Fibre : comment fonctionne une connexion par fibre optique

La fibre est une technologie de réseau à haut débit utilisée pour connecter des serveurs à des réseaux de stockage de données. Elle est utilisée depuis longtemps dans les réseaux informatiques locaux ou LAN.
Aujourd’hui, les internautes en entendent parler car cette technologie tend à remplacer la connexion internet par câble ou par ADSL.

Dans ce guide complet, je vous explique ce qu’est la fibre optique et comment ça marche.

Qu’est-ce qu’une connexion par fibre

L’internet par fibre optique utilise des câbles en fibre optique pour envoyer des données vers et depuis vos appareils connectés. Il utilise la lumière au lieu de l’électricité, contrairement à l’internet DSL et de l’internet par câble.
Les câbles à fibres optiques sont composés de millions de minuscules brins de verre et de plastique, semblables à des cheveux, regroupés ensemble. Ces minuscules brins transmettent à l’aide d’impulsions lumineuses les 0 et les 1 qui composent les données transmises.

La lumière est énormément plus rapide que l’électricité, ce qui signifie que l’internet par fibre est des beaucoup plus rapide que le câble ou l’ADSL.

De plus, alors que les signaux électriques se détériorent à mesure qu’ils s’éloignent de la source, ce n’est pas le cas des signaux lumineux qui voyagent sur les câbles à fibres optiques.
Cela signifie que des vitesses plus élevées sont disponibles à une plus grande distance.

Toutes ces caractéristiques rendent les câbles à fibres optiques plus performants en termes de capacité de transmission et moins sujets aux pannes et aux inconvénients, ce qui réduit considérablement les inconvénients pour les clients ainsi que les coûts de maintenance.

La fibre optique : comment ça marche ?

Quels sont les types de câble fibre optique

Le câble à fibre optique est un type de câble Ethernet composé d’une ou plusieurs fibres optiques utilisées pour transmettre des données.
Il s’agit d’un assemblage similaire à un câble électrique, mais il est utilisé pour transporter de la lumière et le prix du câble à fibre optique est beaucoup plus élevé que celui du câble en cuivre. Conçus pour utiliser des impulsions lumineuses, les câbles à fibres optiques permettent les télécommunications à longue distance et la transmission de données à grande vitesse.
Un câble peut donc transporter une dizaine de fibres qui seront ensuite distribués à chaque immeuble puis à chaque habitation.

Normalement, le câble à fibre optique se présente sous deux formes : la fibre monomode (SMF) et la fibre multimode (MMF). La fibre monomode a un cœur très fin d’environ 5 à 10 microns de diamètre, tandis que la fibre multimode a un diamètre de cœur environ 10 fois supérieur à celui d’une fibre monomode.
La fibre monomode convient pour les applications à longue distance, comme 100 km entre des bâtiments, tandis que la fibre optique multimode est utilisée pour la transmission à courte distance à l’intérieur des bâtiments, par exemple pour la liaison de réseaux informatiques.

Une fibre est constituée de trois couches de matériaux :

• la couche intérieure, appelée âme
• la couche extérieure, appelée gaine
• et une couverture protectrice en plastique, appelée revêtement tampon

Le cœur est constitué de verre aussi fin qu’un cheveu humain qui laisse passer la lumière, tandis que la deuxième couche, la gaine, est un verre ou un plastique plus épais qui est enveloppé pour protéger le cœur et aider à réfléchir la lumière et à prévenir toute perte de données.
Le revêtement et la couche tampon servent de moyens de protection. C’est à l’intérieur du noyau que la magie opère vraiment.
La lumière traverse ce cœur sous forme d’impulsions qui sont traduites en informations qui voyagent de la source à votre terminal appelé ONT (Optical Network Terminal) pour vous fournir l’internet par fibre optique.
Ces impulsions lumineuses se traduisent en code binaire, un langage sur lequel repose l’internet.

Voici un schéma de la structure de la fibre optique :

Comment la lumière se déplace dans la fibre optique

La lumière voyage le long d’un câble à fibres optiques en rebondissant à plusieurs reprises sur les parois.
Le cœur de la fibre et la gaine courbent la lumière entrante à un certain angle en fonction de leur propre indice de réfraction.
Lorsque les signaux lumineux sont envoyés à travers le câble de fibre optique, ils se reflètent sur le cœur et la gaine dans une série de rebonds, ce qui constitue un processus appelé réflexion interne totale.

Les équipements utilisé dans la fibre

Les systèmes modernes de communication par fibre optique comprennent généralement des émetteurs optiques qui convertissent les signaux électriques en signaux optiques, des câbles en fibre optique qui transportent le signal, des amplificateurs optiques et des récepteurs optiques qui reconvertissent le signal en signal électrique.

Émetteur : a pour fonction de convertir des impulsions électriques en signaux optiques véhiculés au cœur de la fibre. 

Récepteur : composé d’un récepteur optique est un photodétecteur qui convertit la lumière en électricité grâce à l’effet photoélectrique.
Dans le cas d’une connexion non 100% fibre optique, la connexion entre le câble en fibre optique entrant et le câble en cuivre sortant est réalisée par une unité de réseau optique (ONU), située dans une armoire multifonctionnelle de l’opérateur de réseau.
C’est là que les signaux sont convertis pour être transmis à l’abonné sur la ligne de cuivre existante.

Répéteur ou amplificateur : Ces répéteurs convertissent le signal en un signal électrique et utilisent ensuite un émetteur pour renvoyer le signal à une intensité plus élevée que celle reçue, compensant ainsi la perte subie dans le segment précédent

Quelles sont les technologies de la fibre

• FTTP (Fiber-to-the-Premise), également appelé to-the-Home (FTTH), -Business (FFTB), ou -Desktop (FFTD) est ce qui se rapproche le plus d’un réseau en fibre optique “pur”. Le câble en fibre optique va jusqu’à votre domicile, votre entreprise, etc. Ainsi, chaque abonné dispose de sa propre fibre et donc il s’agit d’un véritable réseau internet par fibre optique. Peu de fournisseurs proposent ce type de réseau à cause de son coût élevé

Ces technologies se déclinent dans des architectures différentes.

Le GPON (Gigabit Passive Optical Network) se compose d’un terminal de ligne optique (OLT) qui connecte plusieurs terminaux de réseau optique (ONTs/ONUs) à l’aide d’un réseau de distribution optique passif (ODN).
Le débit symétrique peut atteindre 2,5 Gbps et 155 Mbps en canal remontant.
Certains FAI propose des débits de 8 Gbps.

Le FTTH P2P (point à point) alloue toute la bande passante disponible. C’est principalement en cela qu’il diffère de la technologie GPON qui, elle, divise la bande passante par le nombre d’abonnés raccordés à une même fibre.
Il est plus est plus évolutif et plus souple en termes d’augmentation du débit que le GPON

• FFTB (Fiber-to-the-Building) (fibre optique jusqu’au bâtiment) est similaire au FTTP en ce sens qu’elle va jusqu’à un seul bâtiment. Cependant, les similitudes s’arrêtent là. Une fois que le câble en fibre optique atteint le bâtiment, il passe à un câblage coaxial en cuivre (câble) pour être distribué dans toute la structure. C’est une méthode populaire pour les immeubles d’habitation, les écoles, les hôtels et les bâtiments qui accueillent généralement plusieurs entreprises/parties sous un même toit. Il ne s’agit pas d’une fibre pure, puisqu’elle passe au cuivre à la fin
• FTTLA (Fibre-to-the-Last Active) le FTTLA remplace le câble coaxial tout au long de la ligne jusqu’au dernier composant actif (vers l’abonné) par de la fibre optique, éliminant ainsi tous les amplificateurs de distribution. Il conserve la partie la plus coûteuse du réseau d’accès, à savoir les câbles coaxiaux pour le “dernier kilomètre” ou les “derniers mètres” reliés à l’abonné. Le débit peut aller de 300 Mbps à 1 Gbps

• FTTN (Fiber-to-the-Neighborhood/Node) est également appelé Fiber-to-the-Cabinet/Curb (FTTC), Fiber-to-the-Street (FTTS), ou Fiber-to-the-Loop (FTTL). Avec le FTTN, la destination de la fibre est ce que l’on appelle une “armoire de rue” qui se trouve à environ 1 000 pieds du local le plus éloigné dans un quartier. De là, l’internet est acheminé vers les maisons et les bâtiments individuels au moyen de câbles coaxiaux en cuivre. C’est le type le plus courant de connexion internet par fibre optique. En France, Numéricâble offre ce service assimilé à une connexion par câble allant de 300 à 100 Mbps

D’autres technologies de Fibre dans ce lien : https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_x

Comment est déployée la fibre en France

En France, le Plan France Très Haut Débit (THD) a pour objectif la généralisation de la fibre optique sur le territoire français.
Le Plan prévoit un partage des investissements entre opérateurs privés et collectivités territoriales. Sur un territoire représentant 57 % de la population, les opérateurs s’engagent à déployer des réseaux réseaux de fibre jusqu’à l’abonné (dits « FttH » pour « Fiber to the Home »). Ces zones sont dites « conventionnées ».

Pour le reste du territoire, qui représente 43 % de la population, les collectivités territoriales créent des réseaux publics (les réseaux d’initiative publique ou “RIP) ouverts à tous les opérateurs, avec le soutien technique et financier de l’État. Ces réseaux reposent sur un mix technologique associant fibre jusqu’à l’abonné, montée en débit, satellite et le LTE-4G.

Ainsi, le FTTH relie directement la fibre optique au logement de l’abonné. Ce réseau permet de bénéficier des meilleurs services de box internet au niveau de la connexion. Ce réseau « fiber to the home » est déployé depuis les années 2000 et propose le très haut débit.

Le réseau FTTLA est utilisé par SFR et La Poste Mobile. La fibre est coaxiale, comme nous l’avons vu.
Il s’agit d’une technologie moins performante.

Voici la réparation des technologies par FAI et opérateur :

• Orange/France Télécom (technologie GPON)
• SFR/Neuf Cegetel (technologie GPON)
• Illiad Free (technologie P2P aussi appelée PPP),
• Numéricâble (technologie FTTLA), DartyBox (technologie FTTLA)

Quels sont les débits et vitesse de la Fibre

La version originale de Fibre fonctionnait à un débit maximal de 1 Gbps.
Les versions plus récentes de la norme ont augmenté ce débit jusqu’à 128 Gbps, et des versions à 8, 16 et 32 Gbps sont également utilisées.

Le débit minimum fibre disponible est de 100 Mbit/s (en FTTLA) et au maximum 8 Gbit/s (en FTTH).