Technologies des Fibres Optiques et Internet

La loi de Nielsen sur la bande passante Internet stipule que la vitesse de connexion des utilisateurs haut de gamme augmente de 50% par an.

La croissance de la bande passante Internet est alimentée par l'essor de l'Internet des objets (IoT), qui connecte des objets intelligents au réseau.

L'Internet de tout (IoE) est un concept qui connecte les personnes, les objets, les données et les processus pour rendre les connexions plus significatives.

La fibre optique est un type de câble utilisé pour transmettre des données à très haute vitesse sur Internet, grâce à la lumière.

La transmission optique a connu des avancées significatives pour répondre à la demande croissante de bande passante.

La première génération de systèmes optiques utilisait des fibres optiques multimodes, des LED/LD MLM à 0.9µm et une amplification électronique, avec un débit limité.

La deuxième génération de systèmes optiques a introduit les fibres monomodes, les diodes lasers FP MLM à 1.3µm et une évolution vers la WDM avec deux longueurs d'onde.

La troisième génération de systèmes optiques a marqué un tournant avec l'utilisation de l'amplification par fibre dopée à l'erbium (EDFA) et la mise en place de systèmes de multiplexage WDM et DWDM.

La quatrième génération de systèmes optiques a intégré le routage et la commutation optiques, l'amplification Raman et la fibre LWP, permettant des débits plus élevés.

La cinquième génération de systèmes optiques a introduit la transmission cohérente et le traitement numérique du signal (DSP), permettant des débits de 100 Gbps par longueur d'onde.

La sixième génération de systèmes optiques se concentre sur le multiplexage en division spatiale (SDM), utilisant des fibres multi-cœurs, des fibres à modes multiples et le WDM massif, atteignant des débits de plusieurs Tbps.

La WDM permet d'augmenter la bande passante en multipliant le nombre de canaux optiques sur un seul câble.

Les réseaux optiques SDH/SONET sont des standards internationaux pour la transmission à haut débit sur les réseaux optiques.

La WDM offre plusieurs avantages pour les réseaux optiques, comme une expansion facile, la transparence des protocoles et une meilleure efficacité.

La DWDM est une technique de WDM qui utilise des canaux espacés étroitement dans la bande C et L, permettant une capacité accrue.

Les normes ITU G.692 définissent les plans de canal DWDM en utilisant des espacements de 0.4 nm, 0.8 nm et 1.6 nm dans les bandes C et L.

La DWDM est une technologie à faible coût et une alternative économique aux systèmes de fibre optique traditionnels.

La CWDM est une solution WDM économique avec un espacement de canal de 20 nm, idéale pour les réseaux métropolitains.

Le U-DWDM utilise des espacements inter-canaux étroits, allant jusqu'à 10 GHz, pour une capacité accrue.

Les systèmes DWDM utilisent des multiplexers/démultiplexers pour combiner et séparer les différentes longueurs d'onde, en les traitant comme des fibres virtuelles.

Les systèmes DWDM peuvent s'étendre sur des distances allant de 160 à 200 km, 600 à 700 km et plus.

La régénération 3R (Reamplify, Reshape, Retime), utilisée dans les systèmes DWDM, permet de compenser les pertes du signal en le réamplifiant, en le reformant et en réinitialisant sa phase.

Les systèmes DWDM à double fibre utilisent une fibre pour chaque direction de transmission, augmentant la fiabilité et permettant la commutation optique.

Les transceivers SFP (Small Form-Factor Pluggable) sont des modules réseau compacts et interchangeables pour les liaisons fibre optique.

Les transpondeurs DWDM convertissent les signaux optiques entrants en longueurs d'onde standards ITU pour le multiplexage.

Le DWDM bidirectionnel utilise des bandes spectrales distinctes (rouge et bleue) pour la transmission dans chaque direction, réduisant le nombre de fibres et de composants.

La bande de garde est utilisée pour séparer les bandes de transmission (rouge et bleue) en DWDM bidirectionnel, minimisant les interférences.

Le DWDM passif utilise des dispositifs passifs bi-directionnels, sans composants actifs, pour les réseaux métropolitains à grande capacité.

La CWDM bidirectionnelle est adaptée aux systèmes utilisant des longueurs d'onde suffisamment espacées, sans besoin de bande de garde.

Les réseaux WDM nécessitent des composants passifs et actifs pour combiner, distribuer, isoler et amplifier la puissance optique.

Les composants passifs DWDM incluent les fibres, les compensateurs de dispersion, les isolateurs, les circulateurs, les coupleurs, les réseaux de Bragg en fibre et les multiplexers/démultiplexers.

Les fibres monomodes (SMF) présentent une faible dispersion et une grande atténuation, utilisées dans les systèmes DWDM avec des compensateurs de dispersion.

Les fibres à dispersion décalée (DSF) présentent un point de dispersion nul à 1550 nm, réduisant la dispersion mais aggravant les effets non linéaires.

Les effets non linéaires dans les fibres optiques se manifestent lorsque la puissance optique est élevée, dégradant la qualité du signal.

L'indice de réfraction des fibres optiques dépend de la puissance optique, créant des effets non linéaires comme le mélange à quatre ondes.

La diffusion Rayleigh, Brillouin et Raman sont des effets de diffusion qui se produisent dans les fibres optiques, provoquant des variations de fréquence et des interférences.

Le mélange à quatre ondes (FWM) est un effet non linéaire majeur dans les systèmes DWDM qui crée des signaux parasites, dégradant la qualité du signal.

Le FWM est plus important lorsque les canaux DWDM sont uniformément espacés, ce qui peut être résolu en utilisant un espacement inégal ou une fibre à dispersion non nulle.

Les fibres à dispersion non nulle (NZ-DSF) présente une petite quantité de dispersion, réduisant le FWM et optimisant la transmission DWDM.

La fibre LEAF (Large Effective Area Fiber) présente une surface effective plus grande, ce qui réduit le FWM et permet des distances de transmission plus longues.

La compensation de dispersion permet de corriger la distorsion du signal due à la dispersion dans les fibres optiques.

Les réseaux de Bragg en fibre à chiralité (CFBG) sont utilisés pour la compensation de dispersion multicanal, permettant de corriger la dispersion de plusieurs canaux simultanément.

Les isolateurs optiques permettent de bloquer le retour de la lumière dans une direction, protégeant les composants optiques sensibles.

Les circulateurs optiques permettent de diriger la lumière dans différentes directions en fonction de la direction d'entrée.

Les réseaux de Bragg en fibre (FBG) sont des composants optiques qui reflètent une longueur d'onde spécifique, utilisés pour le multiplexage, le démultiplexage et d'autres applications.

Les coupleurs optiques divisent ou combinent la puissance optique entre deux fibres, en utilisant l'effet d'interaction entre les noyaux des fibres.

Les filtres à couches minces sont basés sur l'interférence des ondes lumineuses et permettent de filtrer les longueurs d'onde spécifiques.

Les réseaux de guides d'ondes (AWG) sont des composants optiques qui permettent de multiplexer ou démultiplexer les longueurs d'onde en utilisant des guides d'ondes avec des différences de trajet.

Les multiplexeurs/démultiplexers optiques (OADM) permettent d'ajouter ou de supprimer des canaux DWDM sans conversion électronique.

Les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) sont des amplificateurs optiques utilisés pour amplifier les signaux optiques dans les systèmes DWDM.

L'amplification Raman utilise la diffusion Raman stimulée pour amplifier le signal optique, offrant une amplification distribuée et une meilleure qualité de signal.

La correction d'erreurs vers l'avant (FEC) est une technique utilisée pour contrôler les erreurs dans la transmission de données sur des canaux bruyants.

La commutation optique, ou commutation de longueur d'onde, permet de router les longueurs d'onde individuelles sur des chemins distincts.

Les systèmes MEMS (Micro-Electro- Mechanical Systems) sont utilisés pour construire des commutateurs optiques avec des miroirs orientables.

Les commutateurs optiques cross-connect (OXC) sont utilisés pour router les signaux DWDM à haute vitesse, en utilisant des technologies de commutation optique.