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1 / 10 Un rayon de lumière dans une fibre de verre Un laser envoie de la lumière rouge dans l’extrémité d’une fibre dessinée bien plus épaisse que nature. Dans cette fibre plastique, le rayon touche la paroi entre le cœur et la gaine sous 73°, soit plus que l’angle critique de 70,4°, si bien que chaque rebond réfléchit toute la lumière. Faites glisser la poignée rouge du laser, ou appuyez sur « Suivre la lumière ».
Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.
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01 Un rayon de lumière dans une fibre de verre Un laser envoie de la lumière rouge dans l’extrémité d’une fibre dessinée bien plus épaisse que nature. Dans cette fibre plastique, le rayon touche la paroi entre le cœur et la gaine sous 73°, soit plus que l’angle critique de 70,4°, si bien que chaque rebond réfléchit toute la lumière. Faites glisser la poignée rouge du laser, ou appuyez sur « Suivre la lumière ».
02 La fibre télécom garde sa lumière presque droite La SMF-28 standard a un cœur d’indice 1,4508 dans une gaine de 1,4440. L’angle critique est arcsin(1,4440 / 1,4508) = 84,46°, donc seuls les rayons à moins d’environ 8° de l’axe dans l’air peuvent être piégés. Ici, le rayon touche la paroi sous 87° et reste à l’intérieur.
03 Sous l’angle critique, la lumière fuit À 80° sur la paroi, seuls 0,8 % de la lumière sont réfléchis au premier rebond. Le reste traverse la gaine et est absorbé par le revêtement, et le bout de la fibre s’éteint en quelques rebonds.
04 Une courbure serrée laisse sortir la lumière Dans une courbure, la paroi extérieure reçoit chaque rayon sous un angle plus petit. Pour cette fibre plastique, un rayon qui suit l’axe s’échappe dès que le rayon de courbure descend sous environ 16 demi-largeurs de cœur. Faites glisser la poignée rouge de la courbure et comptez les rayons qui passent.
05 Plusieurs trajets étalent une impulsion Dans un large cœur multimode, le rayon le plus incliné parcourt un trajet plus long que le rayon droit : 43,7 ns de plus par km dans ce modèle. À 1 Gbit/s, un bit dure 1 ns, donc après environ 23 m les impulsions se confondent. La fibre monomode n’a qu’un seul trajet et tient des milliers de kilomètres à ce débit.
06 Des uns et des zéros en éclairs L’émetteur allume le laser pour un 1 et l’éteint pour un 0. « Hi » s’écrit 01001000 01101001. À 10 Gbit/s, chaque bit dure 100 ps et occupe environ 2 cm de verre. Tapez votre propre nom dans le panneau et envoyez-le.
07 Pourquoi le câble a besoin d’amplificateurs À 1550 nm, cette fibre perd environ 0,164 dB par km. Sur un tronçon de 70 km, cela fait 11,5 dB, et il reste 7 % de la lumière. De Séoul à Los Angeles, le long du trajet du modèle, il y a 11 378 km, ce qui demande 162 amplificateurs à cet espacement. Essayez des tronçons plus longs.
08 Pourquoi 1550 nm À 1310 nm, la perte est de 0,275 dB par km, et les amplificateurs à erbium posés au fond de la mer ne fonctionnent qu’entre environ 1530 et 1625 nm. Changez la longueur d’onde et regardez les amplificateurs de la scène devenir rouges quand ils ne peuvent plus rétablir le signal.
09 Un câble plus épais en eau peu profonde Voici une double armure, large de 35,9 mm, pour les eaux de moins de 600 m environ où arrivent les ancres et les chaluts. Plus bas, une seule couche d’armure suffit, et sous environ 2000 m on utilise le câble nu de 17 mm. Déplacez le curseur de profondeur.
10 Combien de temps met le signal de Séoul à Los Angeles La lumière dans la fibre avance à c / 1,4682, soit environ 204 000 km/s. Sur le trajet du modèle de 11 378 km, un signal met 55,7 ms à l’aller et 111 ms pour l’aller-retour. Les serveurs mesurent 139 à 145 ms, car les routeurs et les détours ajoutent le reste. Appuyez sur « Course de tous les itinéraires ».
Laser Un laser à semi-conducteur à 1550 nm, une longueur d’onde infrarouge que l’œil ne voit pas. Le modèle dessine sa lumière en rouge. Cœur Verre de 8,2 µm de large, dont l’indice de réfraction est environ 0,5 % plus élevé que celui du verre qui l’entoure. Tout le signal passe ici. Gaine Verre de 125 µm de large. Son indice plus faible rend possible la réflexion totale interne sur la paroi du cœur. Revêtement Deux couches d’acrylate portent la fibre à 242 µm. Elles protègent la surface du verre et absorbent la lumière parasite. Photodiode Transforme chaque éclair qui arrive en un petit courant. Le récepteur lit un 1 quand le courant dépasse un seuil. Répéteur Un boîtier résistant à la pression, posé sur le fond marin, qui abrite des amplificateurs à fibre dopée à l’erbium, un par fibre et par sens. Tube à fibres Un tube en plastique où les fibres flottent dans un gel, pour que le câble puisse s’étirer un peu sans tirer sur le verre. Fils de renfort 24 fils d’acier à haute résistance en deux couches. Ils portent le poids du câble pendant sa pose ou son relevage pour réparation. Gaine de cuivre Un tube de cuivre soudé qui amène le courant continu aux répéteurs et empêche l’eau et l’hydrogène d’entrer. Gaine en polyéthylène Isole le cuivre de l’eau de mer jusqu’à 15 000 volts. En eau profonde, c’est l’extérieur du câble, large de 17 mm. Fils d’armure Fils d’acier galvanisé de 3,35 mm d’épaisseur, en une ou deux couches, sous un fil goudronné. Ajoutés là où les ancres et les chaluts arrivent.
