vignette| Un câble à fibre optique TOSLINK avec une gaine transparente. Ces câbles sont principalement utilisés pour les connexions audio numériques entre appareils.
Un câble à fibres optiques est un assemblage similaire à un câble électrique mais contenant une ou plusieurs fibres optiques utilisées pour transporter la lumière. Les éléments de fibre optique sont généralement recouverts individuellement de couches de plastique et contenus dans un tube de protection adapté à l'environnement dans lequel le câble est utilisé.
Différents types de câbles sont utilisés pour la communication optique pour différentes applications. Par exemple, des câbles différents seront utilisés pour les télécommunications longue distance ou la fourniture d'une connexion de données à haut débit entre différentes parties d'un bâtiment.
Conception droite|vignette| Un câble multifibre La fibre optique se compose d'un cœur et d'une gaine, sélectionnés pour une réflexion interne totale en raison de la différence d'indice de réfraction entre les deux. Dans les fibres usuelles, la gaine est généralement recouverte d'une couche de polymère acrylate ou de polyimide. Ce revêtement protège la fibre des dommages mais ne contribue pas à ses propriétés de guide d'onde optique. Les fibres enduites individuelles (ou les fibres formées en rubans ou en faisceaux) sont ensuite recouvertes d'une couche tampon en résine résistante ou d'un ou plusieurs tubes centraux extrudés autour d'elles pour former le cœur du câble. Plusieurs couches de gaine protectrice, selon l'application, sont ajoutées pour former le câble. Les assemblages de fibres rigides placent parfois du verre absorbant la lumière (« foncé ») entre les fibres, pour empêcher la lumière qui s'échappe d'une fibre d'entrer dans une autre. Cela réduit la diaphonie entre les fibres ainsi que les reflets dans les applications d'imagerie de faisceaux de fibres . vignette| A gauche : connecteurs LC/PCÀ droite : connecteurs SC/PCLes quatre connecteurs sont dotés de capuchons blancs recouvrant les ferrules . Pour les applications en intérieur, la fibre gainée est généralement enfermée, avec un faisceau d'éléments de renforcement fibreux polymères flexibles comme l'aramide (ex : le Twaron ou le Kevlar), dans une gaine en plastique léger pour former un simple câble. Chaque extrémité du câble peut être terminée par un connecteur de fibre optique spécialisé pour lui permettre d'être facilement connecté et déconnecté de l'équipement de transmission et de réception. vignette| Câble à fibre optique dans une fosse Telstra vignette| Enquête sur un défaut dans une boîte de jonction de câble fibre. Les brins individuels du câble à fibre optique dans la boîte de jonction sont visibles. droite|vignette| Un câble à fibres optiques éclaté
Pour une utilisation dans un environnement plus exigeant, une construction du câble beaucoup plus robuste est requise. Dans la construction à tubes libres, la fibre est posée en hélice dans des tubes semi-rigides, permettant au câble de s'étirer sans étirer la fibre elle-même. Cela protège la fibre des tensions lors de la pose et dues aux changements de température. La fibre à tube libre peut être « en bloc sec » ou « remplie de gel ». Le bloc sec offre moins de protection aux fibres que le bloc rempli de gel, mais coûte considérablement moins cher. Au lieu d'un tube lâche, la fibre peut être noyée dans une gaine en polymère lourd, communément appelée construction à « tampon serré ». Des câbles à tampons serrés sont proposés pour une variété d'applications, mais les deux plus courants sont « Breakout » et « Distribution ». Les câbles « Breakout » contiennent normalement un cordon de déchirure, deux éléments de renforcement diélectriques non conducteurs (normalement une tige de verre époxy), un fil d'aramide et de 3 mm avec une couche supplémentaire de Kevlar entourant chaque fibre. Le cordon de déchirure est une corde parallèle de fil résistant située sous la ou les gaines du câble pour le retrait de la gaine. Les câbles de distribution ont un emballage global en Kevlar, un cordon de déchirure et un revêtement tampon de 900 micromètres entourant chaque fibre. Ces unités de fibres sont généralement regroupées avec des éléments de renforcement en acier supplémentaires, là encore avec une torsion hélicoïdale pour permettre l'étirement.
Une préoccupation critique dans le câblage extérieur est la protection de la fibre des dommages causés par l'eau. Souvent, la protection contre l'eau se fait avec des tubes de cuivre et une gelée hydrofuge ou une poudre absorbant l'eau entourant la fibre.
Enfin, le câble peut être armé pour le protéger des risques environnementaux. Il peut s'agir aussi bien des travaux de construction que des rongeurs. Les câbles sous-marins sont plus lourdement blindés dans leurs parties proches du rivage pour les protéger des ancres de bateau, des bateaux de pêche et même des requins, qui peuvent être attirés par l'énergie électrique transportée vers les amplificateurs de puissance ou les répéteurs du câble.
Les câbles contemporains sont produits avec une grande variété de gaines et d'armures, conçues pour des applications telles que l'enfouissement direct dans des tranchées, la double utilisation comme lignes électriques, l'installation dans des conduits, l'arrimage à des poteaux téléphoniques aériens, l'installation sous-marine et l'insertion dans des rues pavées.
Capacité et marché En , NTT Japon présente un câble à fibre unique capable de transférer un pétabit par seconde (soit 1015 bits/s) sur une distance de 50 kilomètres.
Bien que des câbles plus gros soient disponibles, le câble à fibre monomode au nombre de brins le plus élevé couramment fabriqué est le câble à 864 fils, composé de 36 rubans contenant chacun 24 brins de fibre.
Dans certains cas, seule une petite fraction des fibres d’un câble peut être réellement utilisée. Les entreprises peuvent louer ou vendre la fibre inutilisée à d’autres fournisseurs qui recherchent ce service dans ou à travers une zone géographique. En fonction des réglementations locales spécifiques, les entreprises peuvent surdimensionner leurs réseaux dans le but spécifique de disposer d'un grand réseau de fibres noires à vendre, réduisant ainsi le nombre global de tranchées et d'autorisations municipales. Alternativement, ils peuvent délibérément sous-investir pour empêcher leurs rivaux de profiter de leur investissement.
Fiabilité et qualité Les fibres optiques sont en général très résistantes, mais celle-ci est considérablement réduite par les défauts de surface microscopiques inévitables inhérents au processus de fabrication. La résistance initiale de la fibre, ainsi que son évolution dans le temps, doivent être prises en compte par rapport aux contraintes imposées à la fibre lors de la manipulation, du câblage et de l'installation pour un ensemble donné de conditions environnementales. Trois scénarios classiques peuvent conduire à une dégradation de la résistance et à une défaillance en induisant la croissance de défauts : la fatigue dynamique, la fatigue statique et le vieillissement sans contrainte.
Telcordia GR-20, Exigences génériques pour la fibre optique et les câbles à fibre optique, contient des critères de fiabilité et de qualité pour protéger la fibre optique dans toutes les conditions de fonctionnement. Les critères se concentrent sur les conditions pour un environnement extérieur aux bâtiments (OSP). Pour l'installation intérieure, des critères similaires figurent dans Telcordia GR-409 : Exigences génériques pour les câbles à fibre optique intérieurs.
Types de câbles
OFC : Fibre optique conductrice OFN : Fibre optique non conductrice OFCG : Fibre optique conductrice (usage général) OFNG : Fibre optique non conductrice (usage général) OFCP : Fibre optique conductrice (plénum) OFNP : Fibre optique non conductrice (plénum) OFCR : Fibre optique conductrice (montante) OFNR : Fibre optique non conductrice (montante) OPGW : Fil de terre aérien composite à fibre optique ADSS : Autoportant tout diélectrique OSP : Câble à fibre optique pour installation extérieure MDU : Câble fibre optique pour immeuble d'habitation
Matériau de la gaine Le matériau de la gaine est spécifique à l'application. Le matériau détermine la robustesse mécanique, la résistance aux produits chimiques et aux rayons UV, etc.
Les matériaux de gaine courants sont le LSZH, le chlorure de polyvinyle, le polyéthylène, le polyuréthane, le polytéréphtalate de butylène et le polyamide.
Matériau pour la fibre Il existe deux principaux types de matériaux utilisés pour les fibres optiques : le verre et le plastique. Ils offrent des caractéristiques très différentes et trouvent des utilisations dans des applications très différentes. Généralement, la fibre plastique est utilisée pour les applications à très courte portée et grand public, tandis que la fibre de verre est utilisée pour les télécommunications à courte ou moyenne portée (multimode) et longue portée (monomode).
Code de couleurs
Cordons de brassage La gaine (ou tampon) des cordons de brassage est souvent codé par couleur pour indiquer le type de fibre utilisé. La « botte » de décharge de traction qui protège la fibre de la flexion au niveau d'un connecteur est codée par couleur pour indiquer le type de connexion. Les connecteurs avec une coque en plastique (tels que les connecteurs SC) utilisent généralement une coque à code couleur. Les codes couleur standard pour les gaines (ou tampons) et les bottes (ou coques de connecteur) sont indiqués ci-dessous : +Couleur de la gaine du cordon (ou du tampon) Couleur Signification Orange Fibre optique multimode Aqua OM3 ou OM4 10 G + fibre optique multimode 50/125 µm optimisée laser Erika violette Fibre optique multimode OM4 (certains fournisseurs) Vert citron OM5 10G + fibre optique multimode 50/125 µm large bande Gris Code couleur obsolète pour la fibre optique multimode Jaune Fibre optique monomode Bleu Parfois utilisé pour désigner une fibre optique à maintien de polarisation +Couleurs du démarrage (ou de la coque) du connecteur Couleur Signification Commentaire Bleu Contact physique (PC), 0° Principalement utilisé pour les fibres monomodes ; certains fabricants l'utilisent pour la fibre optique à maintien de polarisation. Vert Angle poli (APC), 8°Noir Contact physique (PC), 0°Gris Contact physique (PC), 0° Connecteurs fibre multimode Beige Blanc Contact physique (PC), 0°Rouge Haute puissance optique. Parfois utilisé pour connecter des lasers à pompe externes ou des pompes Raman. Il est aussi possible qu'une petite partie d'un connecteur soit également codée par couleur, par exemple le levier d'un connecteur E-2000 ou le cadre d'un adaptateur fibre optique. Ce code couleur supplémentaire indique le port correct pour un cordon de brassage, si plusieurs cordons de brassage sont installés en un seul point.
Câbles multifibres Les fibres individuelles d'un câble multifibre se distinguent en général les unes des autres par des gaines ou des tampons à code couleur figurant sur chaque fibre. Le schéma d'identification utilisé par le Corning Cable Systems est basé sur la norme EIA/TIA-598, "Optical Fiber Cable Color Coding" qui définit les schémas d'identification pour les fibres, les fibres tamponnées, les unités de fibre et les groupes d'unités de fibre dans les câbles à fibre optique des installations extérieures et des locaux. Cette norme permet d'identifier les unités de fibres au moyen d'une légende imprimée. Cette méthode peut être utilisée pour l’identification de rubans de fibres et de sous-unités de fibres. La légende contiendra un numéro de position numérique imprimé correspondant ou une couleur à utiliser pour l'identification.