La technologie de la fibre optique connaît un développement rapide ou ramifié de six types de lignes de réseau.
Actuellement, la technologie de fabrication avancée des fibres optiques se développe rapidement. Aujourd'hui, elle permet non seulement d'assurer une transmission d'informations plus stable et fiable, ainsi qu'une redondance suffisante, mais aussi de répondre aux besoins de Communication par fibre optique Pour un débit haut débit élevé et une réduction des dommages non linéaires, la technologie des communications par fibre optique devrait se développer, si elle continue de progresser au rythme actuel, dans tous les domaines, tels que la fibre à onde complète, la fibre optique multimode, la fibre à cristal photonique et la fibre optique polymère.
Fibre optique à onde complète
Face à la demande croissante de bande passante pour les fibres optiques, l'industrie des communications s'efforce de trouver des solutions pour éliminer le pic d'absorption de l'eau, lié à l'expansion continue des besoins en bande passante des six types de lignes de réseau. La technologie de fabrication de la fibre optique à onde complète (All-WaveFiber) vise essentiellement à minimiser ce pic d'absorption dû aux ions OH⁻. Cette technologie de production spécialisée permet d'abaisser considérablement le pic d'atténuation de la fibre monomode standard, situé aux alentours de 1383 nm.
Du point de vue de l'opérateur de réseau, la fibre optique à onde entière permet d'utiliser la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (WDM). L'espacement des canaux étant d'environ 20 nm, on obtient une bande passante plus importante pour le réseau. Parallèlement, les performances des filtres et des lasers sont considérablement réduites, ce qui diminue drastiquement les coûts de déploiement. L'avènement de la fibre à onde entière a considérablement dynamisé les communications optiques. Grâce à la large bande passante utilisable, il est possible de la diviser en différents segments de communication et de les exploiter séparément. On peut prévoir que cette fibre optique à onde entière sera utilisée dans la construction des réseaux métropolitains à l'avenir.
Le désir humain de disposer de réseaux de communication à haut débit est insatiable. Face à une demande en bande passante qui croît de façon exponentielle, la fibre optique à onde entière suscite un intérêt croissant dans le secteur. Ses nombreux avantages sont largement reconnus par l'industrie des communications.
Fibre multimode
Avec l'avènement du Gigabit Ethernet, le réseau Ethernet passera également de Gbps à 10 Gbps. Les progrès des technologies de communication ont considérablement favorisé le développement de la fibre optique multimode. Le cœur de la fibre multimode, plus large (50 ou 62,5 µm), peut transmettre différents modes de propagation. Les fibres multimodes courantes sont : 50/125 µm (norme européenne) et 62,5/125 µm (norme américaine). Ces dernières années, l'utilisation de la fibre multimode a connu une croissance très rapide, principalement grâce au développement progressif des technologies de communication par fibre optique. Ce développement, notamment des éléments d'interconnexion optique parallèle, a également fortement stimulé la croissance du marché des câbles multimodes courte portée, contribuant ainsi à l'augmentation continue de la part de marché de la fibre multimode.
Fibre à cristal photonique
La fibre à cristal photonique (PCF) a été proposée par S.T.J. Russell et ses collaborateurs en 1992. Composée de quartz, la PCF présente une structure où les trous d'air axiaux sont uniformément répartis le long de son axe central. Vue de son extrémité, la fibre présente ainsi une structure périodique bidimensionnelle. Si un trou est endommagé ou manquant, la lumière peut s'y propager. La PCF se distingue des fibres monomodes classiques par sa composition en quartz perforé de trous d'air. Elle est également appelée fibre optique creuse ou fibre optique microstructurée. Grâce à ses propriétés de dispersion et de non-linéarité particulières, la PCF trouvera de nombreuses applications dans le domaine des communications optiques.
La caractéristique remarquable des fibres à cristal photonique (PCF) est leur structure rationnelle, qui leur permet de supporter une transmission monomode sur toutes les longueurs d'onde. Ce phénomène de transmission monomode infinie est bien expliqué théoriquement. Il est toutefois nécessaire que la taille des trous d'air soit suffisamment petite et que le rapport entre l'ouverture et l'espacement des trous ne dépasse pas 0,2. Au-delà de cette taille, les PCF se comportent comme des fibres optiques classiques et présentent un phénomène de transmission multimode aux courtes longueurs d'onde.
Une autre caractéristique des fibres à cristal photonique (PCF), utilisées par les fabricants de lignes de réseau de type super six, est leur dispersion singulière. Des solitons optiques de 850 nm ont été produits avec succès dans les PCF, et l'on s'attend à ce que les longueurs d'onde futures soient encore réduites. Par ailleurs, certaines entreprises ont développé de nouvelles fibres à cristal photonique, notamment la fibre à bande interdite photonique à guide d'ondes d'air creux (Air-GuidingPhotonicBandgapFiber). Le cœur de cette fibre est creux et, grâce à l'air servant de guide d'ondes, la lumière peut se propager dans une bande interdite de transmission spécifique. On trouve également la fibre Yb à double gaine et à haute ouverture numérique (DoubleClad High NA Yb Fiber). Cette fibre optique peut être utilisée dans les lasers à fibre ou les amplificateurs à fibre. De plus, sa photosensibilité permet la réalisation de réseaux de Bragg.
Fibre optique polymère
Actuellement, le réseau de communication principal repose sur la fibre optique. Cependant, dans le cadre du déploiement de la fibre optique jusqu'au domicile (FTTH), cette dernière présente des difficultés majeures. En effet, le cœur de la fibre optique étant très fin (6 à 10 m), le couplage et l'interconnexion des fibres optiques posent des problèmes techniques, car l'alignement exige une grande précision. Par conséquent, pour les connexions à courte distance, l'accès au réseau par l'utilisateur est problématique.
La fibre optique polymère (POF), grâce à son grand diamètre de cœur (0,2 à 1,5 mm), permet l'utilisation de connecteurs à injection économiques et simples. Sa robustesse et sa flexibilité sont excellentes, et sa grande ouverture numérique permet l'utilisation de sources laser bon marché. Avec de faibles pertes dans le spectre visible, elle est parfaitement adaptée aux réseaux d'accès. La fibre optique polymère est le support de transmission le plus prometteur pour le déploiement de la fibre jusqu'au domicile (FTTH).
La fibre polymère est divisée en deux catégories : la fibre multimode à paliers SI-POF et la fibre multimode à gradient GI-POF. En raison de la forte dispersion de mode de la fibre SI-POF, sa bande passante de transmission est similaire à celle des fils de cuivre, limitée à 5 MHz. Même sur de très courtes distances, elle peut répondre aux exigences de communication des normes FDDI, SDH et B-ISDN. En revanche, l'indice de réfraction de la fibre GIPOF présente une distribution parabolique, ce qui réduit considérablement la dispersion de mode et permet d'atteindre une bande passante de transmission de signal allant jusqu'à 100 m à 2,5 Gbit/s ces dernières années. La fibre GIPOF est ainsi devenue l'axe principal de la recherche sur les fibres optiques polymères (POF).
Malgré le développement rapide de la technologie de la fibre optique et ses applications en communication optique, de nombreux problèmes restent à résoudre, tels que la dispersion, la pente de dispersion, la faible dispersion négative, la dispersion du mode de polarisation, la non-linéarité, les pertes par courbure dans une grande zone centrale, l'optimisation globale des contradictions, la surface effective, la pente de dispersion et les pertes par dispersion négative. Il est donc impératif de poursuivre les innovations techniques pour résoudre ces problèmes, convaincus qu'avec le temps, nous pourrons continuer à améliorer la technologie de la fibre optique.