Fibre optiqueLa communication, la communication par satellite et la communication radio sont les trois piliers des réseaux de communication modernes, avec fibre optique
la communication étant le pilier en raison de ses nombreux avantages significatifs
L'histoire de la communication par fibre optique
Utiliser la lumière pour communiquer n’est pas un concept complètement nouveau. L'utilisation par la Chine ancienne de tours de balise pour les alarmes est un excellent exemple de communication optique visuelle, et l'utilisation par les Européens de signaux de drapeau pour transmettre des informations peut être considérée comme une forme primitive de communication optique.
La forme de communication optique moderne remonte au téléphone optique inventé par Alexander Graham Bell en 1880. Il utilisait la lumière du soleil comme source de lumière, focalisant le faisceau sur un miroir vibrant devant l'émetteur, provoquant un changement de l'intensité lumineuse avec la voix, modulant ainsi l'intensité lumineuse. À l'extrémité de réception, un miroir parabolique réfléchissait le faisceau lumineux de l'atmosphère sur une batterie, et un cristal de sélénium faisait office de récepteur optique, convertissant le signal lumineux en courant électrique, transmettant ainsi avec succès des signaux vocaux à travers l'atmosphère. En raison de l'absence d'une source de lumière et d'un support de transmission idéaux à l'époque, ce téléphone optique avait une distance de transmission très courte et aucune application pratique, son développement a donc été lent. Cependant, le téléphone optique restait une grande invention, prouvant la faisabilité de l’utilisation des ondes lumineuses comme ondes porteuses pour transmettre des informations. On peut donc dire que le téléphone optique Bell était le prototype de la communication optique moderne.
L'invention de la lampe a permis de construire des systèmes de communication optiques simples et de les utiliser comme sources de lumière, comme la communication entre navires et entre navires et terre, les clignotants de voiture et les feux de circulation. En fait, tout type de voyant lumineux est un système de communication optique de base. Dans de nombreux cas, des diodes électroluminescentes (DEL) fluorescentes à large bande peuvent être utilisées comme sources lumineuses. En 1960, l'Américain Robert Maiman a inventé le premier laser à rubis, qui, en un sens, a résolu le problème des sources lumineuses et a apporté un nouvel espoir à la communication optique. Comparés à la lumière ordinaire, les lasers ont une largeur spectrale étroite, une excellente directivité, une luminosité extrêmement élevée et de bonnes caractéristiques de fréquence et de phase relativement cohérentes. Les lasers produisent une lumière hautement cohérente et leurs caractéristiques sont similaires à celles des ondes radio, ce qui en fait un support optique idéal. Après le laser à rubis, des lasers à azote-hydrogène (He-Ne) et à dioxyde de carbone (CO2) sont apparus et ont été mis en application pratique. L’invention et l’application des lasers ont marqué le début d’une nouvelle ère pour les communications optiques, en sommeil depuis 80 ans.
Depuis que Kao Kuen a proposé le concept de fibre optique comme support de transmission en 1966, la communication par fibre optique s'est développée rapidement de la recherche à l'application, avec des mises à niveau technologiques continues, une amélioration constante des capacités de communication (taux de transmission et distance de relais) et un champ d'application élargi.
Les cinq étapes de la communication par fibre optique
La première étape était la période de développement depuis la recherche fondamentale jusqu’à l’application commerciale. À partir de 1976, suivant le rythme de la recherche et du développement et après de nombreux tests sur le terrain, le système d'ondes optiques de première génération - fonctionnant à une longueur d'onde de 0,8 μm a été officiellement mis en application commerciale en 1978.
La deuxième étape était la période d'application pratique, avec pour objectif de recherche d'améliorer le taux de transmission et d'augmenter la distance de transmission, et de promouvoir vigoureusement son application.
La troisième étape s'est concentrée sur l'ultra-capacité et l'ultra-longue distance, avec une recherche complète et approfondie-des nouvelles technologies. Au cours de cette période, une communication par fibre optique monomode à dispersion de 1,55 μm-décalée-a été obtenue. Ce système de communication par fibre optique utilise une technologie de modulation externe, atteignant des taux de transmission de 2,5 à 10 Gbit/s et des distances de transmission sans répéteur de 100 à 150 km. Des niveaux encore plus élevés pourraient être atteints en laboratoire.
La quatrième étape des systèmes de communication par fibre optique se caractérise par l'utilisation d'amplificateurs optiques pour augmenter les distances des répéteurs et par l'utilisation de la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) pour augmenter le débit binaire et les distances des répéteurs. Étant donné que ces systèmes utilisent parfois des schémas à différence nulle ou hétérodyne, ils sont également appelés systèmes de communication optique cohérents.
La cinquième étape des systèmes de communication par fibre optique est basée sur la compression non linéaire pour annuler l'élargissement de la dispersion des fibres, permettant ainsi une transmission conforme des signaux d'impulsions optiques, également connue sous le nom de communication optique par soliton. Cette étape a duré plus de 20 ans et a permis de réaliser des progrès révolutionnaires.
Applications de la communication moderne par fibre optique
La fibre optique peut transmettre des signaux numériques et analogiques. Actuellement, 90 % des services de communication mondiaux reposent sur la transmission par fibre optique. Avec le développement de la technologie de communication par fibre optique, de nombreux pays dans le monde ont intégré des systèmes de communication par fibre optique dans leurs réseaux de télécommunications publics, leurs réseaux de relais et leurs réseaux d'accès.
Les réseaux de transmission et les réseaux d'accès à large bande à fibre optique se développent rapidement et constituent actuellement le principal objectif de recherche, de développement et d'application. Les différentes applications de la communication par fibre optique peuvent être résumées comme suit :
(1) Réseaux de communication:La communication par fibre optique est largement utilisée dans les réseaux de communication et est devenue la méthode dominante de communication moderne.
(2) Les réseaux informatiques locaux (LAN) et les réseaux étendus (WAN) constituent Internet.
(3) Réseaux principaux et de distribution de réseaux de télévision par câble, stations terriennes par satellite de systèmes de télévision industriels, lignes hyperfréquences, récepteurs d'antennes, etc.
(4) Réseaux d'accès à fibre optique pour services intégrés.
(5) Capteurs à fibre optique. Les capteurs à fibre optique n’appartiennent pas à proprement parler au domaine de la communication. Cependant, les capteurs à fibre optique constituent un domaine d'application extrêmement important de la fibre optique.
