Structure de la fibre optique : Un seul cœur, pas plusieurs comme un CPU
Anatomie d'une fibre optique
Une fibre optique possède un seul cœur (région de guidage de la lumière) entouré d'une gaine, puis de revêtements protecteurs. Cette structure diffère fondamentalement d'un CPU multi-cœur.
Structure en coupe transversale
┌─────────────────────────────────┐ │ Revêtement acrylate (250 µm) │ ← Protection primaire ├─────────────────────────────────┤ │ Gaine (125 µm Ø) │ ← n₂ ≈ 1,444 (silice) │ ┌─────────────────────────┐ │ │ │ Cœur (8-62 µm Ø) │ │ ← n₁ ≈ 1,447-1,48 (silice dopée) │ │ (Propagation de la lumière) │ │ │ └─────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘
Types de cœurs et paramètres
| Type de fibre | Cœur Ø | Gaine Ø | NA | Longueur d'onde | Standard |
|---|---|---|---|---|---|
| SMF-28 (G.652.D) | 8,2 µm | 125 µm | 0,12 | 1310/1550 nm | Dorsale télécom |
| G.657.A1/A2 (Insensible à la courbure) | 8,2 µm | 125 µm | 0,12 | 1310/1550 nm | FTTH, intérieur |
| OM1 (62,5/125) | 62,5 µm | 125 µm | 0,275 | 850/1300 nm | LAN hérité |
| OM2 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850/1300 nm | LAN hérité |
| OM3 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850 nm | 10G/40G/100G |
| OM4 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850 nm | 40G/100G/400G |
| OM5 (50/125) | 50 µm | 125 µm | 0,20 | 850-953 nm | SWDM, 400G+ |
Guidage de la lumière : Réflexion totale interne
- Indice du cœur n₁ > Indice de la gaine n₂
- Angle critique : θc = sin⁻¹(n₂/n₁)
- Rayons à θ > θc se réfléchissent parfaitement à la limite cœur-gaine
- Ouverture numérique : NA = √(n₁² - n₂²) = sin(θmax)
Monomode vs Multimode
- Monomode (SMF) : Cœur ~8-10 µm → supporte UN mode spatial (LP₀₁) à λ ≥ 1260 nm
- Multimode (MMF) : Cœur 50-62,5 µm → supporte PLUSIEURS modes (centaines)
- Dispersion modale : Les modes MMF voyagent à vitesses différentes → élargissement d'impulsion → limite de bande passante
- Bande passante : SMF : ~100 THz·km ; OM4 : 4700 MHz·km @ 850 nm
Fibres multi-cœurs spéciales (Recherche / Niches)
- Fibre multi-cœur (MCF) : 4-19+ cœurs dans une seule gaine — multiplexage spatial (SDM)
- Fibre à quelques modes (FMF) : Quelques modes spatiaux par cœur — multiplexage par division de mode (MDM)
- Fibre à cœur creux (HCF) : Cœur d'air, bande interdite photonique — faible latence, faible non-linéarité
- Applications : Câbles sous-marins (SDM), interconnects HPC, communications quantiques, capteurs
Ce sont des produits de recherche/commerciaux spécialisés — pas des « fibres optiques » standard.
Couches protectrices (extérieures à la gaine)
- Revêtement primaire : Acrylate durci UV, 250 µm Ø — protection mécanique
- Buffer secondaire : Tight buffer (900 µm) ou loose tube (rempli de gel)
- Gaine de câble : OFNR (montée), OFNP (plenum), LSZH, PE (extérieur), blindé
- Membres de renforcement : Aramide (Kevlar®), fibre de verre, acier — charge de traction
Résumé : La fibre optique standard a un seul cœur (8-62 µm) dans une gaine de 125 µm. Les fibres multi-cœurs existent comme technologie SDM avancée mais ne sont pas la norme. Le « cœur » en optique est un guide d'onde optique, pas une unité de traitement.