Un lien à fibre optique est un appareil qui envoie des données entre deux points en envoyant de la lumière à travers une fibre optique, qui guide la lumière vers l’autre extrémité du lien. Chaque liaison à fibre optique contient la fibre optique elle-même, un émetteur et un récepteur. Certaines liaisons ont également des amplificateurs sur la fibre entre l’émetteur et le récepteur pour maintenir la puissance sur des liaisons plus longues. Les liaisons à fibres optiques sont extrêmement importantes dans les technologies de communication modernes et sont utilisées pour des applications telles que les téléphones, les connexions Internet et la télévision par câble.
Les fibres optiques peuvent être utilisées pour la communication car ce sont des matériaux relativement flexibles qui peuvent être utilisés comme guides d’ondes, guidant la direction des ondes électromagnétiques lorsqu’elles traversent la fibre. La fibre comporte deux parties, une gaine externe et une âme interne. Le noyau est conçu pour avoir un indice de réfraction plus élevé que la gaine, ce qui signifie que la lumière dans le noyau se déplace plus lentement. Lorsque la lumière atteint une frontière entre le milieu qu’elle traverse et un autre milieu avec un indice de réfraction inférieur, cette lumière sera complètement réfléchie hors de la frontière si elle frappe à un angle suffisamment élevé dans un phénomène appelé réflexion interne totale. En entourant complètement le noyau d’un matériau à indice de réfraction inférieur, la lumière peut être confinée au noyau lorsqu’elle parcourt la longueur de la fibre, minimisant ainsi l’atténuation du signal.
Les fibres optiques sont généralement composées de verre de silice (dioxyde de silicium ou SiO2). D’autres types de verre sont également parfois utilisés, tels que les verres fluorés et phosphatés, et certaines fibres sont fabriquées à partir de substances cristallines telles que le corindon. Le cœur et la gaine sont chacun dopés avec de petites quantités d’autres substances pour augmenter ou abaisser leurs indices de réfraction afin que la lumière traversant la fibre soit conservée dans le cœur.
L’émetteur d’une liaison à fibre optique est généralement une diode électroluminescente ou une diode laser, qui produisent toutes deux de la lumière en faisant circuler de l’électricité dans un semi-conducteur. Cette lumière est ensuite libérée dans la fibre selon un angle qui provoquera une réflexion interne totale dans le noyau. L’information est codée dans la lumière par des variations d’intensité, de phase ou de polarisation. A l’autre extrémité de la liaison fibre optique se trouve un photodétecteur, un appareil qui détecte la lumière et qui fait office de récepteur. Le type de photodétecteur le plus couramment utilisé à cette fin est une photodiode, qui utilise un semi-conducteur pour convertir la lumière entrante en signaux électriques.
Les liaisons à fibres optiques sont un élément essentiel des communications modernes et sont largement utilisées en raison de leur légèreté, de leur faible perte de signal et de leur immunité aux interférences électromagnétiques qui peuvent perturber les câbles électriques. Leur capacité est énorme, et une seule liaison en fibre optique peut avoir des centaines de milliers de canaux pour les connexions téléphoniques. Ils sont plus coûteux à réaliser et à entretenir que les connexions électriques et sont donc principalement utilisés pour acheminer des signaux pour un grand nombre de connexions téléphoniques et Internet longue distance, la transmission électrique étant utilisée pour la plupart des liaisons plus courtes. Cependant, cela commence à changer dans certains domaines, avec la croissance de la demande de bande passante Internet, conduisant à la création de services Internet à large bande passante basés sur des connexions en fibre optique qui vont jusqu’au domicile ou au bureau de l’utilisateur.