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La technologie de la fibre optique a révolutionné le transfert de données, remplaçant le courant électrique par la lumière. Elle encode l'information dans la lumière, permettant ainsi des transmissions sur de plus longues distances avec une perte de signal réduite et des débits plus rapides. Bien que les signaux de la fibre optique soient insensibles aux interférences électromagnétiques (IEM), le système lui-même repose fortement sur des composants électroniques qui nécessitent un blindage adéquat pour le bon fonctionnement du réseau.1.
Les réseaux de fibre optique fonctionnent grâce à des composants électroniques standard tels que des commutateurs, des récepteurs, des routeurs, des alimentations et des convertisseurs. Lorsqu'on aborde les problèmes d'interférences électromagnétiques (IEM) au sein de ces réseaux, la question centrale est celle de la protection de ces équipements. L'environnement d'installation des équipements de fibre optique comporte de multiples sources d'IEM ; par conséquent, la stratégie pour préserver l'intégrité du réseau consiste à blinder correctement ces équipements.
Plus précisément, les équipements de réseau à fibre optique sont souvent situés à proximité de systèmes de contrôle de la climatisation, de sous-stations électriques, de transformateurs, de variateurs de fréquence et d'équipements d'automatisation industrielle, autant d'éléments susceptibles de générer des interférences. Les signaux électromagnétiques rayonnés et conduits peuvent alors se coupler accidentellement avec les équipements de réseau voisins, provoquant ainsi des dysfonctionnements.
Conséquences des interférences électromagnétiques dans les réseaux à fibres optiques
Les interférences électromagnétiques (IEM) provenant d'équipements situés à proximité peuvent perturber les infrastructures réseau critiques, telles que les émetteurs-récepteurs et les circuits intégrés de commutation, ce qui peut entraîner une perte de connexion et une instabilité du signal. Les IEM perturbent également la synchronisation et augmentent le bruit émis par les équipements à fibre optique à haut débit, ce qui a des répercussions en aval, comme une réduction du débit et une augmentation de la latence.
Dans les systèmes de télécommunications comme la voix sur IP (VoIP) ou la diffusion vidéo en continu, les interférences électromagnétiques (IEM) se produisent lors de la conversion des signaux optiques en signaux électriques, entraînant une mauvaise qualité audio/vidéo ou des retards. Dans les émetteurs-récepteurs à fibre optique, les IEM perturbent la précision de la modulation et les circuits de récupération d'horloge, ce qui provoque des erreurs de synchronisation.
Solutions pour le blindage des équipements à fibre optique contre les interférences électromagnétiques
La méthode standard pour réduire les effets de l'exposition aux interférences électromagnétiques consiste à entourer les composants électroniques sensibles d'une cage de Faraday. Cette cage protège les circuits en réfléchissant et en absorbant les signaux électromagnétiques incidents, les empêchant ainsi de pénétrer et de se coupler aux circuits internes. La figure 1 ci-dessous illustre le fonctionnement d'une cage de Faraday.
Figure 1 : Représentation graphique d'une cage de Faraday interagissant avec une onde électromagnétique incidente
Dans les circuits, c'est le boîtier qui atténue les interférences. Traditionnellement, les boîtiers étaient fabriqués en aluminium, matériau qui bloque plus de 99.99 % des signaux électromagnétiques. Cependant, en raison du poids et du coût engendrés par l'utilisation de ce matériau, les concepteurs se sont tournés vers des boîtiers en plastique comme l'ABS et le polycarbonate. Le problème de ces matériaux réside dans leur forte isolation électrique ; les concepteurs de circuits ont donc dû métalliser ces composants pour assurer la conformité électromagnétique (CEM).
Peinture conductrice d'électricité comme matériau de blindage
Bien que les feuilles et les mailles conductrices soient des matériaux efficaces pour bloquer les interférences électromagnétiques, leur application est complexe et exigeante en main-d'œuvre. Les feuilles sont sujettes à la déchirure, ce qui crée des brèches dans le blindage par lesquelles le rayonnement peut s'infiltrer. Une meilleure option, permettant de métalliser rapidement et efficacement les pièces en plastique, est… peinture conductrice d'électricité.
La peinture conductrice utilise des charges métalliques telles que le graphite, le cuivre, le nickel et l'argent dispersées dans des polymères courants comme l'acrylique, le polyuréthane et l'époxy. Appliquée sous forme liquide, elle durcit pour former une finition plastique solide, épousant parfaitement les arêtes et les contours des intérieurs de boîtiers. Son application est aisée ; le revêtement est très résistant et offre une atténuation de 20 à 100 dB sur une large bande de fréquences.
Peinture conductrice électrique MG Chemicals
MG Chemicals a développé une gamme complète de peintures conductrices qui protègent efficacement contre les interférences électromagnétiques. Cette gamme comprend acrylique, époxy et polyuréthane à base d'eau Produits pigmentés avec des paillettes métalliques hautement conductrices. Pour les boîtiers en plastique situés en environnement contrôlé, les peintures conductrices de la série AR sont les plus adaptées car elles sont faciles à appliquer et adhèrent parfaitement aux plastiques.
Le choix du produit dépendra principalement du niveau de blindage requis et de la gamme de fréquences concernée. La nature des particules métalliques utilisées détermine l'atténuation du blindage du système, comme l'illustre la figure 2.
Figure 2 : Comparaison de différents matériaux de remplissage conducteurs en fonction de l'atténuation du blindage
Bien que les signaux des fibres optiques soient insensibles aux interférences électromagnétiques (IEM), l'infrastructure qui les supporte reste vulnérable à proximité d'équipements électriques. Pour atténuer les problèmes courants liés aux IEM, tels que la latence et l'instabilité du signal, les circuits alimentant les réseaux de fibres optiques doivent être entourés de matériaux conducteurs.
La peinture conductrice offre aux concepteurs une solution simple et propre pour métalliser le plastique. Très résistante et économique, elle épouse parfaitement la géométrie complexe des boîtiers. Elle assure une atténuation sur une large bande de fréquences et offre une grande flexibilité de conception, permettant ainsi de réduire les coûts, le poids et la complexité.
- Senior, John M. ; Jamro, M. Yousif (2009). Communications par fibre optique : principes et
entraine toi. Éducation Pearson7-9.
