Satellites ou fibres optiques ?
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1. La fibre optique.
 
                  1.1 Le principe de la fibre optique.
 
                             Les fibres multimodes.
                             Les fibres monomodes.
2 .Les applications de la  fibre optiques.
 
 3. Satellites ou fibres optiques ?
 
4. En résumé.
 
 

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Avant d'aborder un certain nombre de remarques comparatives entres les communications par satellite et les communications terretres, voici un bref descriptif de la fibre optique.

1.1 Le principe de la fibre optique.

Il existe plusieurs types de fibres optiques, les fibres multimodes et les fibres monomodes.
 

 
• Les fibres multimodes.
 
Ce sont des fibres dont la partie centrale (là oû est guidée la lumière) a un diamètre grand devant la longeur d'onde utilisée:

        - 2a= 50 a 200 mm pour l = 0.8 a 1.6 mm (fibres de silice),
        - 2a= 0.5 a 2 mm pour l = 0.4 a 0.7 mm (fibres plastiques).

L'étude de la propagation peut donc se faire de facon simplifiée mais correcte par l'optique géometrique, c'est à dire le calcul des trajectoires des rayons.

* Fibres optiques à saut d'indice.
 

C'est le type de fibre le plus simple, directement issue des applications optiques traditionnelles. Dans cette fibre, le coeur, de diametre 2a, est homogéne et d'indice n1. Il est entouré d'une gaine optique de diamètre extérieur 2b et d'indice n2 inférieur à n1. Ces deux indices sont peu différents et doivent être de l'ordre de 1.5.
Quant à la gaine optique, elle joue un rôle actif dans la propagation, et ne doit pas être confondue avec les revêtements de protection deposés
sur la fibre. D'apres la loi de Descartes, un rayon lumineux injecté va rester guidé dans la fibre (dans le coeur) si son angle d'inclinaison q sur Oz reste inférieur à q0.
Le rayon est dans ce cas guide par réflexion totale au niveau de l'interface coeur-gaine, sinon il est réfracte dans la gaine. Ceci reste vrai si la fibre cesse d'être rectiligne, à condition que le rayon de courbure reste grand devant son diamètre.

* Fibres optique à gradient d'indice.
 

 
Ces fibres sont spécialement concues pour les télécommunications. Leur coeur n'est plus homogène : la valeur de l'indice décroit depuis l'axe jusqu'à l'interface. Le guidage est cette fois dû à l'effet du gradient d'indice. Les rayons guidés suivent une trajectoire d'allure sinusoidale. La gaine d'indice n2 n'intervient pas directement, mais élimine les rayons trop inclinés. On peut de même définir l'ouverture numérique.
L'avantage essentiel de ce type de fibre est de minimiser la dispersion du temps de propagation entre les rayons, sans utiliser pour cela l'ouverture numérique trop faible. La fibre optique la plus courante, utilisée en télécommunications à moyenne distance a pour ouverture numérique 0.2 et pour diamètres coeur / gaine 50/125 mm. Il existe aussi les fibres 62.5/125 utilisées en micro-informatique et 85/125 utilisées en vidéocommunications.
 
• Les fibres monomodes.
 
 
Ne disposant pas la dispersion intermodale, elles ont pris une importance considérable dans les transmissions à grande distance. On les trouve également dans les systèmes oû la cohérence de la lumière doit être conservée. Une fibre monomode classique est à saut d'indice, mais le diamétre du coeur et la différence relative d'indice doivent être plus petit.

2. Les applications de la fibre optique.

De nos jours, les stations de travail sont connectées entres elles à l'aide de réseaux utilisants la fibre optique car son utilisation permet des débits d'informations plus rapides et une plus grande sûreté lors des transmissions.
En téléphonie, les cables coaxiaux sont remplacés peu à peu par des fibres optiques. En effet, la fibre optique est plus économique sur longues distances et le nombre de composants nécessaires est moins important. Son utilisation est particulièrement intéressante pour les militaires car elle leur apporte certains avantages:
 
• faible poids,
• taille de la fibre,
• insensibilite au brouillage et à la détection.

3. Satellites ou fibre optique ?

Il y a à peine 20 ans, l'hypothèse était émise que le futur des télécommunications reposerait sur les satellites. Cela n'a plus été le cas par la suite, au bénéfice des fibres optiques. Aujourd'hui les satellites reviennent au premier plan et entrent à nouveau en compétition avec les fibres optiques.
Dés 1984, l'ouverture à la concurrence du secteur des télécommunications aux Etas-Unis et un peu plus en Europe sonna le début de changements radicaux dans le secteur. C'est ainsi que, pour répondre à la compétition grandissante les opérateurs de télécommunication commencèrent à améliorer la qualité de leurs réseaux en introduisant de plus en plus de fibres optiques sur les artères de communication numérique à longue distance. Ils offrirent également de nouveaux réseaux et services s'appuyant sur la transmission numèrique de bout en bout, comme le RNIS. Ils commencèrent également à revoir la politique tarifaire qui consistait surtout à surtaxer artificiellement les communications à longue distance au bénéfice des communications locales. C'est ainsi que, progressivement, la fibre optique prit le pas sur le satellite pour les liaisons à très longues distances, à tel point qu'elles furent considérées comme le futur des télécommunuications au détriment des satellites. Toujours est-il que les satellites présentent de sérieux avantages sur les fibres optiques pour certaines niches d'applications de communuication bien spécifique.

Bien qu'une fibre optique dispose, en principe, d'une bande passante potentielle bien supérieure à celle que peut offrir un satellite, elle n'est malheureusement pas accessible au commun des utilisateurs. Les fibres mises en place dans les réseaux par les opérateurs se trouvent en effet au coeur des réseaux pour optimiser les rapports côuts/performances des artères de communication à longue distance et non pour offrir une large bande passante aux utlisateurs. Même si quelques utilisateurs privilégiés peuvent avoir accés à une fibre optique, en remplacement de la bonne vieille paire torsadée de la boucle locale téléphonique, dans la majorité des cas toute communication sur le RTC n'excède pas 28,8 kbit/s, et ce quelles que soient les capacités de transmissions interne au réseau. En revanche, avec les satellites il est possible d'installer assez facilement une antenne sur sa maison ou son balcon et d'outrepasser ainsi les limites de la boucle locale téléphonique. Pour bon nombre d'utilisateur, court-circuiter la boucle locale téléphonique est une réelle source de motivation.

Les utilisateurs qui peuvent avoir accés aux artères de communication à haut debit a 40 ou 50Mbit/s ne sont pas légion. Le prix de l'abonnement et des communications est suffisamment dissuasif pour que la grande majorité d'entre eux ne puisse même pas l'envisager. Si les services à haut debit autour de l'offre ATM commencent à apparaitre, ils ne sont pas encore suffisament accessibles; en revanche ceux des satellites le seront plus rapidement.

Une niche importante pour les satellites concerne les communications avec les mobiles. De nos jours nombre de personnes souhaitent pouvoir communiquer aisément quoi qu'elles fassent, où qu'elle soient. Il est certain que pour ces personnes, les fibres optiques ne présentent aucun intérêt. Par contre, les satellites sont potentiellement intéressants. Il est possible et plausible toutefois qu'une combinaison de liaisons en fibre optique et de cellules radio offre à ces personnes un bon nombre de services dont elles ont besoin, mais sûrement pas lorsqu'elles seront, par exemple, en avion ou en bâteau.

Un des points forts des satellites concerne les situations où la diffusion est essentielle. En effet un message transmit par satellite peut atteindre immédiatement des milliers (voir beaucoup plus) de personnes ou de stations à la fois. Par exemple, une société de grande distribution qui souhaite transmettre une mise à jour de liste de prix d'un grand nombre d'articles vers ses nombreuses succursales trouvera la solution d'une transmission par liaison satellite moins coûteuse et donc plus intéressante qu'une solution par liaison terrestre.

Les communications en des lieux difficiles d'accés, ou peu developpés en infrastructure terrestres, voire dipersés en plusieurs points du globe terrestre, comme par exemple des îles, sont des applications spécifiques aux satellites. En Indonesie, par exemple, la partie locale du réseau téléphonique est, pour bon nombre d'utilisateurs, constituée de liaisons satellite. Cette solution est en effet beaucoup moins coûteuse que la mise en place de milliers de câbles sous-marins entre toutes les îles de l'archipel.

Les lieux oû l'obtention d'une autorisation pour faire passer des câbles est difficile et la mise en oeuvre très coûteuse, tout comme les situations nécessitant le déploiement rapide d'une unité de télécommunications, comme dans le cas de certaines manifestations sportives, par exemple le rallye Paris-Dakar, sont des applications typiquement résevées aux satellites.

4. En résumé.

On peut dire en résumé que, dans l'avenir, les réseaux de télécommunications seront constitués de liaisons en fibre optique associées à des liaisons radio et que dans nombre de cas, les liaisons par satellites répondront mieux aux besoins des utilisateurs. Toutefois , dans tous les cas les facteurs déterminants seront économiques. Même si la fibre optique offre une bien meilleure bande passante, il est fort probable qu'elle sera dans un avenir proche, en forte compétition avec le satellite, principalement si une politique agressive des prix est menée. Si l'évolution technologique permet de déployer des réseaux satellites à des prix raisonnables, il n'est pas certain que la fibre optique conserve l'image d'avenir qu'elle a sur tous les segments du marché des télécommunications.