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Émetteurs à fibre optique

Émetteurs à fibre optique

Pour que les données puissent être transportées le long d'un câble à fibre optique, il est nécessaire de disposer d'une source lumineuse ou d'un émetteur optique. Cet émetteur à fibre optique est l'un des éléments clés de tout système de communication à fibre optique et le choix du bon dépendra de l'application particulière envisagée.

Choix d'émetteur à fibre optique

Il existe une variété d'aspects différents pour tout émetteur à fibre optique. Pour toute application, les différentes spécifications doivent être examinées pour s'assurer que l'émetteur à fibre optique particulier répondra aux exigences.

L'un des aspects majeurs de tout émetteur à fibre optique est son niveau de puissance. Il est évident que l'émetteur à fibre optique doit avoir un niveau de sortie de lumière suffisamment élevé pour que la lumière soit transmise le long du câble à fibre optique jusqu'à l'extrémité distante. Certaines longueurs de câbles à fibres optiques ne mesurent que quelques mètres ou dizaines de mètres, tandis que d'autres peuvent s'étendre sur plusieurs kilomètres. Dans le cas des grandes longueurs, la puissance de l'émetteur à fibre optique est d'une grande importance.

Le type de lumière produite est également important. La lumière peut être divisée en deux catégories, à savoir la lumière cohérente et incohérente. Essentiellement, la lumière cohérente a une seule fréquence, tandis que la lumière incohérente contient une grande variété de paquets de lumière contenant tous des fréquences différentes, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de fréquence unique présente. Alors que certains émetteurs peuvent sembler émettre une seule couleur, ils peuvent toujours être incohérents car la sortie lumineuse est centrée autour d'une fréquence ou d'une longueur d'onde donnée.

La fréquence ou la longueur d'onde de la lumière peut également être importante. Souvent, les systèmes à fibre optique fonctionneront autour d'une longueur d'onde donnée. Typiquement, la longueur d'onde de fonctionnement est donnée.

Il est également nécessaire de prendre en compte le débit auquel l'émetteur peut être modulé car cela affecte le débit de données pour la transmission globale. Dans certains cas, les systèmes à bas débit peuvent seulement avoir besoin de transporter des données à un débit de quelques Mbps, alors que les principales liaisons de télécommunications doivent transmettre des données à plusieurs Gbps.

Types d'émetteur à fibre optique

Il existe aujourd'hui deux principaux types d'émetteurs à fibre optique. Les deux sont basés sur la technologie des semi-conducteurs:

  • Diodes électroluminescentes (LED)
  • Diodes laser

Les émetteurs optiques à semi-conducteurs présentent de nombreux avantages. Ils sont petits, pratiques et fiables. Cependant, les deux types différents d'émetteurs à fibre optique ont des propriétés très différentes et ils ont tendance à être utilisés dans des applications très différentes.

Émetteurs LED Ces émetteurs à fibre optique sont bon marché et fiables. Ils n'émettent que de la lumière incohérente avec un spectre relativement large en raison du fait que la lumière est générée par une méthode connue sous le nom d'émission spontanée. Une LED typique utilisée pour les communications optiques peut avoir sa sortie lumineuse dans la plage de 30 à 60 nm. Compte tenu de cela, le signal sera soumis à une dispersion chromatique, ce qui limitera les distances sur lesquelles les données peuvent être transmises.

On constate également que la lumière émise pour une LED n'est pas particulièrement directionnelle et cela signifie qu'il est uniquement possible de les coupler à une fibre multimode, et même alors l'efficacité globale est faible car toute la lumière ne peut pas être couplée à la fibre optique. câble.

Les LED présentent des avantages significatifs en tant qu'émetteurs à fibre optique en termes de coût, de durée de vie et de disponibilité. Ils sont largement produits et la technologie pour les fabriquer est simple et, par conséquent, les coûts sont faibles.

Émetteurs à diode laser Ces émetteurs à fibre optique sont plus chers et ont tendance à être utilisés pour les liaisons de télécommunications où la sensibilité au coût est loin d'être aussi élevée.

La sortie d'une diode laser est généralement plus élevée que celle disponible d'une LED, bien que la puissance des LED augmente. Souvent, le rendement lumineux d'une diode laser peut être de l'ordre de 100 mW. La génération de lumière provient de ce que l'on appelle l'émission stimulée et cela génère une lumière cohérente. De plus, la sortie est plus directionnelle que celle d'une LED et cela permet des niveaux beaucoup plus élevés d'efficacité de couplage dans le câble à fibre optique. Cela permet également l'utilisation d'une fibre monomode qui permet d'atteindre des distances de transmission beaucoup plus grandes. Un autre avantage de l'utilisation d'un laser est qu'ils ont un rendement lumineux cohérent et cela signifie que la lumière est nominalement sur une seule fréquence et la dispersion modale est considérablement moindre.

Un autre avantage des lasers est qu'ils peuvent être directement modulés avec des débits de données élevés. Bien que les LEDS puissent être modulées directement, il existe une limite inférieure à la vitesse de modulation. Un des inconvénients d'une fibre optique à diode laser

Néanmoins, les émetteurs à fibre optique à diode laser présentent certains inconvénients. Ils sont beaucoup plus chers que les LED. De plus, ils sont assez sensibles à la température et pour obtenir les performances optimales dont ils ont besoin pour être dans un environnement stable. Ils n'offrent pas non plus la même durée de vie que les LED, même si de nombreuses recherches ont été entreprises sur la technologie des diodes laser, ce problème est beaucoup moins problématique qu'auparavant.

Résumé de l'émetteur à fibre optique

Compte tenu des différentes caractéristiques que possèdent les LED et les émetteurs à fibre optique à diode laser, ils sont utilisés dans différentes applications. Le tableau ci-dessous résume certaines des principales caractéristiques des deux appareils.


CaractéristiqueLEDLaser
Diode
CoûtFaibleHaute
Débit de donnéesFaibleHaute
DistanceCourtLongue
Type de fibreFibre multimodeFibre multimode et monomode
Durée de vieHauteFaible
Sensibilité à la températureMineurImportant

Les LED ont tendance à être utilisées pour les applications les plus sensibles aux coûts et celles où des débits de données inférieurs et des distances plus courtes sont nécessaires. Les réseaux locaux avec des vitesses allant jusqu'à un maximum de 100 Mbps et des distances jusqu'à un kilomètre environ représentent les limites supérieures. Les liaisons à fibre optique de télécommunications longue distance avec des débits de données Gbps nécessitent l'utilisation d'émetteurs à fibre optique à diode laser plus coûteux.

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