime la bande passante en MHz par km.

Dispersion intermodale

A l’entrée de la fibre optique, on envoi une impulsion lumineuse infiniment étroite. (Dirac)
Cette impulsion excite tous les modes de propagation de la fibre (0<θn<θL)

A la sortie de la fibre, on constate que l’impulsion s’est élargie dans le domaine temporel.

è C’est le phénomène de dispersion intermodale.

Si on envoie dans le guide d’onde des impulsions lumineuses qui correspondent à la transmission d’un signal numérique, (ex :101), en sortie du guide d’ondes ces impulsions vont se déformer.

Si la durée Tb séparant 2 impulsions est suffisamment brève, les signaux se recouvrent en sortie rendant le décodage impossible. (Interférence Inter Symbole ou I.I.S.)

è Il faut augmenter la période du signal numérique.

è Le phénomène de dispersion modale se traduit par une limitation de la bande passante du guide d’onde.

Atténuation linéique

Lorsqu’on injecte, à l’entrée d’une fibre optique, une puissance Pe = P(o) sous forme d’une onde électromagnétique, cette puissance décroît avec la longueur L de la fibre optique en fonction de l'atténuation linéique α_dB/km , et à la sortie, on récupère la puissance Ps = P(L).

Soit : P(L) = P(o).10^-α.L/10

'α' dépend du matériau (plastique, silice,...) et de la longueur d'onde λ.

On montre expérimentalement que les fibres présentent une atténuation minimale (environ 0.2dB/km) pour une longueur d'onde optique de 1550nm.
(cela correspond à un minimum d'absorption d'énergie par le matériau de la fibre)

En transmission optique on définit 3 fenêtres de transmission :

Les fenêtres 1 et 2 résultent d'un compromis technico-économique entre l'atténuation apportée par la fibre et les composants optoélectroniques utilisés en fonction des applications.

La fenêtre 3 correspond à l'atténuation minimale mais exige des composants optoélectroniques très performants, elle est réservée aux applications à haut débit et longues distances.

Atténuation linéique d'une fibre optique (cœur en silice)