Ici, nous traitons de toutes les catégories de réseau et avec tous les types de support de transmission. Et nous ne négligeons aucun aspect de la sécurité. Que ce soit à la maison ou au bureau.

Qu'est-ce qu'un réseau télécoms?

Un réseau de télécommunication est un réseau d'arcs (liaisons de télécommunication) et de nœuds (commutateur, routeur, ...), mis en place de façon à ce que des messages puissent être transmis d'un bout à l'autre du réseau au travers de multiples liaisons.

Les liaisons d'un réseau de télécommunication peuvent être réalisées grâce à des systèmes de transmission hiérarchiques.

Exemples de réseaux de télécommunication :

• réseau informatique ;

• Internet ;

• le réseau téléphonique commuté ;

• le réseau numérique à intégration de services (RNIS)

• le réseau de téléphonie mobile public terrestre

• le réseau Télex mondial ;

• le réseau aéronautique ACARS ;

• le réseau Antares de la sécurité civile française.

Bon à savoir : Qu'est-ce qu'une ligne "louée"

On appelle lignes "louées" des lignes spécialisées (notées parfois LS) qui permettent la transmission de données à moyens et hauts débits (64 Kbps à 140 Mbps) en liaison point à point ou multipoints (service Transfix).

En Europe, on distingue cinq types de lignes selon leur débit :

• E0 (64Kbps),

• E1 = 32 lignes E0 (2Mbps),

• E2 = 128 lignes E0 (8Mbps),

• E3 = 16 lignes E1 (34Mbps),

• E4 = 64 lignes E1 (140Mbps)

Aux états-unis la notation est la suivante :

• T1 (1.544 Mbps)

• T2 = 4 lignes T1 (6 Mbps),

• T3 = 28 lignes T1 (45 Mbps).,

• T4 = 168 lignes T1 (275 Mbps).

La fibre optique: Le top des média de transmission

La fibre optique est un moyen de transport de choix pour les données numériques.

• Quel en est le principe ?

• Quels sont ses avantages et ses inconvénients ?

• Pourquoi est-ce le véhicule incontournable pour les très hauts débits ?

Pourquoi faire ?

Pour faire un tuyau dans lequel on peut faire passer de la lumière.

Nous avons vu que la lumière avait une certaine tendance à se propager en ligne droite. Pour transporter de l'information d'un point quelconque vers un autre point quelconque, ce n'est pas très pratique; un tuyau, c'est mieux, ça peut faire des virages.

Comment faire ?

Dans un premier temps, on va faire simple, une lumière incohérente et pas forcément monochromatique, dans une fibre construite sans trop de précautions.

Le principe de base, c'est le coup du dioptre. la fibre de verre va être gainée d'un autre matériau tel que le dioptre ainsi formé soit avantageux pour nos besoins, à savoir:

• Un angle critique le plus grand possible (tel que nous l'avons défini dans la page précédente), ceci afin de supprimer autant que possible tout rayon difracté.

• Des absorptions d'énergie les plus minimes possibles lors de la réflexion sur le dioptre.

Je vous entends me dire: "Oui, et dans les virages ?" Parce que c'est bien le but, prendre des virages. Dans les virages, c'est l'angle d'incidence qui va être malmené. Il faut s'arranger pour ne pas passer l'angle critique. Naturellement, tel que c'est dessiné ici, il y aura forcément des rayons qui arriveront dans le virage avec un angle trop grand et il y aura donc un rayon difracté, perdu pour tout le monde.

Personne n'a jamais dit que les fibres optiques transmettaient la lumière sans pertes ! Et ce n'est d'ailleurs pas la seule source de pertes.

Il serait possible de faire des calculs pour définir, en fonction du rayon de courbure, du diamètre de la fibre et de l'indice de réfraction, les pertes d'énergie lumineuse...
Nous n'allons pas le faire, mais en regardant le schéma ci dessus, on comprend bien que plus de diamètre du cœur de la fibre sera petit, plus on minimisera les risques d'un angle d'incidence trop grand. D'un autre côté, ce sera plus délicat de faire passer dans cette fibre une quantité de lumière donnée. C'est le même problème que dans un tuyau de plombier, à débit constant (m³/s), plus le diamètre sera petit, plus il faudra augmenter la pression.

Les problèmes qui arrivent...

Le premier arrivé attend l'autre

Ce n'est pas la peine de faire des calculs compliqués pour voir sur l'illustration que les divers rayons qui vont pénétrer dans la fibre vont suivre des chemins différents, plus ou moins longs suivant le nombre de réflexions subies. Comme ils vont tous à la même vitesse (du moins pour une longueur d'onde donnée), ils ne vont pas tous arriver à l'autre bout en même temps.

De plus, on pourra assister à des phénomènes d'interférences.

Un Kilomètre à pied...

La nature du "verre" et celle du dioptre font qu'il y a des pertes dans la fibre. Pertes dues à la "turbidité" du verre et pertes dues aux réflexions. Il ne faudra pas s'attendre à ce que la longueur utile d'une fibre optique soit infinie.

La lumière se disperse

Le verre et ses équivalents sont des milieux dispersifs. La vitesse de propagation va varier en fonction de la longueur d'onde. Si l'on introduit une lumière qui n'est pas monochromatique, on va récupérer en sortie plusieurs lumières "différentes" et ça ne va pas aider à reconstituer le signal.

Au final...

Tous ces inconvénients vont imposer des limites d'utilisation:

• Une "bande passante" maximale. Si l'on envoie des impulsions lumineuses, elles seront récupérées avec une certaine distorsion et si cette distorsion devient trop grande, on ne pourra plus reconstituer l'information. Nous comprendrons mieux cet effet sur les illustrations qui suivent.

• Une longueur maximale. Il est assez compréhensible que, plus la fibre va être longue, plus ces perturbations vont être observées. Pour une performance attendue, il y aura une longueur maximale définie, en fonction des technologies utilisées.

Les parades

Il va falloir construire des fibres capable de limiter le plus possible ces problèmes. 

La fibre multi mode

Dans cette famille, nous trouvons deux sous catégories:

La fibre à saut d'indice.

C'est la plus "ordinaire". Le cœur a un relatif gros diamètre, par rapport à la longueur d'onde de la lumière (de l'ordre du µm dans l'infrarouge). Tous les inconvénients vus plus haut se manifestent ici. Observez l'allure de l'impulsion de sortie, comparée à celle de l'impulsion d'entrée. Ce sont bien entendu des informations non quantitatives.

La fibre à gradient d'indice

Ici, deux améliorations sont apportées:

• Le diamètre du cœur est de deux à quatre fois plus petit.

• Le cœur est constitué de couches successives, à indice de réfraction de plus en plus grand. Ainsi, un rayon lumineux qui ne suit pas l'axe central de la fibre est ramené "en douceur" dans le droit chemin.

Comme vous pouvez l'observer, les résultats sont déjà de meilleure qualité.

La fibre mono mode

C'est le "top". Le diamètre du cœur est très petit, les angles d'incidence le sont donc aussi. Les résultats sont excellents, mais, compte tenu de la faible section de cette fibre, seul la lumière laser est ici exploitable. Il n'y a pas de miracle, c'est la solution la meilleure, mais aussi la plus onéreuse.

Illustrations extraites du site: www.httr.ups-tlse.fr/pedagogie/cours/fibre/fotheori.htm
Site que je vous invite par ailleurs à visiter si vous souhaitez en savoir plus sur ce domaine. (Et sur d'autres domaines aussi).

Quelques questions habituelles

La fibre optique coûte-t-elle cher ?

Non. Par rapport au câble en cuivre, elle aurait même tendance à coûter moins cher. En revanche, la connectique et les convertisseurs d'énergie électrique/lumineuse et réciproquement à placer aux extrémités coûtent cher, très cher même, suivant les technologies mises en oeuvre.

La fibre optique est-elle bidirectionnelle ?

Oui. Cependant, on ne l'utilise souvent que dans un seul sens, pour simplifier les convertisseurs placés aux extrémités.

Si l'on souhaite exploiter une fibre optique dans les deux sens, il faudra:

• Utiliser des longueurs d'onde différentes pour chaque sens.

• Utiliser des extrémités capables de capter de la lumière pour la convertir en électricité ET émettre de la lumière en fonction d'un signal électrique. C'est réalisable, mais ça a un coût.

Peut-on passer plusieurs informations différentes dans la même fibre et les récupérer à l'autre bout intactes ?

Oui, il y a même deux méthodes pour le faire:

• Si l'on utilise plusieurs longueurs d'ondes lumineuses. Là aussi, ça a une incidence sur la complexité des équipements aux extrémités. C'est du multiplexage spatial, à rapprocher du "large bande" sur le cuivre ou la HF.

• On peut également faire du multiplexage temporel.

Quels sont les principaux avantages de la fibre optique ?

• La fibre optique est totalement insensible aux rayonnements électromagnétiques dans lesquels nous baignons.

• L'atténuation du signal est inférieure à celle d'un conducteur électrique et les distances couvertes sans nécessité d'installer des amplificateurs sont bien plus grandes.

• La bande passante est généralement bien supérieure à celle que l'on peut obtenir avec un câble électrique.

La fibre optique est-elle fragile ?

Pas particulièrement. C'est la connectique qui peut l'être. Le seul problème, c'est le rayon de courbure minimum qui la rend assez peu souple d'emploi pour les installations "volantes".

Quelles performances peut-on en attendre ?

D'une grosse centaine de Méga bits par seconde, comparable à ce que l'on sait faire avec du cuivre, au record actuel (à l'heure où ces lignes sont écrites) détenu par Alcatel:10,2 Tbit/s (10 200 Gbit/s), sur une distance de 100 kilomètres. Un autre record: 3 Tbit/s (3 000 Gbit/s), sur une distance record de 7 300 kilomètres