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2019-08-12

Câble optique – tout ce que vous devez savoir

 Câble optique – tout ce que vous devez savoir

Le câble optique utilise une fibre optique à l’intérieur. Les caractéristiques physiques de la transmission de données au moyen d’une onde lumineuse modulée (au lieu d’un courant électrique) permettent d’obtenir une transmission non perturbée par aucun facteur externe. Actuellement cette solution est utilisée le plus souvent pour la transmission d’un signal audio numérique et d’une image ainsi que d’autres données. Qu’est-ce qu’il faut encore savoir sur ce type de câble ? Les détails sont décrits dans le présent article.

En lisant le présent article vous allez apprendre :

Qu’est-ce que c’est que le câble optique?

Le câble optique est un type de câble dans lequel l’onde lumineuse constitue un support de transmission de données. Pour ces raisons ce type de câble est également appelé fibre optique. Pour la construction du cœur principal, on utilise d’habitude du verre ou du plastique qui ont de très bonnes propriétés optiques - contrairement à la majorité des fils actuellement utilisés, où une impulsion électrique constitue le support de données et dont le cœur est le plus souvent en matériau conducteur. La fibre optique est construite principalement de fibres diélectriques par lesquelles les informations sous forme d’une onde lumineuse complexe (faisceau lumineux) sont transmises à grande vitesse. Les données transmises de cette manière atteignent l'objectif sous une forme inchangée et en théorie ce type de transmission des informations est réalisé totalement sans perte.

L'utilisation de câbles optiques garantit une résistance totale du signal transmis aux déformations provoquées par les conditions météorologiques et à l'influence des appareils électriques voisins (qui génèrent des interférences électromagnétiques) et à un petit affaiblissement de transmission. La distance n'est non plus un facteur affectant la qualité du signal - le câble optique efficace conserve des propriétés invariables même à des distances beaucoup plus longues entre le début et la fin du câble. L’absence totale d'interactions électromagnétiques générées sur les appareils à proximité et l'absence de différence de potentiels dans le câble constituent un autre avantage du câble optique.

Câble optique – types

Les câbles optiques peuvent être divisés en fonction du matériau (verre, plastique, semi-conducteur), de la géométrie interne (de guide d'onde optique plan, de guide d'onde optique à ruban, fibreux), de la structure mode (monomode ou multimode), de la répartition de l'indice de réfraction (à saut d’indice, à gradient d’indice) et également le standard du connecteur.

Géométrie interne du câble

La fibre optique de guide d'onde optique plan est composée de trois couches. La couche centrale se caractérise par le plus grand indice de réfraction et la lumière est confinée à l’intérieur en raison de la réflexion interne totale. La fibre optique de guide d'onde optique à ruban permet de propager le faisceau lumineux dans deux directions. La fibre optique de guide d'onde optique fibreux a un cœur composé de plusieurs fibres indépendantes.

Matériau utilisé pour la fabrication

Les fibres optiques en verre sont les plus efficaces. Elles permettent de transmettre les données à grande vitesse et longue distance. Les fibres optiques avec un cœur en plastique et semi-conducteur sont principalement utilisées pour la transmission locale d'informations entre divers appareils.

Structure modale

Les fibres optiques monomodes et multimodes diffèrent principalement par l'épaisseur du cœur. Dans le cas des câbles monomodes, l'épaisseur standard est généralement de 8 à 10 µm et l'onde est diffusée de manière parallèle (ou presque parallèle) par rapport à l'axe du câble. Le diamètre du cœur des câbles multimodes est généralement de 50 ou 62,5 µm et l’onde est diffusée simultanément sur plusieurs trajets. Distribution de l’indice de réfraction

Les câbles optiques à saut d’indice sont caractérisés par un changement progressif de l'indice de réfraction entre le cœur du câble et sa gaine. Par contre dans les fibres optiques à gradient d’indice ce changement se produit de manière douce (transition progressive de la valeur la plus élevée sur l’axe du cœur vers la valeur la plus basse à la limite de la gaine).

Connecteur

Actuellement, parmi les types les plus populaires de câbles optiques il y a ceux terminés par une fiche TOSLINK ou Mini TOSLINK.

TOSLINK

TOSLINK est une norme d'interface qui permet la transmission de signaux audio numériques sous forme d'une onde lumineuse à l’aide d’un câble à fibres optiques d'un diamètre d'environ 1 mm. Il est utilisé dans les décors de cinéma à domicile, les ordinateurs, les cartes son, les consoles de jeux vidéo et de nombreux autres appareils couramment utilisés. TOSLINK a été développé en détail et breveté en 1983 par une société japonaise fameuse Toshiba. L’origine du nom caractéristique réside en liaison de : TOS de Toshiba et LINK du mot anglais pour 'connection' (connexion).

La technologie garantit la transmission à l'aide d'impulsions de lumière rouge dont la longueur d'onde est d'environ 660 nm. Au début la bande passante de transmission de données pour les applications Fast Ethernet et FireWire était d’environ 3,1 Mb/s. Actuellement il est possible d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 125 Mb/s. La bande passante maximale de la version actuelle du câble audio est fixée à 25 Mb/s – ce niveau garantit une excellente transmission des données audio.

Mini TOSLINK

Le deuxième type de câbles optique est également populaire – Mini TOSLINK, par exemple CLIFF FM65010. La fiche de ce câble a été construite sur la base du connecteur mini-jack de 3,5 mm. Initialement, cette solution était utilisée uniquement dans les appareils mobiles (en raison de la taille réduite de la connexion facilitant une utilisation plus pratique dans les appareils portables). Aujourd'hui, les fabricants d'équipements électroniques utilisent plus souvent les câbles Mini TOSLINK dans leurs appareils radio et télé. Le connecteur du câble optique Mini TOSLINK possède une extrémité de la fibre dans la fiche de la fibre optique.

Câble optique – applications

En raison de leur spécification spéciale, les câbles optiques sont utilisés dans de nombreux domaines, entre autres dans les systèmes audios, les télécommunications, la médecine ou l’automatisation industrielle. Ils fonctionnent parfaitement dans des conditions difficiles qui éliminent souvent l'utilisation de câbles ordinaires. Ils permettent un fonctionnement efficace des appareils à haute altitude, à des températures extrêmes et en présence de fortes interférences électromagnétiques. Les câbles optiques sont parfaits pour la transmission audio et vidéo sans perte – au lieu d'un câble HDMI traditionnel, un câble optique pour home cinéma fonctionnera parfaitement.

Quel câble optique faut-il choisir?

Il y a de nombreux câbles optiques sur le marché. Le choix correct du connecteur pour un appareil possédé est une condition nécessaire qu’il faut remplir. Cependant il existe d'autres critères importants qui permettent de déterminer quel câble optique utiliser dans un cas spécifique.

Longueur du câble

Le plus important est d’adapter la longueur du câble à son utilisation future. En cas de câbles utilisant des signaux électriques en tant que support d’information, la qualité de la transmission des données diminue parallèlement à l’augmentation de la longueur du câble. Le câble optique garantit toujours la même qualité de signal, quelle que soit la longueur du câble. Il faut toutefois prendre en considération que Toshiba (le créateur de TOSLINK) a déterminé dans la spécification officielle que la longueur du câble ne doit pas dépasser 10 m. Si cette condition est remplie, la qualité de la connexion dépend uniquement de la classe et des performances des appareils qui émettent et reçoivent le signal lumineux.

Bande

Les valeurs optimales se situent dans la plage d’environ 9 MHz à 11 MHz. Les fabricants déterminent le prix du produit en fonction de la fibre utilisée. Les matériaux ayant des meilleures propriétés permettent que le câble prenne en charge les fréquences de transmission plus élevées, tandis que l’utilisation de plastique pour créer le cœur du câble optique réduit les fréquences de transmission maximales. Ces câbles seront moins chers et en théorie se caractériseront par une qualité inférieure. Toutefois, ils peuvent être une solution plus économique et tout à fait suffisante pour certaines applications (par exemple, dans le cas où les limitations de l’appareil final éliminent la signification des valeurs de fréquence de transmission).

Comment connecter un câble optique ?

Pour que le câble optique fonctionne correctement, il est nécessaire de le connecter de manière correcte. La technologie de la fibre optique est résistance aux facteurs externes mais elle est très sensible à la façon dont l'utilisateur l'utilise. Le cœur à l'intérieur est souvent en verre ou en plastique qui ne résiste pas à la déformation de la même manière que les câbles coaxiaux. Lors de l'installation d'un équipement audio en utilisant des câbles TOSLINK, le câble ne peut en aucun cas être déformé. Une telle action peut rompre le cœur et le câble sera complètement inutilisable. Le coût de réparation d'un câble à fibre optique endommagé peut être jusqu'à plusieurs fois supérieur à celui d'un nouveau. Par conséquent, ce type d’équipement doit être utilisé avec précaution et une grande sensibilité.

Le processus même de connexion des fiches montées sur un câble avec des fiches dans les appareils n’est pas très compliqué. Chaque fiche est équipée de capots qui protègent les connecteurs contre la saleté - ils doivent être retirés avant de connecter les câbles. Dans l'appareil émettant le signal, une fiche doit être placée dans la prise marquée OPTICAL OUT et l'autre dans l'appareil qui reçoit les données - sur la fiche OPTICAL IN. Il convient de rappeler que même la meilleure transmission de données audio ne créera pas le meilleur son si le dispositif émetteur (par exemple, un lecteur de DVD) et le dispositif receveur (un système home cinéma avec haut-parleurs) ne se caractérisent pas par une bonne qualité.

Le câble HDMI ou optique ou encore RCA ?

Le signal numérique est une chaîne binaire dans laquelle la chaîne de caractères est codée. Les câbles optiques avec TOSLINK et Mini TOSLINK ou les connecteurs coaxiaux avec connecteurs RCA (appelés prises cinch) sont utilisés pour transmettre le signal audio numérique. Le signal audio numérique peut être transmis sous forme coaxiale ou optique. Le signal dans le câble optique se présente sous forme d'une onde lumineuse. Dans un lecteur audio/vidéo (par exemple un lecteur DVD), le signal audio doit être converti en une forme d'onde lumineuse de sorte qu'un signal puisse être envoyé au connecteur optique et envoyé au système home cinéma par l’intermédiaire d’un câble optique.

Après avoir connecté le câble à l'entrée optique du home cinéma une onde lumineuse qui y atteindra devra être convertie par l'appareil en une forme numérique - en une impulsion électrique. La qualité du convertisseur utilisé est une condition déterminant la qualité du signal transmis (de la même manière que la qualité du matériau utilisé dans le câble pour la transmission de signaux électriques). L'utilisation d'un câble home cinéma optique (au lieu du câble HDMI ou RCA) permet d’assurer une transmission de données pratiquement sans perte entre les appareils spécifiques.

Quel est le prix du câble optique ?

Le prix dépend du matériau utilisé pour la production, de la longueur et de la structure interne du câble, ainsi que du type et de la qualité des connecteurs utilisés. Un bon câble optique peut coûter de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de zlotys par mètre. Avant de l’acheter, il est utile de consulter les spécifications détaillées des appareils à connecter et choisir un câble optique approprié.

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