Est-ce la même chose que la vitesse de la lumière dans le vide ? Combien de millisecondes faut-il à un signal pour voyager de Shanghai à New York ?
La vitesse de la lumière dans une fibre optique n’est pas la même que sa vitesse dans le vide. Elle est plus lente en raison de l’indice de réfraction du verre de silice utilisé dans le cœur de la fibre.
1. Calcul de la vitesse
Dans le vide, la lumière se déplace à environ c \approx 299 792 kilomètres par seconde. Dans une fibre optique monomode standard (comme la Fibre optique OFSCN® G.652D), l’indice de réfraction (n) est généralement d’environ 1,468.
La formule de la vitesse de la lumière dans un milieu (v) est :
v = \frac{c}{n}
En utilisant n = 1,468, la vitesse dans la fibre est d’environ 204 218 kilomètres par seconde, soit environ 68 % de sa vitesse dans le vide.
2. Latence Shanghai-New York
La distance entre Shanghai et New York est d’environ 12 000 kilomètres (distance orthodromique). Cependant, les câbles sous-marins en fibre optique ne suivent pas une ligne droite et impliquent des répéteurs et des équipements de commutation.
- Délai de propagation théorique : Pour un tracé de câble de 15 000 km (longueur réelle estimée du câble), le temps nécessaire serait de :t = \frac{15 000 \text{ km}}{204 218 \text{ km/s}} \approx 0,0734 \text{ seconde} = \mathbf{73,4 \text{ millisecondes}}
- Latence en conditions réelles : En pratique, le temps d’aller-retour (RTT) entre Shanghai et New York se situe généralement entre 200 ms et 250 ms en raison du traitement du signal, du routage et du chemin physique des câbles.
3. Application dans la détection par fibre optique
Cette vitesse précise de la lumière est essentielle pour des technologies telles que la détection par réseau de Bragg en fibre (FBG) et la détection optique distribuée par fibre (DOFS). Par exemple, dans un Interrogateur de réseau de Bragg en fibre OFSCN®, le système repose sur le temps de vol ou les déphasages de la lumière pour localiser et mesurer avec précision les changements de température ou de contrainte le long de la fibre.
Si vous concevez un système de surveillance à haute vitesse pour une infrastructure longue distance, le délai de propagation doit être pris en compte dans votre logique de synchronisation.