Les câbles à fibres optiques sont utilisés pour la transmission de données à haute vitesse dans une variété d'industries, en particulier les télécommunications. Mais qu'est-ce qu'un câble à fibre optique exactement ? Comment travaille-t-il ? Comment est-il construit ? Dans cet article, nous allons essayer d'apporter des réponses à toutes ces questions.

Que sont les câbles à fibre optique ?

En général, les câbles à fibres optiques ne sont pas très différents des autres types de câbles. À l'exception du fait qu'ils n'utilisent pas d'énergie (électrons), mais de lumière (photons) pour transférer des données. La transmission par fibre optique est un terme général pour la transmission d'informations sous forme de lumière.

Comment fonctionnent les câbles à fibre optique ?

Le câble à fibre optique est basé sur une âme en verre de quartz ou en fibre plastique. C'est ce noyau qui sert de conducteur principal de lumière à l'intérieur du câble. Il existe une autre couche entre l'âme du câble et sa gaine, appelée couche limite. Il sert à refléter la lumière. L'indice de réfraction affecte directement le taux de transmission du faisceau lumineux.

Vient ensuite l'enveloppe même du noyau, qui agit également comme un conducteur de rayons lumineux, mais a indice inférieur réflexions plutôt que coeur ... L'enveloppe est recouverte par la couche suivante, appelée "buffer" (tampon). Sa fonction est d'empêcher l'accumulation d'humidité à l'intérieur du noyau et de la gaine.
Enfin, la dernière couche est la gaine extérieure du câble, qui protège le câble des dommages mécaniques.

Comment les câbles à fibres optiques transmettent-ils les rayons lumineux ?

Pour la transmission de données via fibre optique, le signal électrique entrant est converti en une impulsion lumineuse à l'aide d'un convertisseur électro-optique spécial. Après cela, le faisceau lumineux commence à se déplacer le long des câbles. Au point final de son parcours, le faisceau pénètre dans le convertisseur optoélectronique, où il est converti en signaux électroniques.
Différents types de câbles à fibres optiques ont des diamètres de noyau différents. Des noyaux plus gros peuvent transmettre plus de rayons. Les câbles à fibre optique peuvent être pliés, cependant, assurez-vous que le câble n'est pas trop plié, car cela pourrait interférer avec la transmission des rayons lumineux à l'intérieur du câble.

Quels sont les types de câbles à fibre optique ?

Il existe plusieurs types de câbles à fibres optiques. Considérons-les tous.

Fibres multimodes avec profil à saut d'indice (Câbles à index échelonnés multimodes)

Les câbles multimodes à incréments d'indice sont les câbles à fibres optiques les plus simples. Ils sont constitués d'un noyau de verre à indice de réflectance constant. Ce type de câble permet la transmission simultanée de plusieurs faisceaux, qui se réfléchissent avec des intensités différentes et sont transmis le long d'un trajet en zigzag. Cependant, l'indice de réflectance reste constant.
Du fait que les faisceaux sont réfractés de manière répétée sous différents angles, le taux de transfert de données est réduit. Câbles de ce genre fournir une bande passante jusqu'à 100 MHz et permettre la transmission du signal sur une distance allant jusqu'à 1 kilomètre.Les diamètres d'âme de ce type de câble sont généralement : 100, 120 ou 400 µm.
Fibres multimodes à gradient d'indice (Câbles multimodes à gradient d'indice).

Comme le type de câble précédent, ce câble vous permet de transmettre simultanément de nombreux signaux, cependant, les signaux à l'intérieur de la fibre ne sont pas réfractés en zigzag, mais le long d'un chemin parabolique, ce qui vous permet d'augmenter considérablement le taux de transfert de données. Les inconvénients de ces câbles incluent un coût plus élevé. Les câbles de ce type sont généralement utilisés pour construire des réseaux de transmission de données à haut débit.
Diamètres des noyaux : 50 µm, 62,5 µm, 85 µm, 100 µm, 125 µm, 140 µm.

Fibres monomodes (Câbles monomodes)

Les câbles à fibres optiques monomodes ont un diamètre de noyau très petit et ne peuvent transmettre qu'un signal à la fois. L'absence de réfractions a un effet positif sur la vitesse et la distance de transmission des données. Les câbles monomodes sont assez chers, mais offrent une bande passante et une distance de transmission de données excellentes, jusqu'à 100 (Gbit/s) km.

Quels sont les avantages d'utiliser des câbles à fibre optique?
Par rapport aux câbles conventionnels, la fibre optique offre des avantages tels que :
Immunité aux interférences radio et aux chutes de tension
Augmentation du niveau de force
Transmission de données à grande vitesse sur de longues distances
Immunité aux interférences électromagnétiques
Compatible avec d'autres types de câbles

introduction

Actuellement, l'industrie des télécommunications connaît des changements sans précédent liés à la transition des systèmes orientés vers la voix aux systèmes de transmission de données, conséquence du développement rapide des technologies Internet et de divers applications réseau... Par conséquent, l'une des principales exigences de réseaux de transports pour la transmission de données, est la capacité d'augmenter rapidement leur bande passante en fonction de la croissance des volumes de trafic.

La communication numérique par câbles optiques, qui prend de plus en plus d'importance, est l'une des principales directions du progrès scientifique et technologique.

Les avantages des flux numériques résident dans leur traitement relativement aisé avec un ordinateur, la possibilité d'augmenter le rapport signal sur bruit et d'augmenter la densité du flux d'informations.

Les avantages des systèmes de transmission optique par rapport aux systèmes de transmission fonctionnant sur un câble métallique sont :

Possibilités d'obtenir des guides de lumière à faible atténuation et dispersion, ce qui signifie une augmentation de la portée de communication ;

Large bande passante, c'est-à-dire grande capacité d'information;

Le câble optique n'a pas de conductivité électrique et d'inductance, c'est-à-dire que les câbles ne sont pas exposés aux influences électromagnétiques ;

Diaphonie négligeable ;

Faible coût matériel du câble optique, son petit diamètre et son poids;

Haut secret de communication;

Possibilités d'amélioration du système tout en maintenant une compatibilité totale avec les autres systèmes de transmission.

Les chemins de ligne des systèmes de transmission à fibre optique sont constitués d'un câble unique à bande unique à deux fibres, d'un câble unique à bande unique à fibre unique et d'un câble unique multibande à fibre unique (avec multiplexage par répartition en longueur d'onde).

Considérant que la part des coûts des équipements câblés constitue une part importante du coût de la communication, et que les prix des câbles optiques restent actuellement assez élevés, se pose le problème d'augmenter l'efficacité d'utilisation de la bande passante d'une fibre optique en raison de la simultanéité transmission d'une plus grande quantité d'informations à travers elle.

Le but du travail est de considérer différentes façons augmenter la bande passante de la fibre optique.

Principes de transmission du signal sur fibre optique et principaux paramètres des fibres optiques

Principes de transmission du signal sur fibre optique

L'application des réseaux de fibres optiques repose sur le principe de la propagation à longue distance des ondes lumineuses à travers les fibres optiques. Dans ce cas, les signaux électriques porteurs d'informations sont convertis en impulsions lumineuses, qui sont transmises avec une distorsion minimale à travers la fibre lignes optiques communication (FOCL). De tels systèmes se sont répandus en raison d'un certain nombre d'avantages que FOCL a par rapport aux systèmes de transmission utilisant des câbles de cuivre ou des lignes radio comme moyen de transmission. Les avantages de FOCL incluent une large bande passante en raison de la fréquence porteuse élevée - jusqu'à 10 14 Hz. Une telle bande permet de transmettre des flux d'informations à une vitesse de plusieurs térabits par seconde. Un avantage important des FOCL sont également des facteurs tels que la faible atténuation du signal, qui permet, lors de l'utilisation technologies modernes, pour construire des sections de systèmes optiques de cent kilomètres et plus sans répéteurs, une immunité élevée au bruit associée à la faible sensibilité de la fibre optique aux interférences électromagnétiques, et bien plus encore.

Les fibres optiques sont l'un des principaux composants du FOCL. Ils sont une combinaison de matériaux aux propriétés optiques et mécaniques différentes.

La partie externe de la fibre est généralement constituée de matières plastiques ou de compositions époxy qui combinent une résistance mécanique élevée et un indice de réfraction élevé. Cette couche assure la protection mécanique de la fibre et sa résistance aux sources extérieures de rayonnement optique.

La partie principale de la fibre est constituée d'un noyau et d'une gaine. Le matériau du noyau est du verre de quartz ultrapur, qui est le principal moyen de transmission des signaux optiques. La rétention de l'impulsion lumineuse se produit du fait que l'indice de réfraction du matériau de coeur est supérieur à celui de la gaine. Ainsi, avec un rapport sélectionné de manière optimale des indices de réfraction des matériaux, le faisceau lumineux est complètement réfléchi dans le noyau.

Pour la transmission, la lumière est introduite sous un léger angle dans l'extrémité de la fibre optique. L'angle maximal de pénétration d'une impulsion lumineuse dans le coeur de fibre 60 est appelé ouverture angulaire de la fibre optique. Le sinus de l'ouverture angulaire est appelé ouverture numérique NA et est calculé à l'aide de la formule :

Il résulte de la formule ci-dessus que l'ouverture numérique NA de la fibre ne dépend que des indices de réfraction du coeur et de la gaine — n 1 et n 2. Dans ce cas, la condition est toujours remplie : n 1 > n 2 (figure 1).

Figure 1 - Propagation de la lumière dans une fibre optique. Ouverture numérique de la fibre.

Si l'angle d'incidence de la lumière b est supérieur à b 0, alors le faisceau lumineux est complètement réfracté et ne tombe pas dans le coeur de la fibre optique (Fig. 2a). Si l'angle b est inférieur à b 0, alors il y a une réflexion de la limite des matériaux du noyau autour de la coque, et le faisceau lumineux se propage à l'intérieur du noyau (Fig. 2b).

Figure 2 - Conditions de propagation de la lumière dans une fibre optique

La vitesse de propagation de la lumière dans une fibre optique dépend de l'indice de réfraction du coeur de la fibre et est définie comme :

où C est la vitesse de la lumière dans le vide, n est l'indice de réfraction du noyau.

Les indices de réfraction typiques du matériau de noyau sont compris entre 1,45 et 1,55.

Afin de transmettre la lumière à travers des guides d'ondes optiques, une source de lumière strictement cohérente est nécessaire. Pour augmenter la portée de transmission, la largeur du spectre de l'émetteur doit être aussi petite que possible. A cet effet, conviennent particulièrement les lasers qui, du fait de l'émission lumineuse stimulée, permettent de maintenir un déphasage constant à une même longueur d'onde. Du fait que le diamètre du coeur de la fibre est comparable à la longueur d'onde du rayonnement optique, le phénomène d'interférence se produit dans la fibre. Ceci peut être prouvé par le fait que la lumière ne se propage dans le verre du coeur qu'à certains angles, à savoir dans les directions dans lesquelles les ondes lumineuses introduites sont amplifiées lorsqu'elles se superposent. La soi-disant interférence constructive se produit. Les ondes lumineuses autorisées qui peuvent se propager dans une fibre optique sont appelées modes (ou ondes naturelles). Selon les types de propagation des rayons lumineux, les fibres optiques sont divisées en multimode, c'est-à-dire utilisant une série d'ondes lumineuses, et monomode, dans lequel un seul faisceau lumineux se propage. Plusieurs paramètres de base sont utilisés pour décrire la propagation de la lumière dans les fibres optiques.

L'optique ouvre de larges possibilités là où des communications à grande vitesse avec une bande passante élevée sont nécessaires. Il s'agit d'une technologie éprouvée, facile à comprendre et conviviale. Dans le domaine de l'Audiovisuel, il ouvre de nouvelles perspectives et apporte des solutions introuvables avec d'autres méthodes. L'optique a pénétré tous les domaines clés - systèmes de surveillance, centres de répartition et de situation, installations militaires et médicales et zones avec des conditions d'exploitation extrêmes. Les lignes de communication à fibre optique offrent un degré élevé de protection des informations confidentielles, permettent de transférer des données non compressées telles que des graphiques à partir de haute résolution et vidéo avec une précision au pixel près. Nouvelles normes et technologies pour les lignes de communication à fibre optique. Fibre - l'avenir des SCS (systèmes de câblage structuré) ? Nous construisons un réseau d'entreprise.

Câble à fibre optique (alias fibre optique)- il s'agit d'un type de câble fondamentalement différent des deux types de câble électrique ou cuivre considérés. Les informations le concernant ne sont pas transmises par un signal électrique, mais par un signal lumineux. Son élément principal est la fibre de verre transparente, à travers laquelle la lumière se propage sur de grandes distances (jusqu'à des dizaines de kilomètres) avec une atténuation insignifiante.

La structure du câble à fibre optique est très simple et est similaire à la structure d'un câble électrique coaxial (Fig. 1.). Seulement au lieu d'un fil de cuivre central, une fine fibre de verre (environ 1 à 10 microns de diamètre) est utilisée ici, et au lieu d'une isolation interne, une gaine en verre ou en plastique est utilisée, qui ne permet pas à la lumière de sortir de la fibre de verre. Dans ce cas, nous parlons de la réflexion dite interne totale de la lumière à partir de l'interface de deux substances avec des indices de réfraction différents (l'indice de réfraction de la coque de verre est bien inférieur à celui de la fibre centrale). Il n'y a généralement pas de tresse métallique sur le câble, car un blindage contre les interférences électromagnétiques externes n'est pas nécessaire ici. Cependant, il est parfois encore utilisé pour protection mécanique de l'environnement (un tel câble est parfois appelé câble armé, il peut combiner plusieurs câbles à fibres optiques sous une même gaine).

Le câble à fibre optique a des performances exceptionnelles sur l'immunité au bruit et le secret des informations transmises. En principe, aucune interférence électromagnétique externe n'est capable de déformer le signal lumineux et le signal lui-même ne génère pas de rayonnement électromagnétique externe. Il est presque impossible de se connecter à ce type de câble pour une écoute clandestine non autorisée sur le réseau, car cela viole l'intégrité du câble. La bande passante théoriquement possible d'un tel câble atteint 1012 Hz, soit 1000 GHz, ce qui est incomparablement plus élevé que celui des câbles électriques. Le coût du câble à fibre optique n'a cessé de diminuer et est maintenant à peu près égal au coût du câble coaxial fin.

Atténuation typique du signal dans les câbles à fibre optique aux fréquences utilisées dans réseaux locaux, varie de 5 à 20 dB/km, ce qui correspond à peu près aux performances des câbles électriques aux basses fréquences. Mais dans le cas d'un câble à fibre optique, avec une augmentation de la fréquence du signal transmis, l'atténuation augmente très légèrement, et aux hautes fréquences (surtout au dessus de 200 MHz) ses avantages par rapport à un câble électrique sont indéniables, il a simplement pas de concurrents.

Les lignes de communication à fibre optique (FOCL) permettent de transmettre des signaux analogiques et numériques sur de longues distances, dans certains cas, sur des dizaines de kilomètres. Ils sont également utilisés à des distances plus courtes et plus «gérables», comme à l'intérieur des bâtiments. Des exemples de solutions pour la construction de SCS (systèmes de câblage structuré) pour la construction d'un réseau d'entreprise sont ici : Construction d'un réseau d'entreprise : Schéma de construction d'un système de câblage structuré - Optique horizontalement. , Nous construisons un réseau d'entreprise : Schéma de construction SCS - Système de câble optique centralisé. , Nous construisons un réseau d'entreprise : Schéma de construction SCS - Système de câble optique de zone.

Les avantages de l'optique sont bien connus : ils sont immunité au bruit et aux interférences, petit diamètre de câble avec une bande passante énorme, résistance au piratage et à l'interception d'informations, pas besoin de répéteurs et d'amplificateurs, etc.
Il y avait autrefois des problèmes de terminaison de lignes optiques, mais aujourd'hui, ils sont pour la plupart résolus, de sorte que le travail avec cette technologie est devenu beaucoup plus facile. Il existe cependant un certain nombre de questions qui doivent être examinées exclusivement dans le contexte des domaines d'application. Comme pour la transmission cuivre ou radio, la qualité de la communication par fibre optique dépend de la correspondance entre le signal de sortie de l'émetteur et l'extrémité avant du récepteur. Une spécification de puissance de signal incorrecte entraîne une augmentation du taux d'erreur sur les bits pendant la transmission ; la puissance est trop élevée - et l'amplificateur du récepteur "sursaturé", trop faible - et il y a un problème de bruit car il commence à interférer avec le signal souhaité. Les deux paramètres les plus critiques d'une liaison à fibre optique sont la puissance de sortie de l'émetteur et la perte de transmission - l'atténuation dans le câble optique qui relie l'émetteur et le récepteur.

Il existe deux types différents de câble à fibre optique :

* câble multimode ou multimode, moins cher, mais de moindre qualité ;
* câble monomode, plus cher, mais présentant de meilleures caractéristiques par rapport au premier.

Le type de câble déterminera le nombre de modes de propagation, ou « chemins » que la lumière parcourt à l'intérieur du câble.

Câble multimode Le plus couramment utilisé dans les petits projets industriels, résidentiels et commerciaux, il a l'atténuation la plus élevée et ne fonctionne que sur de courtes distances. L'ancien type de câble, 62,5/125 (ces nombres représentent les diamètres intérieur/extérieur de la fibre en microns), souvent appelé « OM1 », a une bande passante limitée et est utilisé pour des taux de transfert de données jusqu'à 200 Mbps.
Récemment, des câbles 50/125 "OM2" et "OM3" ont été adoptés, offrant des vitesses de 1 Gbps à des distances allant jusqu'à 500 m et de 10 Gbps à des distances allant jusqu'à 300 m.

Câble monomode utilisé dans les connexions à haut débit (au-dessus de 10 Gbps) ou sur de longues distances (jusqu'à 30 km). Pour la transmission audio et vidéo, le plus pratique est l'utilisation de câbles "OM2".
Reiner Steil, vice-président du marketing pour Extron Europe, déclare que les lignes à fibre optique sont devenues plus abordables et plus couramment utilisées pour les réseaux intérieurs, entraînant une augmentation de l'utilisation des systèmes audiovisuels optiques. Steil déclare : « En termes d'intégration, les lignes de communication à fibre optique ont déjà plusieurs avantages clés.
Par rapport à une infrastructure de câble en cuivre similaire, l'optique permet l'utilisation simultanée de signaux vidéo analogiques et numériques, offrant une solution système unique pour travailler avec les formats vidéo existants et futurs.
De plus, depuis l'optique offre une bande passante très élevée, le même câble fonctionnera à des résolutions plus élevées à l'avenir. FOCL s'adapte facilement aux nouvelles normes et formats qui apparaissent dans le processus de développement des technologies audiovisuelles. "

Un autre expert reconnu dans ce domaine est Jim Hayes, président de l'American Fiber Optic Association, formée en 1995, qui favorise la croissance du professionnalisme dans le domaine de la fibre optique et, entre autres, compte plus de 27 000 installateurs et réalisateurs optiques qualifiés dans ses rangs. Il dit ce qui suit à propos de la popularité croissante des lignes de communication à fibre optique : « L'avantage réside dans la vitesse d'installation et le faible coût des composants. Les applications optiques sont en hausse dans les télécommunications, en particulier dans les systèmes Fiber-To-The-Home* (FTTH) avec accès sans fil, et dans le domaine de la sécurité (caméras de surveillance).
Le segment FTTH semble croître plus rapidement que les autres marchés dans tous les pays développés. Ici aux USA, les réseaux de contrôle sont construits sur l'optique trafic routier, services municipaux (administration, pompiers, police), établissements d'enseignement (écoles, bibliothèques).
Le nombre d'internautes augmente - et nous construisons rapidement de nouveaux centres de traitement de données (DPC), pour l'interconnexion desquels la fibre est utilisée. En effet, lors de la transmission de signaux à une vitesse de 10 Gbit/s, les coûts sont similaires à ceux des lignes « cuivre », mais les optiques consomment beaucoup moins d'énergie. Pendant des années, les adeptes de la fibre et du cuivre se sont battus pour la priorité dans les réseaux d'entreprise. Temps perdu!
Aujourd'hui, la connectivité WiFi est devenue si bonne que les utilisateurs de netbooks, ordinateurs portables et iPhones ont opté pour la mobilité. Et maintenant, dans les réseaux locaux d'entreprise, les optiques sont utilisées pour la commutation avec les points d'accès sans fil. "
En effet, les domaines d'application de l'optique sont de plus en plus nombreux, principalement en raison des avantages ci-dessus par rapport au cuivre.
L'optique a pénétré tous les domaines clés - systèmes de surveillance, centres de répartition et de situation, installations militaires et médicales et zones avec des conditions d'exploitation extrêmes. La réduction du coût des équipements a permis d'utiliser les technologies optiques dans les zones traditionnellement « cuivre » - dans les salles de conférence et les stades, dans le commerce de détail et dans les nœuds de transport.
Rainer Steil d'Extron commente : « Les équipements à fibre optique sont largement utilisés dans les établissements de santé, par exemple pour commuter les signaux vidéo locaux dans les salles d'opération. Les signaux optiques n'ont rien à voir avec l'électricité, ce qui est idéal pour la sécurité des patients. Les lignes de communication à fibre optique sont parfaites pour les établissements d'enseignement médical, où il est nécessaire de distribuer des signaux vidéo de plusieurs salles d'opération à plusieurs salles de classe, afin que les étudiants puissent observer le déroulement de l'opération "en direct".
Les technologies à fibre optique sont également privilégiées par les militaires, car les données transmises sont difficiles voire impossibles à « lire » de l'extérieur.
Les lignes de communication à fibre optique offrent un degré élevé de protection des informations confidentielles, permettent de transférer des données non compressées telles que des graphiques et des vidéos haute résolution avec une précision au pixel près.
La capacité de transmission longue distance rend l'optique idéale pour les systèmes d'affichage numérique dans les grands centres commerciaux, où les lignes de câble peuvent atteindre plusieurs kilomètres. Si pour une paire torsadée la distance est limitée à 450 mètres, alors pour l'optique et 30 km ce n'est pas la limite."
Lorsqu'il s'agit de l'utilisation de la fibre dans l'industrie audiovisuelle, il existe deux principaux facteurs de progrès. Premièrement, il s'agit du développement intensif de systèmes de transmission audio et vidéo basés sur IP qui reposent sur des réseaux à large bande passante - les lignes à fibre optique sont idéales pour eux.
Deuxièmement, il existe une exigence généralisée de transmettre des vidéos HD et des images informatiques HR sur des distances supérieures à 15 mètres - ce qui est la limite pour HDMI sur cuivre.
Il existe des cas où le signal vidéo ne peut tout simplement pas être «distribué» sur un câble en cuivre et qu'il est nécessaire d'utiliser la fibre optique - de telles situations stimulent le développement de nouveaux produits. Byeong Ho Pak, vice-président du marketing chez Opticis, explique : « UXGA, une bande passante de 60 Hz et une couleur 24 bits nécessitent une vitesse totale de 5 Gbit/s, ou 1,65 Gbit/s par canal de couleur. La TVHD a une bande passante légèrement inférieure. Les fabricants poussent le marché, mais le marché pousse également les joueurs à utiliser des images de meilleure qualité. Il existe des domaines d'application spécifiques qui nécessitent des écrans capables d'afficher 3 à 5 millions de pixels ou une profondeur de couleur de 30 à 36 bits. À son tour, cela nécessitera un taux de transfert d'environ 10 Gbps. "
Aujourd'hui, de nombreux fabricants d'équipements de commutation proposent des versions d'extensions vidéo (extenseurs) pour travailler avec des lignes optiques. ATEN International, TRENDnet, Rextron, Gefen et d'autres produisent divers modèles pour une gamme de formats vidéo et informatiques.
Dans ce cas, les données de service - HDCP ** et EDID *** - peuvent être transmises à l'aide d'une ligne optique supplémentaire et, dans certains cas, via un câble en cuivre séparé reliant l'émetteur et le récepteur.
La HD étant devenue la norme sur le marché de la radiodiffusion, d'autres marchés - l'installation, par exemple - ont également commencé à utiliser une protection anti-copie pour le contenu DVI et HDMI », a déclaré Jim Jacetta, vice-président senior de l'ingénierie chez Multidyne. - Avec notre appareil HDMI-ONE, les utilisateurs peuvent envoyer le signal vidéo d'un lecteur DVD ou Blu-ray vers un moniteur ou un écran situé jusqu'à 1000 mètres. Auparavant, aucun appareil avec des lignes multimodes ne prenait en charge la protection contre la copie HDCP. »

Ceux qui travaillent avec FOCL ne doivent pas oublier les problèmes d'installation spécifiques - la terminaison de câble. À cet égard, de nombreux fabricants produisent à la fois les connecteurs et les kits d'assemblage, qui comprennent des outils spécialisés, ainsi que des produits chimiques.
Pendant ce temps, tout élément du FOCL, qu'il s'agisse d'une rallonge, d'un connecteur ou d'un endroit où les câbles sont connectés, doit être vérifié pour l'atténuation du signal à l'aide d'un compteur optique - cela est nécessaire pour évaluer le budget de puissance total (budget de puissance, le indicateur calculé de l'OFCL). Naturellement, il est possible d'assembler les connecteurs de câbles fibre manuellement, "sur le genou", mais vraiment haute qualité et la fiabilité n'est garantie que lors de l'utilisation de câbles préassemblés et préassemblés qui ont subi des tests rigoureux en plusieurs étapes.
Malgré l'énorme bande passante des lignes de communication à fibres optiques, beaucoup ont encore le désir de « caser » plus d'informations dans un seul câble.
Ici, le développement va dans deux directions - le multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM optique), lorsque plusieurs faisceaux lumineux de longueurs d'onde différentes sont dirigés dans une fibre, et l'autre est la sérialisation / désérialisation des données (SerDes en anglais), lorsque le code parallèle est converti en série et vice versa.
Dans le même temps, l'équipement WDM est coûteux en raison de la conception complexe et de l'utilisation de composants optiques miniatures, mais n'augmente pas la vitesse de transmission. Les dispositifs logiques à grande vitesse utilisés dans les équipements SerDes augmentent également les dépenses du projet.
De plus, on produit aujourd'hui des équipements permettant de multiplexer et démultiplexer les données de contrôle à partir du flux lumineux total - USB ou RS232 / 485. Dans ce cas, les flux lumineux peuvent être envoyés à travers le même câble dans des directions opposées, bien que le coût de réalisation de ces "trucs" d'appareils dépasse généralement le coût d'un guide de lumière supplémentaire pour le retour des données.

Selon le domaine d'application principal, les câbles à fibres optiques sont divisés en deux types principaux:

Câble intérieur :
Lors de l'installation de lignes de communication à fibre optique dans des pièces fermées, un câble à fibre optique avec un tampon dense (pour la protection contre les rongeurs) est généralement utilisé. Il est utilisé pour construire le SCS en tant que câble principal ou horizontal. Prend en charge la transmission de données sur de courtes et moyennes distances. Idéal pour le câblage horizontal.

Câble externe :
Câble à fibres optiques à tampon serré, blindé avec du ruban d'acier, résistant à l'humidité. Il est utilisé pour la pose externe lors de la création d'un sous-système d'autoroutes externes et d'interconnexions de bâtiments individuels. Peut être posé dans des goulottes de câbles. Convient pour l'enterrement direct.

Câble fibre optique externe autoportant :
Câble fibre optique autoportant avec câble en acier. Il est utilisé pour la pose extérieure sur de longues distances au sein des réseaux téléphoniques. Prend en charge la transmission du signal de télévision par câble ainsi que la transmission de données. Convient pour les goulottes de câbles et les installations aériennes.

Avantages FOCL :

La transmission d'informations par FOCL présente un certain nombre d'avantages par rapport à la transmission par câble de cuivre. L'introduction rapide des Vols dans les réseaux d'information est une conséquence des avantages découlant des particularités de la propagation du signal dans la fibre optique.
Large bande passante - en raison de la fréquence porteuse extrêmement élevée de 1014 Hz. Cela donne la possibilité de transmettre sur une fibre optique un flux d'informations de plusieurs térabits par seconde. La bande passante élevée est l'un des avantages les plus importants de la fibre optique par rapport au cuivre ou à tout autre support.
Faible atténuation du signal lumineux dans la fibre. La fibre optique industrielle actuellement produite par les fabricants nationaux et étrangers a une atténuation de 0,2 à 0,3 dB à une longueur d'onde de 1,55 micron par kilomètre. Une faible atténuation et une faible dispersion permettent de construire des tronçons de lignes sans retransmission jusqu'à 100 km ou plus.
Le faible bruit dans le câble à fibre optique permet d'augmenter la bande passante en transmettant diverses modulations de signal avec une faible redondance de code.
Immunité élevée au bruit. Étant donné que la fibre est constituée d'un matériau diélectrique, elle est insensible aux interférences électromagnétiques des systèmes de câblage en cuivre et des équipements électriques environnants qui peuvent induire un rayonnement électromagnétique (lignes électriques, installations de moteurs électriques, etc.). Les câbles multifibres n'ont pas non plus de problème de diaphonie un rayonnement électromagnétique inhérents aux câbles en cuivre multipaires.
Poids léger et volume. Les câbles à fibre optique (FOC) sont plus légers et plus légers que les câbles en cuivre pour la même bande passante. Par exemple, un câble téléphonique 900 paires d'un diamètre de 7,5 cm peut être remplacé par une seule fibre d'un diamètre de 0,1 cm. un tel FOC sera de 1,5 cm, soit plusieurs fois moins que le câble téléphonique considéré.
Haute sécurité contre les accès non autorisés. Comme le FOC ne rayonne pratiquement pas dans la portée radio, il est difficile d'écouter les informations transmises sur lui sans perturber la réception et la transmission. Les systèmes de surveillance (contrôle continu) de l'intégrité de la ligne de communication optique, utilisant les propriétés de haute sensibilité de la fibre, peuvent désactiver instantanément le canal de communication "compromis" et déclencher une alarme. Les systèmes de capteurs qui utilisent les effets d'interférence des signaux lumineux propagés (à la fois à travers différentes fibres et différentes polarisations) ont une très grande sensibilité aux vibrations et aux faibles chutes de pression. De tels systèmes sont particulièrement nécessaires lors de la création de lignes de communication au sein du gouvernement, des banques et de certains autres services spéciaux qui imposent des exigences accrues en matière de protection des données.
Isolation galvanique des éléments du réseau. Cet avantage la fibre optique réside dans sa propriété isolante. La fibre permet d'éviter les boucles de masse électriques qui peuvent se produire lorsque deux Périphériques réseau les réseaux informatiques non isolés, reliés par des câbles en cuivre, sont mis à la terre en différents points du bâtiment, par exemple à différents étages. Dans ce cas, une grande différence de potentiel peut se produire, ce qui peut endommager l'équipement du réseau. Pour la fibre, ce problème n'existe tout simplement pas.
Sécurité contre les explosions et les incendies. En raison de l'absence d'étincelles, la fibre optique augmente la sécurité du réseau dans les raffineries de produits chimiques, de pétrole et lors de la maintenance de processus technologiques à haut risque.
Rentabilité de l'OFCL. La fibre est en quartz, qui est à base de dioxyde de silicium, un matériau répandu et donc peu coûteux, contrairement au cuivre. Actuellement, le coût de la fibre par rapport à la paire de cuivre est de 2: 5. Dans le même temps, le FOC permet de transmettre des signaux sur des distances beaucoup plus longues sans retransmission. Le nombre de répéteurs sur les longues lignes est réduit avec l'utilisation du FOC. Lors de l'utilisation de systèmes de transmission à solitons, des portées de 4000 km ont été atteintes sans régénération (c'est-à-dire uniquement avec l'utilisation d'amplificateurs optiques aux nœuds intermédiaires) à un débit de transmission supérieur à 10 Gbit / s.
Longue durée de vie. La fibre se dégrade avec le temps. Cela signifie que l'atténuation dans le câble posé augmente progressivement. Cependant, en raison de la perfection des technologies modernes pour la production de fibres optiques, ce processus est considérablement ralenti et la durée de vie du FOC est d'environ 25 ans. Pendant ce temps, plusieurs générations/normes de systèmes d'émission-réception peuvent changer.
Alimentation à distance. Dans certains cas, une alimentation à distance du nœud du réseau d'information est requise. La fibre optique ne peut pas fonctionner comme un câble d'alimentation. Cependant, dans ces cas, il est possible d'utiliser un câble mixte, lorsque, en plus des fibres optiques, le câble est équipé d'un élément conducteur en cuivre. Un tel câble est largement utilisé en Russie et à l'étranger.

Cependant, le câble à fibre optique présente également certains inconvénients :

Le plus important d'entre eux est la grande complexité de l'installation (lors de l'installation de connecteurs, une précision au micron est requise, l'atténuation dans le connecteur dépend fortement de la précision du clivage de la fibre de verre et du degré de polissage). Pour installer les connecteurs, le soudage ou le collage est utilisé à l'aide d'un gel spécial qui a le même indice de réfraction de la lumière que la fibre de verre. Dans tous les cas, cela nécessite un personnel hautement qualifié et des outils spéciaux. Par conséquent, le plus souvent, le câble à fibre optique est vendu sous forme de morceaux prédécoupés de différentes longueurs, aux deux extrémités desquels les connecteurs du type requis sont déjà installés. Il ne faut pas oublier qu'un connecteur mal installé réduit considérablement la longueur de câble admissible, qui est déterminée par l'atténuation.
Il faut également rappeler que l'utilisation de câbles à fibres optiques nécessite des récepteurs et émetteurs optiques spéciaux qui convertissent les signaux lumineux en signaux électriques et vice versa, ce qui augmente parfois considérablement le coût de l'ensemble du réseau.
Les câbles à fibres optiques permettent la division du signal (à cet effet, des coupleurs passifs spéciaux sont produits pour 2 à 8 canaux), mais, en règle générale, ils sont utilisés pour transférer des données dans une seule direction entre un émetteur et un récepteur. Après tout, toute dérivation affaiblit inévitablement considérablement le signal lumineux, et s'il y a beaucoup de branches, la lumière peut tout simplement ne pas atteindre la fin du réseau. De plus, il y a une perte interne dans le séparateur, de sorte que la puissance totale du signal à la sortie est inférieure à la puissance d'entrée.
Le câble à fibre optique est moins durable et flexible que le câble électrique. Les rayons de courbure typiques sont d'environ 10 à 20 cm, avec des rayons de courbure plus petits, la fibre centrale peut se casser. Tolère mal les câbles et les étirements mécaniques, ainsi que les effets d'écrasement.
Le câble à fibre optique est également sensible aux rayonnements ionisants, en raison desquels la transparence de la fibre de verre diminue, c'est-à-dire que l'atténuation du signal augmente. Les changements soudains de température l'affectent également négativement, la fibre de verre peut se fissurer.
Le câble à fibre optique est utilisé uniquement dans les réseaux avec une topologie en étoile et en anneau. Dans ce cas, il n'y a pas de problèmes d'appariement et de mise à la terre. Le câble assure une parfaite isolation galvanique des ordinateurs du réseau. A l'avenir, ce type de câble est susceptible de supplanter les câbles électriques, ou du moins de les supprimer fortement.

Perspectives de développement des lignes de communication en fibre optique :

En lien avec les exigences croissantes des nouvelles applications réseau, il devient de plus en plus pertinent d'utiliser les technologies de la fibre optique dans les systèmes de câblage structuré. Quels sont les avantages et les caractéristiques de l'utilisation des technologies optiques dans un sous-système de câble horizontal, ainsi que sur les lieux de travail des utilisateurs ?
Après avoir analysé l'évolution des technologies de réseau au cours des 5 dernières années, il est facile de voir que les normes de cuivre SCS étaient à la traîne de la course aux « armes réseau ». N'ayant pas le temps d'installer le SCS de la troisième catégorie, les entreprises ont dû passer à la cinquième, et maintenant même à la sixième, et non loin de l'utilisation de la septième catégorie.
Evidemment, le développement des technologies réseaux ne s'arrêtera pas là : le gigabit par poste de travail deviendra bientôt un standard de facto, et plus tard de jure, et pour les LAN (local réseaux informatiques) d'une grande ou même moyenne entreprise, 10 Gbps Etnernet ne sera pas rare.
Par conséquent, il est très important d'utiliser un tel système de câble qui permettrait de faire face facilement aux vitesses croissantes des applications réseau pendant au moins 10 ans - c'est la durée de vie minimale du SCS définie par les normes internationales.
De plus, lors du changement de normes pour les protocoles LAN, il est nécessaire d'éviter de refaire de nouveaux câbles, ce qui entraînait auparavant des coûts importants pour le fonctionnement du SCS et n'est tout simplement pas acceptable à l'avenir.
Un seul support de transmission dans SCS répond à ces exigences - l'optique. Les câbles optiques sont utilisés dans les réseaux de télécommunications depuis plus de 25 ans, en Ces derniers temps ils sont également largement utilisés dans la télévision par câble et le réseau local.
Dans un réseau local, ils sont principalement utilisés pour construire des canaux de câbles dorsaux entre les bâtiments et dans les bâtiments eux-mêmes. , tout en assurant un transfert de données à grande vitesse entre les segments de ces réseaux. Cependant, le développement des technologies de réseau modernes actualise l'utilisation de la fibre comme principal moyen de connexion directe des utilisateurs.

Nouvelles normes et technologies FOCL :

Ces dernières années, plusieurs technologies et produits sont apparus sur le marché qui permettent de faciliter et de réduire considérablement le coût d'utilisation de la fibre dans un système de câblage horizontal et de sa connexion aux postes de travail des utilisateurs.

Parmi ces nouvelles solutions, je tiens tout d'abord à souligner les connecteurs optiques à petit facteur de forme - SFFC (connecteurs à petit facteur de forme), les diodes laser planes à cavité verticale - VCSEL (lasers à cavité verticale à émission de surface) et fibres optiques multimodes d'une nouvelle génération.

Il convient de noter que le type récemment approuvé de fibre optique multimode OM-3 a une bande passante de plus de 2000 MHz/km à une longueur de rayonnement laser de 850 nm. Ce type de fibre permet la transmission en série de flux de données 10 Gigabit Ethernet sur une distance de 300 M. L'utilisation de nouveaux types de fibre multimode et de lasers VCSEL 850 nm permet de réduire le coût de mise en œuvre des solutions 10 Gigabit Ethernet.

Le développement de nouvelles normes pour les connecteurs de fibre optique a permis de rendre systèmes de fibre optique un sérieux concurrent des solutions cuivre. Traditionnellement, les systèmes à fibre optique nécessitaient deux fois plus de connecteurs et de cordons de raccordement que le cuivre - les points de télécommunication nécessitaient une surface beaucoup plus grande pour abriter les équipements optiques, à la fois passifs et actifs.

Les connecteurs optiques à petit facteur de forme, récemment introduits par un certain nombre de fabricants, offrent une densité de ports deux fois supérieure aux solutions précédentes, puisque chacun de ces connecteurs contient deux fibres optiques à la fois, plutôt qu'une comme par le passé.

Dans le même temps, la taille des éléments optiques passifs - croix, etc., et des équipements de réseau actifs sont réduites, ce qui permet de diviser par quatre les coûts d'installation (par rapport aux solutions optiques traditionnelles).

A noter que les organismes de normalisation américains EIA et TIA ont décidé en 1998 de ne réglementer l'utilisation d'aucun type particulier de connecteurs optiques à faible encombrement, ce qui a conduit à l'émergence de six types de solutions concurrentes dans ce domaine sur le marché. à la fois : MT-RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 et SCDC. Il y a aussi de nouveaux développements aujourd'hui.

Le connecteur miniature le plus populaire est le connecteur de type MT-RJ, qui possède une seule ferrule en polymère avec deux fibres optiques à l'intérieur. Sa conception a été conçue par un consortium d'entreprises dirigé par AMP Netconnect sur la base du connecteur multifibres MT développé au Japon. AMP Netconnect a déjà présenté plus de 30 licences pour la production de ce type de connecteur MT-RJ.

Une grande partie du succès du connecteur MT-RJ est due à sa conception externe, qui est similaire à celle du connecteur modulaire en cuivre RJ-45 à 8 broches. Récemment, les performances du connecteur MT-RJ se sont nettement améliorées - AMP Netconnect propose des connecteurs MT-RJ avec des clés pour empêcher toute connexion erronée ou non autorisée au système de câble. En outre, un certain nombre d'entreprises développent des versions monomodes du connecteur MT-RJ.

Les connecteurs LC de la société sont très demandés sur le marché des solutions de câbles optiques. Avaya(http://www.avaya.com). La conception de ce connecteur est basée sur l'utilisation d'une virole en céramique d'un diamètre réduit à 1,25 mm et d'un boîtier en plastique avec un loquet extérieur de type levier à verrouiller dans la douille de la prise de raccordement.

Le connecteur est disponible en version simplex et duplex. Le principal avantage du connecteur LC est sa faible perte moyenne et son écart RMS de seulement 0,1 dB. Cette valeur garantit le fonctionnement stable du système de câble dans son ensemble. Des procédures standard de collage et de polissage époxy sont utilisées pour installer la fourche LC. Aujourd'hui, les connecteurs ont trouvé leur place dans les fabricants d'émetteurs-récepteurs 10 Gbps.

Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) fabrique à la fois des connecteurs LC et MT-RJ. Selon elle, l'industrie SCS a fait son choix en faveur des connecteurs MT-RJ et LC. La société a récemment lancé les premières versions monomodes MT-RJ et UniCam des connecteurs MT-RJ et LC, qui offrent des temps d'installation rapides. Dans le même temps, pour l'installation des connecteurs UniCam, il n'est pas nécessaire d'utiliser de la colle époxy et du poly

La construction des lignes de communication à fibres optiques (FOCL) est basée sur le principe de la transmission des ondes lumineuses sur de longues distances. Dans ce cas, des signaux électriques (signaux vidéo de caméras vidéo, signaux de commande de caméra vidéo et données) sont envoyés à l'émetteur, puis convertis en impulsions lumineuses, transmettant les données avec une distorsion minimale.

Les lignes à fibre optique se sont généralisées en raison d'un certain nombre d'avantages qui sont absents lors de la transmission de signaux sur des câbles en cuivre (coaxiaux et paire torsadée) ou par radio.

Les principaux avantages de la fibre optique (FOCL) :

large bande passante
faible atténuation du signal
pas d'interférence électromagnétique
portée sur des dizaines de kilomètres
durée de vie supérieure à 25 ans

Types de fibres

Lors de la construction de lignes de communication à fibre optique (FOCL), des fibres multimodes et monomodes sont utilisées.

Il se compose d'un noyau et d'une coque. Le matériau du noyau est du verre de quartz ultrapur. La rétention de l'impulsion lumineuse se produit du fait que l'indice de réfraction du matériau du noyau (N1) est supérieur à celui de la coque (N2). C'est ainsi que le faisceau lumineux est complètement réfléchi à l'intérieur du noyau de la fibre.

Fibre multimode 50/125 nm et 62,5/125 nm permettent la transmission simultanée de plusieurs centaines de modes lumineux autorisés introduits sous différents angles. Tous les modes autorisés ont des chemins de propagation différents et, par conséquent, des temps de propagation différents. Par conséquent, le principal inconvénient est la grande valeur de la dispersion modale, qui limite la bande passante, grâce à laquelle l'émetteur à fibre optique a une courte portée. Dans les lignes de communication à fibre optique (FOCL), les données sont transmises sur une distance ne dépassant pas 4 à 5 km.

Pour réduire la dispersion de mode et maintenir une bande passante élevée, en pratique, des lignes à fibres optiques avec un profil de gradient de l'indice de réfraction de l'âme du câble sont utilisées. Contrairement aux fibres multimodes classiques, qui ont un profil de réfraction constant du matériau d'âme, cette fibre a un indice de réfraction N, qui décroît progressivement du centre vers la gaine.

Fibre monomode 9/125 nm est conçu de telle sorte qu'un seul mode fondamental puisse se propager dans le cœur. C'est pourquoi ces fibres ont Meilleure performance, et sont les plus activement utilisés dans la construction de lignes de communication à fibres optiques. Les principaux avantages sont une faible atténuation de 0,25 db / km, une dispersion de mode minimale et une large bande passante - grâce auxquelles une transmission ininterrompue des signaux électriques est assurée.

On sait depuis longtemps que les lignes de cuivre sont limitées dans leurs capacités. Le spectre en kilohertz des canaux téléphoniques peut être transmis sur des dizaines de kilomètres. Le spectre mégahertz du signal vidéo est de plusieurs centaines de mètres. Et cela dans des conditions optimales, en l'absence d'interférences. Et si, disons, une centrale électrique ou une flotte de tramways se trouve à proximité, tout devient bien pire. Bien sûr, il existe des moyens de lutter un peu avec les lois de la nature, mais une amélioration radicale avec le niveau actuel de la technologie n'est possible qu'avec le passage à des lignes de communication optiques insensibles aux interférences et au bruit. Bien entendu, les lignes en fibre ont aussi leurs limites, mais elles sont nettement supérieures à celles des lignes en cuivre. Et certainement un câble optique est de toute façon totalement insensible aux interférences électromagnétiques. De plus, il existe des câbles entièrement diélectriques qui peuvent être suspendus en conjonction avec ligne à haute tension puissance de transmission.

Quels sont les dispositifs actuels de transmission de vidéo sur fibre ?

Premièrement, la vidéo peut être numérisée et transmise sur Réseaux Ethernet, qui, eux aussi, à des distances de plus de 100 m, n'existent plus que sous forme de fibre optique. L'inconvénient de cette méthode est la distorsion importante du signal, ce qui complique grandement l'analyse ultérieure de l'image. L'avantage est la compatibilité et une large sélection de divers appareils conçus pour construire réseaux informatiques.

La deuxième option consiste à utiliser des appareils spécialisés pour la transmission de vidéo sur fibre. Aujourd'hui, ils offrent une qualité de transmission nettement meilleure. Quels sont les types d'appareils pour transmettre de la vidéo sur fibre ?

Les moins chers et les plus connus utilisent la transmission directe du signal vidéo basse fréquence sur une fibre optique. Dans ce cas, le signal à l'extrémité de réception est également soumis à une atténuation, qui n'est pas uniforme sur le spectre de fréquences. Bien sûr, cette atténuation commence à affecter beaucoup plus tard - le pire câble à fibre en combinaison avec un émetteur LED incohérent fournit une bande passante de l'ordre de 200 MHz par kilomètre. Cela signifie qu'un signal vidéo basse fréquence peut être transmis sur 10 à 20 km sans distorsion significative dans le domaine fréquentiel. Certes, il y a un autre paramètre que vous devez connaître - juste l'atténuation, qui pour les appareils bon marché à une longueur d'onde d'environ 900 nm est d'environ 3 dB par kilomètre. Malheureusement, la marge (le soi-disant budget optique) d'une paire émetteur/récepteur n'est que d'environ 50 dB à elle seule. Par conséquent, déjà à 10 km de la ligne, le rapport signal sur bruit résiduel ne dépassera pas 20 dB, ce qui est considéré comme la limite pour au moins un signal acceptable. Enfin, le niveau du signal (atténuation) lors de la transmission directe va inévitablement fluctuer en fonction de la météo, de la tension des connecteurs, et de la fatigue (vieillissement) de la fibre. Pour les appareils les moins chers, qui n'ont même pas d'AGC dans le récepteur, cela entraîne des fluctuations importantes du signal de sortie. Bien sûr, la plupart des moniteurs ont des circuits AGC intégrés, qui eux-mêmes fonctionneront au moins à + -6dB, mais de nombreux appareils comme les enregistreurs numériques peuvent être assez capricieux.

Il est clair que de tels dispositifs à transmission de signaux vidéo basse fréquence sont par définition monocanal (ils ne transmettent qu'un seul canal vidéo sur une fibre). Il convient de noter que même dans ce cas, le coût total du système peut être inférieur à celui d'un câble en cuivre, car les fibres, en particulier si un câble contient de nombreuses fibres, sont nettement moins chères (et infiniment plus compactes) qu'un câble coaxial en cuivre. .

Le prochain type de dispositif de transmission de vidéo sur fibre est la modulation de fréquence. Comme la transmission se fait sur le support, il existe des produits multicanaux. Étant donné que la bande passante du signal transmis est beaucoup plus large que celle du signal vidéo (si vous installez 4 canaux dans une fibre, la bande passante prend généralement 150 MHz), alors sur un câble bon marché avec un émetteur bon marché, la plage autorisée est d'environ 1 km, tel que le haut débit fibre, peut être aussi faible que 200 MHz * km). Par conséquent, de tels produits, même pour la transmission d'un canal, sont souvent réalisés avec des émetteurs à bande étroite ou laser destinés à la fibre monomode.

Quels sont les avantages des émetteurs FM ? La transmission modulée en fréquence est nettement moins sensible à l'instabilité de la ligne, tout comme la radio dans la bande VHF-FM est beaucoup plus propre aux interférences que dans les bandes AM. Néanmoins, aujourd'hui, ces produits ne sont presque jamais fabriqués, ils ont été remplacés par des émetteurs numériques.

Ainsi, le troisième type d'émetteurs, le plus répandu à notre époque, est numérique. Veuillez noter que ce n'est pas du tout la même chose que toutes les sortes de caméras IP. Ces appareils n'effectuent pas de compression de signal numérique, le signal numérisé est transmis directement, malgré le fait qu'il soit d'environ 150 Mbps. par canal.

L'avantage des émetteurs numériques est l'absence totale d'interférence tant que le signal arrive avec succès. Cependant, dès que le signal commence à se comparer au bruit, cela ressemble à un terrible désordre à l'écran, cachant complètement l'image. Telle est la caractéristique transmission numérique: Tant que le signal est plus grand que le bruit, la transmission est presque parfaite. Mais dès que le récepteur commence à faire des erreurs dans des bits individuels, il s'avère que des erreurs peuvent se produire presque aussi probablement dans le bit le moins significatif (il est presque invisible) et dans le bit le plus élevé (ce qui signifie que l'image sera blanche à la place de noir, ou vice versa), ou, pire encore, des erreurs dans les bits de synchronisation de surdébit conduiront au fait que les bits sont mélangés au hasard et deviendront à peu près les mêmes que si vous essayiez de recevoir la station de radio "Mayak" à la télévision .

La popularité des systèmes numériques est due à la réduction rapide des coûts des composants des réseaux informatiques. Les réseaux optiques 100 mégabits et gigabits sont si répandus que les composants nécessaires à leur production sont devenus nettement moins chers que les émetteurs basse fréquence théoriquement plus simples, mais moins courants.

De plus, pour une transmission numérique, il n'est absolument pas nécessaire de s'assurer de la linéarité de la caractéristique de transfert de l'émetteur, il fonctionne en mode binaire : soit il est allumé pleine puissance, ou complètement éteint, ce qui réduit également les exigences pour cela. C'est pourquoi les émetteurs numériques constituent aujourd'hui l'essentiel de ceux proposés sur le marché.

Quelles sont les caractéristiques de leur application ? Tout d'abord, comme vous l'avez probablement déjà remarqué, le signal numérique lui-même est très large bande. Un canal vidéo prend 150 mégabits par seconde, soit environ 70 MHz. Les émetteurs incohérents mentionnés ci-dessus à une longueur d'onde de 800-900 nm, même un canal peut transmettre un maximum de 1-2 km. Pour la transmission numérique, les lasers tels que ceux trouvés dans les lecteurs de CD sont couramment utilisés. Cependant, même les lasers ont du mal à fournir une transmission efficace sur fibre multimode. Surtout s'ils fonctionnent à une longueur d'onde de 850 nm. La fibre multimode n'est pas conçue pour transporter des signaux à large bande. La fibre multimode n'est pas conçue pour fonctionner avec des émetteurs laser. Et bien qu'en pratique cela soit possible (il existe même maintenant une fibre multimode certifiée pour fonctionner avec le gigabit Ethernet), la distance de transmission ne dépasse généralement pas 1 km. Les fabricants indiquent souvent que leurs appareils peuvent fonctionner à 2, 5, voire 10 km sur fibre multimode. En règle générale, cela signifie que des émetteurs de haute qualité sont utilisés - des lasers à 1300 nm. Cependant, la qualité du système dans son ensemble dans ce cas sera limitée non pas par l'émetteur, mais par le câble. Pire, étant donné que les fabricants de fibres ne la destinent pas à une telle application, il est presque impossible d'obtenir d'eux les paramètres de fibre nécessaires au calcul de la plage de conception (le même paramètre - mégahertz par kilomètre, qui dépend de manière significative de la composition du rayonnement et est déterminé par le constructeur pour les principaux émetteurs auxquels la fibre est destinée). Vous pourriez avoir de la chance et tout fonctionnera. Ou il peut s'avérer que même un émetteur laser puissant ne fonctionnera que sur 2-3 km, puis le signal sera perturbé lorsque les conditions météorologiques changent (parfois de manière insignifiante à partir de la température, par dixièmes de décibel, les pertes dans les connecteurs augmentent. Cela est généralement insignifiant, mais si vous travaillez à la limite de la fibre - et cela peut être la goutte d'eau).

Donc, si la distance de transmission est essentielle pour vous, vous devez utiliser des émetteurs monomodes. De plus, en termes de prix, ils diffèrent de manière insignifiante des multimodes (parfois ils ne diffèrent pas du tout dans la conception, bien que certains fabricants utilisent des émetteurs légèrement moins chers dans les multimodes, rejetés lors du contrôle des normes d'utilisation monomode). Soit dit en passant, la fibre monomode est moins chère que le multimode. C'est compréhensible, car une fibre de 9 microns contient tout simplement beaucoup moins de verre pur qu'une fibre de 50 microns.

Pourquoi la fibre multimode est-elle encore utilisée aujourd'hui ? Le fait est qu'il est un peu plus facile à connecter, surtout en cas de réparation. Il existe des connecteurs mécaniques à montage rapide qui permettent de faire sans soudure, sans colle, sans polissage. Ces connecteurs sont relativement chers (10$), ils ne sont donc pas utilisés pour des installations de masse, mais en cas de réparation, un tel connecteur est plus que approprié. Permettez-moi de vous rappeler que tous les problèmes avec la gamme d'appareils numériques sont causés précisément par la bande passante des fréquences transmises, et pas du tout par l'atténuation du signal en amplitude, et donc des pertes un peu plus importantes sur la connexion mécanique sont insignifiantes dans comparaison avec le soudage.

Pour la fibre monomode, de tels connecteurs existent également, mais ils sont encore plus chers, nécessitent une manipulation beaucoup plus soigneuse et introduisent une atténuation encore plus importante. Comment choisissez-vous? Si vous devez transmettre sur un ou deux kilomètres, vous pouvez utiliser des appareils multimodes. Si vous vous attendez à des dommages fréquents et que vous devez être réparé par du personnel moins qualifié, il est préférable d'utiliser une fibre multimode, respectivement, en concevant le système ou en vérifiant des échantillons de fibre avant de l'acheter à l'usine. Dans tous les autres cas, les appareils monomodes offriront des performances incomparablement meilleures. A titre de comparaison, je dirai que si pour la fibre multimode le haut débit est de 200-500 MHz * km dans la plage 850 nm et au mieux 2000 MHz * km dans la plage 1300 nm, alors pour la fibre monomode le haut débit prend généralement des valeurs dans la région de 20 000 MHz * km, c'est-à-dire qu'un émetteur typique à 4 canaux fonctionne de manière fiable sur environ 50 km.

À quoi d'autre devez-vous faire attention lors du choix émetteur numérique vidéo sur fibre. Peu profond. Il est souvent mentionné dans les publicités. Si non spécifié, alors 8 bits. S'il s'agit de 10 ou 12 bits, le constructeur n'hésitera pas à le souligner. Quelle est l'importance de la profondeur de bits? Cela peut parfois être important pour un signal de couleur. Cependant, non moins (et peut-être même plus) important est le taux d'échantillonnage, qu'il est peu probable que vous trouviez dans les descriptions des appareils. Et souvent, l'augmentation de la profondeur de bits se produit précisément en abaissant la fréquence d'échantillonnage. Cependant, je le répète, cela n'est important que pour un signal de couleur. Et il est très facile de vérifier la qualité de la transmission. Étant donné que le signal numérique est transmis ou non, la qualité peut être vérifiée même sur un morceau de fibre d'un mètre de long, directement sur la table. Utilisez un nuancier TV standard ou simplement un nuancier à rayures Couleurs différentes, une bonne caméra vidéo et un moniteur et voyez à quel point l'image avec l'émetteur proposé est pire par rapport à la connexion directe de la caméra au moniteur. Sur un vrai chantier, la qualité sera la même que sur un bout de fibre court.

faire attention à écart de température fonctionnement des émetteurs. Précisément des émetteurs, puisqu'ils sont généralement installés non loin des caméras vidéo, dans la rue, quelque part uniformément le long du périmètre de plusieurs kilomètres de l'objet. Assurez-vous de ne pas avoir à construire une hutte chaude pour les émetteurs. Soit dit en passant, les émetteurs Ethernet sur fibre, en règle générale, sont conçus spécifiquement pour les huttes chaudes, et les versions rares avec une plage de température industrielle sont beaucoup plus chères que les versions habituelles. Quelles sont les autres fonctionnalités ?

Pas si essentiel pour le travail, mais parfois pour rendre la vie beaucoup plus facile. Par exemple, les unités peuvent être montées dans un rack 19", ce qui est pratique dans un emplacement central encombré.

Les appareils peuvent être alimentés à partir d'une alimentation externe (c'est populaire auprès des appareils importés) ou directement à partir de 220 V. Voyez ce qui vous convient le mieux. Les alimentations à distance sont souvent telles qu'elles ne peuvent être branchées que directement dans les prises, et ce sont des connexions détachables inutiles, ce qui n'augmente pas la fiabilité du système.

Il existe des appareils universels qui peuvent être facilement montés à la fois sur un mur et dans un rack, qui fonctionnent à la fois sur fibre monomode et multimode, et peuvent fonctionner à la fois à partir de 220 volts et à partir d'une alimentation externe basse tension. Mais une telle polyvalence n'est importante que pour les distributeurs, afin de ne pas garder un grand assortiment d'appareils en stock. Dans chaque projet spécifique, on sait plus ou moins ce qui est exactement nécessaire, et certainement personne ne changera le câble pendant le fonctionnement.