Chapitre
1
Introduction
Objectifs: Dans ce chapitre, vous
devriez
apprendre :
Ce que Ē fibre optique Č signifie
Comment la fibre a t dveloppe et utilise
dans les
communications
La diffrence entre la fibre optique Ē en rseau
extrieur
Č et Ē en rseau local Č
Quelques avantages de la fibre optique
Quelles sont les normes couvrant la fibre
optique
Comment travailler avec la fibre en toute
scurit
QuÕest-ce que la Ē fibre
optique Č ?
La fibre optique dsigne la technologie de
transmission
de la lumire
travers des brins de fibre hautement transparents, gnralement de
verre
ou parfois de plastique. La fibre optique est utilise
dans les
communications, lÕclairage, la mdecine, les inspections optiques et
la
conception de senseurs. La FOA est principalement intresse par la
fibre
optique de communication, de sorte que ce livre se concentre sur cette
application.
Un peu dÕhistoire
En communications, la fibre optique
fonctionne par
lÕenvoi de signaux de lumire au travers de brins de fibre de verre (ou
parfois
de plastique) de lÕpaisseur dÕun cheveu.
Tout
a commenc dans les annes 1970 dans des laboratoires de R&D
travers le
monde (Corning, Bell Labs, ITT Royaume-Uni, etc.) ; les premires
installations commerciales ont t lÕĻuvre de STC dans le Dorset, en
Angleterre, et de AT&T Chicago (Illinois, Etats-Unis), en 1976.
Au dbut
des annes 1980, des rseaux de tlcommunications par fibre
connectaient les
grandes villes sur chaque cte.
Vers le milieu des annes 80, la fibre a
commenc
remplacer toutes les connexions longues distances de types cuivre de
tlcommunication, micro-ondes et satellitaire. Dans les annes 90,
des cbles
de fibres optiques transocaniques ont remplac les satellites entre
la plupart
des continents. AujourdÕhui, la fibre est devenue rentable pour la
connexion
directe des foyers.
La tlvision par cble a dcouvert la fibre au
milieu
des annes 1990 et lÕa utilise tout dÕabord pour amliorer la
fiabilit de ses
rseaux, un gros problme lÕpoque. Ce faisant, ce secteur a
dcouvert quÕil
pouvaient offrir des services tlphoniques et dÕInternet sur la
mme fibre et a ainsi amplement agrandi leurs marchs. Tandis que les
tlphones cellulaires sÕemparaient du march, le rseau fdrateur de
leur
rseau se construisait en fibre.
Les rseaux informatiques (LAN) ont commenc
utiliser
la fibre la mme poque que les compagnies de tlphone, la fin
des annes
1970. Les connexions industrielles ont t parmi les premires
applications
tant donn que lÕimmunit de la fibre au bruit et sa capacit sur la
distance
la rendent idale pour les sols dÕusine. Les connexions entre les
crans
graphiques et les units centrales de stockage, les prdcesseurs des
SAN
(rseaux de stockage) de fibres dÕaujourdÕhui dans les centres de
traitement de
donnes, vinrent ensuite. AujourdÕhui la fibre est utilise dans la
plupart des
rseaux locaux (LAN) dÕentreprise comme rseau fdrateur, pour des
connexions
aux bureaux sur les postes de travail pour lÕingnierie et le
graphisme et pour
de nombreux points dÕaccs sans fil.
DÕautres applications ont t dveloppes :
les
connexions dÕantenne du rseau de tlphonie cellulaire, les bus de
donnes
pour les avions, bateaux et automobiles, les systmes de surveillance par
tlvision
circuit ferm (TVCC), mme des connexions pour la
stro
numrique grand public ! Les gros utilisateurs de la fibre
optique sont
aujourdÕhui les municipalits qui lÕutilisent pour la connexion des
coles, des
dpartements, des feux de circulation intelligents et les
systmes de
surveillance par tlvision circuit ferm.
Certaines offrent mme des connexions en fibre optique leurs
citoyens ou aux
entreprises.
La fibre optique est aujourdÕhui soit le support
dominant
ou le choix logique pour tout systme de communication. Les cots ont
t
rduits au point que la fibre domicile est maintenant rentable,
dÕautant plus
quÕelle donne la possibilit dÕoffrir des services (divertissement et
communications) quÕaucun autre support ne permet de proposer.
Quelle fibre optique ?
Quand vous lisez un article ou parlez
quelquÕun au
sujet de la fibre optique, il est important de savoir de quelle fibre
optique
il sÕagit. Toutes les fibres optiques ne sont pas les mmes. Notre
centre
dÕintrt principal est la fibre optique de communication, mais elle
est
galement utilise pour lÕclairage, lÕinspection dans les tests
mdicaux
non-destructifs et la ralisation de capteurs pour des prises de
mesures
physiques.
Dans les communications, il y a des fibres
optiques
Ē en rseau extrieur Č, telles que celles qui sont
utilises dans
les rseaux tlphoniques, la cblodistribution, les rseaux
mtropolitains,
les services publics, etc., et des fibres optiques Ē en rseau
local Č que lÕon trouve dans les btiments et sur les campus. De
mme que
Ē cble Č peut signifier beaucoup de choses diffrentes Š
lÕalimentation lectrique, la scurit, HVAC, tlvision circuit
ferm, LAN
ou tlphone Š les fibres optiques ne sont pas toutes les mmes. Et
cela
peut tre une grande source de confusion pour le novice. Commenons
par dfinir
nos termes.
Rseau extrieur
Les compagnies de tlphone, la tlvision par
cble et
lÕInternet utilisent tous la fibre optique, dont la quasi-totalit est
lÕextrieur des btiments et est gnralement appele rseau extrieur
(en
anglais, Ē outside plant Č, Ē OSP Č). Elle est
suspendue
des poteaux, enterre sous terre, tire dans un conduit ou mme
immerge sous
lÕeau. La plupart de ces connexions parcourt des distances
relativement
longues, dÕune centaine de mtres des centaines de kilomtres.
Les cbles pour les installations extrieures
ont souvent
un nombre trs lev de fibres, jusquÕ 288 fibres ou plus. La
conception de
ces cbles est optimise pour cette application : les cbles dans
les
conduits sont optimiss pour rsister la tension de tirage et
lÕhumidit,
les cbles enterrs sont optimiss pour rsister lÕhumidit et aux
dommages
causs par les rongeurs, les cbles ariens sont optimiss pour
permettre une
tension continue et des conditions mtorologiques extrmes et les
cbles
sous-marins sont optimiss pour rsister la pntration de
lÕhumidit.
LÕinstallation requiert un quipement spcial comme des tireurs de
cbles ou
mme des remorques pour transporter les bobines gantes de cble.
Les longues distances impliquent que les cbles
doivent
tre pisss ensemble, puisque les cbles ne sont pas fabriqus dans
des
longueurs suprieures environ 4 ou 5 km (2,5 3 miles), et la
plupart des
pissurages se font par fusion. Les connecteurs (gnralement des
modles SC ou
LC) sur des fibres amorces fabriques en usine sont pisss sur lÕextrmit
du
cble. Aprs lÕinstallation, chaque fibre et chaque raccord est
test par rflectomtrie.
Si cela vous semble cher, vous avez
raison !
LÕinstallateur a gnralement un camion ou une remorque temprature
contrle
pour lÕpissure et/ou un camion nacelle. LÕinvestissement requis
pour
un appareil dÕpissurage par fusion,
un rflectomtre optique temporel (OTDR)
et
dÕautres quipements peut tre trs lev. La plupart des
installations
tlphoniques en rseau extrieur sont faites par la compagnie de
tlphone
elle-mme, tandis quÕun petit nombre de grands installateurs
spcialiss
prennent en charge les travaux de cblodistribution, de services
publiques et
municipaux.
Cblage en rseau local
En revanche, les cblages en rseau local Š
cblages installs dans un btiment ou campus Š impliquent des
longueurs
plus courtes, rarement plus de quelques centaines de mtres,
gnralement avec
moins de fibres par cble. La fibre est principalement multimode,
lÕexception
de lÕutilisateur clair qui installe un cble hybride avec des fibres
multimodes et monomodes pour de futures applications bande passante
leve.
LÕpissure est pratiquement inconnue dans les
applications en rseau local. Les cbles entre les btiments peuvent
tre
achets avec une enveloppe double, du PE pour la protection en rseau
extrieur
sur du PVC pour les applications de construction ncessitant des
enveloppes de
cbles ignifuges, de manire ce que les cbles puissent tre tendus
en
continu entre les btiments. Les connecteurs dÕaujourdÕhui ont souvent
une
perte infrieure celle des pissures, et les cabinets de
raccordements
donnent plus de flexibilit pour les dplacements, ajouts et
modifications.
La plupart des connecteurs sont de type SC ou
ST, le LC
tant de plus en plus populaire. La terminaison se fait en installant
des
connecteurs directement sur les extrmits des fibres, principalement
en
utilisant un adhsif ou parfois par le recours des techniques
dÕpissure
prpolie. Les tests sont effectus avec une source et un mesureur de
puissance,
mais chaque installateur doit avoir un traceur de type lampe de poche
pour
vrifier la continuit et la connexion de la fibre.
Contrairement au technicien en rseau extrieur,
lÕinstallateur de cble en rseau local (qui installe souvent
galement le
cble dÕalimentation lectrique et le Cat 5/6 pour les LAN !) a
probablement un investissement relativement faible quant aux outils et
lÕquipement de test. Il y a des milliers dÕinstallateurs de cblage
qui
travaillent avec la fibre optique. Ils ont dcouvert que ce nÕest pas
Ē sorcier Č, et leur petit investissement initial dans la
formation,
les outils et lÕquipement de test est rapidement rentabilis.
Les installateurs
Quelques installateurs font les deux types
dÕinstallations, en rseau extrieur et en rseau local. Les
entreprises qui le
font sont gnralement trs grandes et ont souvent des divisions
distinctes qui
ont chacune leur propre personnel. La plupart des entrepreneurs ne
font que des
cblages en rseau local.
Fibre, cuivre ou sans fil ?
Le plus grand avantage de la fibre optique est
quÕelle
est le moyen le plus rentable de transporter de lÕinformation. La
fibre peut
transporter plus dÕinformations sur de plus longues distances en moins
de temps
que tout autre moyen de communication.
La capacit de la fibre en bande passante et en
distance
implique que moins de cbles sont ncessaires, moins de rpteurs,
moins
dÕnergie et moins dÕentretien. En outre, la fibre nÕest pas affecte
par
lÕinterfrence des rayonnements lectromagntiques, ce qui lui permet
de
transmettre des informations et des donnes avec le moins de bruit et
moins
dÕerreurs. La fibre est plus lgre que les fils de cuivre, ce qui la
rend
populaire pour les applications aronautiques et automobiles.
Le sans fil a t utilis en tant que support de
longue
distance jusquÕ ce que la fibre devienne disponible, mais le sans fil
est
limit par les frquences de transmission disponibles, de sorte que
son
utilisation comme support de longue distance a t abandonne. Le sans
fil
local a certes augment de faon exponentielle, il utilise cependant
la fibre
comme rseau fdrateur et comme connexion au systme de tlphonie
international.
Ces avantages font de lÕutilisation de la fibre
optique
le choix le plus logique pour la transmission de donnes.
Il y a vingt-cinq ans, la fibre venait dÕtre
introduite.
CÕtait cher et des techniciens de Bell Labs taient requis pour
lÕinstaller,
alors que le fil de cuivre tait facile installer. AujourdÕhui, la
plupart
des installateurs de cblage de communications font des installations
de fibre
aussi bien que de sans fil et de cuivre.
Aux vitesses que
requirent les
rseaux dÕaujourdÕhui, la fibre est si puissante qu'elle supporte
amplement la
demande; les utilisateurs peuvent esprer avec confiance un avenir
avec des
vitesses allant de dix cent gigabit. AujourdÕhui, les
oprateurs tlcoms
utilisent des lignes d'abonn numrique (LNA, en anglais Ē DSL Č) sur
cuivre,
mais celui-ci est trs limit en bande passante sur des longueurs
typiques de
raccordement dÕabonns. De plus, de nombreux fils de cuivre gs ne
peuvent
supporter les vitesses de ligne dÕabonn numrique, conduisant ainsi
lÕadoption de la fibre domicile. LÕEthernet gigabit fonctionne sur
des cbles
en cuivre de courtes longueurs dans des LAN mais seulement si ceux-ci
sont
soigneusement installs et tests.
Mais la fibre nÕest-elle pas plus chre ?
Les
oprateurs tlcoms et les cblo-oprateurs utilisent la fibre, car
cÕest en
fait beaucoup moins cher. Elle leur permet dÕoptimiser lÕarchitecture
de leur
rseau pour profiter des avantages en vitesse et distance de la fibre.
Dans des
LAN, vous devez suivre la norme EIA/TIA 568 pour la Ē fibre
centralise Č pour optimiser lÕutilisation de la fibre, et alors
elle peut
tre moins chre que le cuivre. Une installation approprie de la
fibre
aujourdÕhui dans un LAN vous donnera de bonnes chances dÕtre en
mesure de
grer les nouvelles vitesses de rseau pour les annes venir. Une
fibre, la
FDDI de 62,5/125, a dur plus longtemps que neuf gnrations de cuivre
!
Les normes facilitent les applications de la
fibre
Pour adopter une technologie, il est ncessaire
de
disposer de normes ralisables pour assurer la compatibilit du
produit. La
plupart de ce que nous appelons les normes est un ensemble de normes
volontaires cres par des groupes de lÕindustrie. Les normes ne sont
pas des Ē codes Č
ou des lois que vous devez suivre pour tre en conformit avec les
rglements
locaux, mais des lignes directrices raisonnables permettant dÕassurer
le bon
fonctionnement des systmes de communication. Les normes sont souvent
dveloppes par des groupes dans chaque pays, comme EIA/TIA ou IEEE
aux
tats-Unis, mais deviennent de plus en plus internationales sous
lÕgide dÕISO
et CEI.
Des normes comme EIA/TIA 568 (de lÕElectronic
Industries Alliance/
Telecommunications Industry Association aux Etats-Unis), qui couvre
tout ce que
vous devez savoir pour installer un cblage de rseau local standard,
sont de
bonnes lignes directrices pour la conception et doivent tre suivies
pour
assurer lÕinteroprabilit.
Les talons de mesure primaires comme pour les
mesures de
puissance optique sont fixs dans chaque pays par les organismes de
normalisation comme le NIST (National Institute of Standards and
Technology des
tats-Unis), et coordonns lÕchelle mondiale.
La seule Ē norme obligatoire Č commune
tous
les tats-Unis Š nous les appelons des rglementations Š est la NEC
770 (National Electrical Code). La NEC spcifie des normes de scurit
lectrique et de prvention des incendies qui concernent galement les
cbles
fibres optiques. DÕautres pays ont des rglementations similaires pour
la
scurit des btiments. Si un cble lÕintrieur dÕun btiment nÕa
pas de
qualification NEC Š ne lÕinstallez pas Š il ne passera pas
lÕinspection !
Une liste des normes EIA/TIA et ISO/CEI est sur
le
site internet de la Fiber Optic Association. Des informations sur les
normes
EIA/TIA peut tre trouves sur le site de la plupart des fournisseurs
de
matriel de cblage structur.
Deux questions importantes lorsquÕon travaille
avec de la
fibre
La scurit dans le travail avec la fibre
optique
DÕaucuns pensent que les lsions oculaires
rsultant du
travail avec des lasers sont la grande proccupation dans les
installations de
fibres optiques. La ralit est autre : les lasers de forte
puissance qui
brlent des trous dans le mtal ou les verrues de vos doigts ont peu
dÕintrt
pour une installation de fibre optique typique. Les sources optiques
utilises
dans la fibre optique fonctionnent gnralement des niveaux de
puissance
beaucoup plus faibles ( lÕexception des systmes de haute puissance
de multiplexage en longueur d'onde dense Š DWDM Š pour les
tlcommunications ou la cblodistribution). Bien sr, vous devez
toujours tre
prudent avec vos yeux, en particulier lors de lÕutilisation dÕun
microscope
fibre optique qui peut concentrer toute la lumire dÕune fibre dans
vos yeux.
Ne regardez JAMAIS dans une fibre moins que vous sachiez quÕaucune
lumire
nÕest prsente Š utilisez un mesureur de puissance pour le vrifier
Š et, de toute faon, la lumire est dans lÕinfrarouge, vous ne
pourrez
de toute manire rien voir !
Le problme de scurit rel est toujours les
petits
morceaux de verre qui se sparent
des extrmits des fibres quÕon termine ou pisse. Ces dchets
sont trs
dangereux ! Les extrmits coupes sont extrmement tranchantes
et peuvent
facilement pntrer votre peau. Si elles entrent dans vos yeux, elles
sont trs
difficiles retirer. Imaginez ce qui se passe si vous mangez unÉ
Portez toujours
des lunettes de scurit lorsque vous travaillez avec des fibres et
liminez
toujours soigneusement les restes de fibres.
Suivez toujours ces rgles lorsque vous
travaillez avec
de la fibre :
1. Portez toujours des lunettes de scurit pour
protger
vos yeux des dchets de fibre.
2. liminer tous les dchets correctement.
Utilisez
toujours un rcipient bien marqu pour une limination ultrieure et
travaillez
sur un fond noir qui rend les clats de verre plus facile reprer.
3. Ne les laissez pas tomber au sol o ils vont
se coller
dans les tapis ou les chaussures et tre transports ailleurs.
4. Ne mangez ni ne buvez prs de la zone de
travail.
LÕpissure et la terminaison de la fibre optique
utilisent diffrents adhsifs et produits de nettoyage chimiques dans
le cadre
de ces processus. Suivez attentivement les instructions dÕutilisation
(dtailles sur la fiche technique sant-scurit
du
produit chimique - Fiche de donnes de scurit). Rappelez-vous, mme
un simple
alcool isopropylique, utilis comme nettoyant, est inflammable.
Tolrance zro pour la poussire
Avec la fibre optique, notre tolrance pour la
poussire
est proche de zro. Les particules en suspension sont de la taille du
cĻur des fibres
monomodes, absorbent beaucoup de lumire et peuvent rayer les
connecteurs si
elles ne sont pas retires ! La poussire sur les connecteurs est
la plus
grande cause de rayures sur les connecteurs polis et des mesures de
perte
leve !
1.
Essayez de travailler dans un endroit propre. vitez de travailler
autour
des bouches de chauffage, car elles soufflent de la poussire sur
vous.
2.
Gardez toujours les capuchons de protection sur les connecteurs,
les
passe-cloisons, les cabinets de raccordements ou tout autre lment
allant tre
connect.
3.
Utilisez des nettoyants de fibres optiques spciaux ou des tampons
sans
peluches et de lÕalcool isopropylique pour nettoyer les connecteurs.
4.
Les frules sur les connecteurs/cbles utiliss pour les
tests se salissent
en grattant le matriau du manchon dÕalignement dans la douille de
raccordement
Š ce qui cre un attnuateur. Vous pouvez voir que le bord avant de la
frule du connecteur devient noir ! NÕutilisez les passe-cloisons
des
manchons dÕalignement en mtal ou cramique que pour les tests.
Vrai/faux
Indiquez si lÕaffirmation est vraie ou fausse
____
1.
La plupart des installations extrieures sont en fibre monomode.
____
2.
Les pissures sont trs rares sur les rseaux locaux.
____
3.
La fibre est utilise sur les rseaux de tlphonie longue distance
parce
quÕelle est bien meilleur march que les cbles de cuivre.
____
4. La lumire
dangereuse des cbles de
fibre optique est brillante et facilement visible.
____
5.
En plus de
lÕaffaiblissement, les
particules de poussire peuvent provoquer des gratignures sur les
bouts polis
des fibres.
Choix multiple
Identifiez lÕoption qui complte le mieux
lÕaffirmation
ou rpond la question.
____
6.
Le cblage en rseau extrieur peut tre install __________ .
A. En le tirant dans un conduit
souterrain
B. Par enterrement direct
C. En suspension arienne
D. Toutes ces rponses
____
7. Les cbles souterrains comprennent gnralement un gel,
une poudre ou un
ruban pour la protection contre __________ .
A. les frictions
B. la foudre
C. l'humidit
D. lÕabrasion de la fibre
____
8.
Les cbles renforcs ont utiliss pour les installations en extrieur
pour
__________.
A. |
Prvenir les dgts causs par les rongeurs |
B. |
Protger des dgts causs par lÕexcavation |
C. |
Augmenter la tension de tirage |
D. |
Conduire la foudre |
____
9.
La concatnation ou la jointure de deux cbles dans une longue
installation
extrieure est presque toujours faite par __________.
A. |
pissurage mcanique |
B. |
pissurage par fusion |
C. |
Installation de connecteurs sur le terrain |
D. |
Epissure de connecteurs avec fibre amorce |
____
10.
Les cbles de rseaux locaux dans des rseaux fdrateurs de LAN contiennent souvent
__________.
A. |
Seulement de la fibre multimode |
B. |
Seulement de la fibre monomode |
C. |
A la fois de la fibre multimode et monomode |
D. |
De la fibre optique plastique |
____
11.
Les cbles de rseaux locaux doivent avoir une qualification par
rapport leur
__________ pour respecter les rglements.
A. |
Force de tirage |
B. |
Rayon de courbure |
C. |
Poids sur les supports de cbles |
D. |
Retardateur de flamme |
____
12.
LÕquipement de protection que tout installateur de VDV doit toujours
porter
est __________.
A. |
Protection oculaire |
B. |
Tablier de plastique |
C. |
Gants |
D. |
Protge-chaussures |
____
13.
Les informations sur la scurit des produits chimiques utiliss dans
la fibre
optique sont __________.
A. |
Disponibles auprs du National Institutes of Health |
B. |
Dans les fiches techniques sant-scurit
fournies par le fabricant |
C. |
Obligatoirement dans toutes les botes outils dÕinstallateur |
D. |
Rarement utiles |
____
14.
Laissez toujours __________ sur les connecteurs quand ils ne sont pas
connects
un appareil ou quand les tests sont en cours.
A. |
Les adaptateurs dÕaccouplement |
B. |
Les lments de rduction des tractions |
C. |
La bande adhsive |
D. |
Les capuchons de protection contre la poussire |
Dans le Guide de rfrence online de la FOA,
lisez les
sujets de rfrence Ē Fiber
Optic
Technology Č et Ē Standards and Safety Č.
The Fiber Optic Association, Inc.
Tl : 1-760-451-3655 Fax 1-781-207-2421
E-mail : info@thefoa.org Site internet : http://www.thefoa.org