Les réseaux optiques

Les réseaux optiques permettent de transporter des signaux sous forme optique et non électrique, à la différence des réseaux classiques. Les avantages de l’optique sont nombreux, notamment parce que les signaux sont mieux préservés, puisqu’ils ne sont pas perturbés par les bruits électromagnétiques, et que les vitesses sont très importantes. Ce chapitre examine les techniques de transport de signaux sur la ﬁbre optique puis le multiplexage en longueur d’onde, qui permet une augmentation très importante des capa- cités d’une ﬁbre optique, et enﬁn les techniques de transport des trames. Considérée comme le support permettant les plus hauts débits, la ﬁbre optique est une technologie aujourd’hui bien maîtrisée.

Dans les ﬁls métalliques, on transmet les informations par l’intermédiaire d’un courant électrique modulé. Avec la ﬁbre optique, on utilise un faisceau lumineux modulé. Il a fallu attendre les années 60 et l’invention du laser pour que ce type de transmission se développe. Une connexion optique nécessite un émetteur et un récepteur. Différents types de composants sont envisageables. La ﬁgure 12.1 illustre la structure d’une liaison par ﬁbre optique. Les informations numériques sont modulées par un émetteur de lumière, qui peut être :• Très faible atténuation, qui permet d’envisager un espacement important des points de régénération des signaux transmis. Le pas de régénération est supérieur à 10 km, alors que, sur du câble coaxial, il est de l’ordre de 2 à 3 km. Un système en ﬁbre optique débitant plusieurs gigabits par seconde utilisé sur une longueur d’onde de 0,85 µm présente un affaiblissement de 3 dB/km, ce qui donne un pas de régénération de près de 50 km.

Excellente qualité de la transmission. Une liaison par faisceau lumineux est, par exemple, insensible aux orages, aux étincelles et au bruit électromagnétique. Cette immunité au bruit est un des principaux avantages de la ﬁbre optique, laquelle est particulièrement recommandée dans un mauvais environnement électromagnétique. Le câblage des ateliers et des environnements industriels peut ainsi être effectué en ﬁbre optique.• Difﬁcultés de raccordement aussi bien entre deux ﬁbres qu’entre une ﬁbre et le module d’émission ou de réception. En laboratoire, on peut réaliser des connexions pour lesquelles les pertes sont inférieures à 0,2 dB. Sur le terrain, il faut faire appel à des connecteurs amovibles, qui demandent un ajustement précis et occasionnent des pertes supérieures à 1 dB. De ce fait, lorsqu’on veut ajouter une connexion à un support en ﬁbre optique, il faut couper la ﬁbre optique et ajouter des connecteurs très délicats à placer. Le passage lumineux électrique (voir ﬁgure 12.2) que l’on ajoute fait perdre les avantages de faible atténuation et de bonne qualité de la transmission.

Le multiplexage en longueur d’onde, qui consiste à faire transiter dans une même ﬁbre plusieurs longueurs d’onde en parallèle ou encore ce que l’on peut appeler plusieurs couleurs en même temps. On trouve facilement sur le marché des multi- plexages en longueur d’onde jusqu’à une centaine de couleurs. La limite actuelle est de l’ordre de mille longueurs d’onde sur une même ﬁbre optique. Avec mille longueurs d’onde, la ﬁbre est totalement remplie, et de nouveaux progrès ne pourront être effectués que si une découverte importante est réalisée pour augmenter encore le nombre de longueurs d’onde.

1 km et celles à gradient d’indice jusqu’à 1 GHz sur 1 km. Les ﬁbres monomodes offrent la plus grande capacité d’information potentielle, de l’ordre de 100 GHz/km, et les meilleurs débits, mais ce sont aussi les plus complexes à réaliser. On utilise généralement des câbles optiques contenant plusieurs ﬁbres. L’isolant entourant les ﬁbres évite les problèmes de diaphonie entre les différentes ﬁbres. Le monde de la ﬁbre optique est toujours en pleine évolution. De nombreuses recherches sont en cours, dont certaines ont déjà abouti. On réalise notamment des commutateurs de paquets optiques, dont l’utilisation pourrait se révéler particulièrement intéressante à l’avenir pour augmenter encore la souplesse de commutation dans la ﬁbre optique.

Les coûts du matériel et de l’installation freinent cependant son emploi dans les réseaux d’accès, même si elle est devenue le médium physique le plus répandu dans les cœurs de réseau. Son insensibilité aux perturbations électriques rend son utilisation nécessaire dans certains environnements fortement perturbés ou dans des situations spéciﬁques, comme le câblage d’une entreprise souhaitant qu’aucun rayonnement ne puisse être détecté à distance à partir des câbles. En effet, il est possible de détecter les signaux dans un câble métallique à l’aide d’équipements ad hoc, du fait du rayonnement des ondes électriques qui circulent dans le câble.