transmission d'un signal : câble coaxial, fibre,...

[invite63523867]

Bonjour à tous,
câble coaxial, fibre optique, lignes bifilaires, guide d'onde,... et certainement d'autres que je ne connais pas.
J'aimerais savoir dans quels cas on utilise l'un et pas l'autre (exemples d'applications) .
Et surtout pourquoi !!! Quels sont leurs avantages et les inconvénients ( fréquence du signal, coût,...)?
Certains ne sont peut être même plus du tout utilisés ?
J'ai essayé de m'en faire une idée sur internet mais je suis perdu sous les informations.
Merci et bonne soirée.
-----

[invitea3eb043e]

Il y a déjà une question de commodité d'emploi et surtout de connexion. Par difficulté croissante :
ligne bifilaire - coaxial - fibre optique - guide d'ondes
Le coût c'est dans un ordre similaire.
Les guides d'ondes sont un truc strictement professionnel, c'est vite de la bijouterie.
Ensuite, ces supports ne portent pas les mêmes ondes ni les mêmes fréquences. Une fibre optique ne passe que la lumière, donc de très hautes fréquences, on peut transmettre des milliers de communications téléphoniques dans une seule fibre.

Les arguments de coûts ont amené à prolonger l'emploi des lignes bifilaires en plus hautes fréquences, d'où l'ADSL.

[invite63523867]

Bonjour,
Merci pour votre réponse.
Je me pose encore de multiples questions d'ordres théoriques (voire même très scolaires) et d'ordre techniques.
Je vous serais très reconnaissant d'essayer d'y répondre car je suis perdu.
Concernant le câble coaxial, ce que j'en ai compris c'est qu'il permettait protéger des nuisances le signal se propageant grâce à une cage de Faraday.
- je ne comprends pas le principe de la cage de Faraday. Si j'applique un simple théo d'Ampère je trouverai un champ (E ou B) crée par un élément externe. où est mon erreur? Le blindage tressé sert aussi de retour du courant ?
- quand on fait un calcul de champ B dans le câble on utilise mu(0) et pourtant on est pas dans le vide . pourquoi? c'est mu(r) qu'il faut utiliser?
- Le but d'un câble coaxial est de véhiculer un courant (ce qui veut dire pour moi alimenter un appareil) ou de véhiculer un signal par une OEM (ou c'est la même chose) ? On travaille à très hautes fréquences certainement pour minimiser les pertes ( c'est le rôle de la porteuse je pense) : le courant n'est pas à 50 hz? quel est le domaine de fréquence?
- je ne vois pas chez moi de câble coaxial. est-ce d'un usage courant?
(je ne vois pas spécialement non plus de lignes bifilaires).
- Pour transporter le courant entre les centrales et le foyer, on utilise de simples câbles en cuivre? les lignes bifilaires ou câbles coaxiaux ne sont pas nécessaires?

j'ai aussi lu que le courant se déplaçant en surface (épaisseur de peau) à haute fréquence les pertes d'énergie électromagnétique étaient accrues, ce qui expliquait qu'on n'utilisait moins les lignes bifilaires à ces fréquences : est-ce vrai? pourquoi ces pertes sont elles accrues? hautes fréquences , c'est à dire?
Quand je téléphone avec internet , le moyen de propagation est une fibre optique un satellite ou autre? pourquoi cette solution?
Je m'arrête là mais je pourrais poser des questions pendant des heures. je suis dans un gouffre d'ignorance. aidez-moi !!!!

[f6bes]

Concernant le câble coaxial, ce que j'en ai compris c'est qu'il permettait protéger des nuisances le signal se propageant grâce à une cage de Faraday.
- Le blindage tressé sert aussi de retour du courant ?
- quand on fait un calcul de champ B dans le câble on utilise mu(0) et pourtant on est pas dans le vide . pourquoi? c'est mu(r) qu'il faut utiliser?
- Le but d'un câble coaxial est de véhiculer un courant (ce qui veut dire pour moi alimenter un appareil) ou de véhiculer un signal par une OEM (ou c'est la même chose) ? On travaille à très hautes fréquences certainement pour minimiser les pertes ( c'est le rôle de la porteuse je pense) : le courant n'est pas à 50 hz? quel est le domaine de fréquence?
- je ne vois pas chez moi de câble coaxial. est-ce d'un usage courant?
(je ne vois pas spécialement non plus de lignes bifilaires).
- Pour transporter le courant entre les centrales et le foyer, on utilise de simples câbles en cuivre? les lignes bifilaires ou câbles coaxiaux ne sont pas nécessaires?

j'ai aussi lu que le courant se déplaçant en surface (épaisseur de peau) à haute fréquence les pertes d'énergie électromagnétique étaient accrues, ce qui expliquait qu'on n'utilisait moins les lignes bifilaires à ces fréquences : est-ce vrai? pourquoi ces pertes sont elles accrues? hautes fréquences , c'est à dire?
Quand je téléphone avec internet , le moyen de propagation est une fibre optique un satellite ou autre? pourquoi cette solution?
Je m'arrête là mais je pourrais poser des questions pendant des heures. je suis dans un gouffre d'ignorance. aidez-moi !!!!

BJr à toi,
Un cable coxail est qq "chose" de blindé (la tresse).
Cette tresse qui "entoure" le conducteur "actif" (l'ame) empéche les pertubations d'atteindre l'ame.
Il FAUT que le blindage soit réuni au potentiel de terre pour avoir son efficassité maximum.
En ce sens tu peux le considérer comme une cage de faraday.

Mais c'est pas la cage de faraday qui "assure" une quelconque propagation du signal !

Le blindage assure aussi le retour de courant.

Un cable propage un COURANT , pas une onde qui est qq chose " d'immatériel" .
Une "onde" c'est lorsque l'antenne la reçoit ou la rayonne.

Plus tu montes en fréquence et plus tu as ....des pertes.
Donc on ne monte pas en fréquence pour ....minimiser les pertes.

Un cable coaxial est conçu pour transporter de la HAUTE FREQUENCE (et au delà) sans TROP de perte . Ce que ne pourrait faire des conducteurs électriques "classiques".

Plus on monte , fréquence et plus le courant à tendance à rester à la périphérie du conducteur.

Regarde les lignes Haute tension et THT tu verras que se sont des fils ou cables ( le cuivre n 'est plus trop employé= trop cher, on utilise l'alu et ses alliages. (moins cher)

Lorsque tu téléphones , généralement c'est des fils "ordinaires" qui te relies au central téléphonique auquel ton phone et raccordé.
Ensuite suivant ou tu téléphones les chemins peuvent etre multiples ( coaxialm, fibre optique, satellites,etc...)





A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite63523867]

Merci pour ta réponse.
Juste quelques questions qui en découlent ou pour préciser.

"Il FAUT que le blindage soit réuni au potentiel de terre pour avoir son efficacité maximum. En ce sens tu peux le considérer comme une cage de faraday"
- pourquoi cela ne perturbe pas le signal? je ne comprends pas le principe.

"Mais c'est pas la cage de faraday qui "assure" une quelconque propagation du signal !"

-on est d'accord.

"Un cable propage un COURANT , pas une onde qui est qq chose " d'immatériel". "
Il y a pourtant une onde électromagnétique liée à la propagation du courant (Maxwell). Mais peut être n'a t elle aucun intérêt.?.Quand on parle de signal, on parle d'onde (modulée par une porteuse d'où la haute fréquence) ou on parle d'un courant qui "détiendrait" l'information? il y aurait alors 2 sortes de courant : le signal et celui qui alimente l'appareil (50 Hz).

Une "onde" c'est lorsque l'antenne la reçoit ou la rayonne.
Le courant serait induit par cette OEM et propagerait alors le signal. Est-ce la bonne interprétation?


Plus tu montes en fréquence et plus tu as ....des pertes.
Donc on ne monte pas en fréquence pour ....minimiser les pertes.
- Tu as raison je me suis contredit. Et pourtant c'est bien pour ça qu'on module (modulation d'amplitude) le signal par une porteuse de ... haute fréquence non?

Un cable coaxial est conçu pour transporter de la HAUTE FREQUENCE (et au delà) sans TROP de perte . Ce que ne pourrait faire des conducteurs électriques "classiques".
- c'est quoi hautes fréquences? quel intervalle? pourquoi le câble coaxial minimise les pertes par rapport aux fils?

Regarde les lignes Haute tension et THT tu verras que se sont des fils ou cables ( le cuivre n 'est plus trop employé= trop cher, on utilise l'alu et ses alliages. (moins cher)
- un câble coaxial serait trop cher pour minimiser ces pertes et inutile du fait de la fréquence d’utilisation (50 Hz)?
Les fils sont recouverts d'un isolant? Si oui, pourquoi parle-t-on d’électrocution (oiseaux, canne à pêche)? Si non comment expliquer leur aspect (noir, semble recouverts).
Les lignes téléphoniques sont elles moins dangereuses ( + basses)?

Je suis conscient que c'est plus facile de poser des questions que d'y répondre. Merci pour le temps accordé.

[inviteddf96a83]

- je ne vois pas chez moi de câble coaxial. est-ce d'un usage courant?
(je ne vois pas spécialement non plus de lignes bifilaires).

Le cable coaxial on en trouve sur les prises péritel, ça ne se fait plus c'est remplacé par les cables HDMI. On en trouve aussi sur les lecteurs DVD, autoradios ETC.
Traditionnellement, la ligne bifilaire a été utilisée pour relier une antenne de réception TV à un téléviseur, le câble coaxial la remplace depuis longtemps

[inviteddf96a83]

Les fils sont recouverts d'un isolant? Si oui, pourquoi parle-t-on d’électrocution (oiseaux, canne à pêche)? Si non comment expliquer leur aspect (noir, semble recouverts).
.

Encore heureux qu'ils soient isolés! Quand tu entends parler d'électrocution c'est soit dans les pays pauvres, soit de vieux poteaux en France:
Chez les pauvres, les fils sont isolés, mais pas les raccordements au niveaux des poteaux, y'a un oiseau qui touche et bam tous ses copains proches grillent.
Chez nous, soit un mec à fait le con, soit cette isolation est détériorée.

[invitea3eb043e]

Il y a de fortes chances pour que ton câble TV soit coaxial. Quand on fait le calcul d'un tel câble par les équations de Maxwell, on peut montrer que le signal se propage à la vitesse de la lumière dans l'isolant : µ0 µr eps0 eps r . v² = 1
En pratique µr vaut toujours pratiquement 1 dans le polyéthylène notamment.
Les câbles n'aiment pas les intersections, les connexions, les plissures, tout ce qui dérange la propagation et provoque des ondes en retour. Le coaxial réalise assez facilement une telle qualité géométrique.
Le coaxial est limité en fréquence : la longueur d'onde ne doit pas être plus petite que le diamètre (en gros). En plus, si on monte en fréquence, arrive l'effet de peau : le courant ne circule que sur la couche la plus externe du conducteur, ce qui augmente la résistance, donc les pertes.
Les fibres optiques n'ont pas ces défauts, mais elles sont difficiles à souder bout à bout.
Quand on communique avec les USA par exemple, le signal peut se propager par satellite, par câble coaxial sous-marin ou par fibre optique, tout est possible.

[b@z66]

Un cable propage un COURANT , pas une onde qui est qq chose " d'immatériel" .
Une "onde" c'est lorsque l'antenne la reçoit ou la rayonne.

Très réducteur comme remarque puisqu'un câble coaxial constitue bel et bien un "guide d'onde TEM". "L'onde", qui est également le signal, est alors bien protégée et limitée dans l'espace qui sépare le blindage(ou gaine extérieure) de l'âme centrale et s'y propage en théorie sans atténuation(à la différence des ondes produites par des antennes usuelles) si on néglige les pertes dans les matériaux du câble. Enfin, pour expliquer le principe de la cage de Faraday ici, on peut faire remarquer que les ondes électromagnétiques extérieures au câble(les perturbations) se réfléchissent sur la gaine extérieure du câble(en raison de sa nature conductrice) qui agit alors comme un bouclier en protégeant l'espace "intérieur" du câble où se propage "l'onde" du signal. Avec les champs électromagnétiques statiques, c'est encore autre chose...

[f6bes]

Très réducteur comme remarque puisqu'un câble coaxial constitue bel et bien un "guide d'onde TEM".

Bjr à toi,
Alors faut commencer par définir le mot "onde" !!
Pour moi un cable coaxial est parcouru par un COURANT et soumis à une TENSION.
Une onde est elle un courant et une tension ?
Si oui, alors effectivement on peut direr que le coax "transporte" une onde (mais ça me dérange, comme conception!)

A+

[invitea3eb043e]

L'âme et la gaine transportent du courant et sont soumis à une tension. Par ailleurs, le diélectrique est soumis à un champ électrique et un champ magnétique. Tout ça est lié par Maxwell.
Dès lors, on peut dire qu'il se propage une onde dans le diélectrique.

[f6bes]

Le courant serait induit par cette OEM et propagerait alors le signal. Est-ce la bonne interprétation?


Et pourtant c'est bien pour ça qu'on module (modulation d'amplitude) le signal par une porteuse de ... haute fréquence non?


- c'est quoi hautes fréquences? quel intervalle? pourquoi le câble coaxial minimise les pertes par rapport aux fils?


- un câble coaxial serait trop cher pour minimiser ces pertes et inutile du fait de la fréquence d’utilisation (50 Hz)?

Les fils sont recouverts d'un isolant? Si oui, pourquoi parle-t-on d’électrocution (oiseaux, canne à pêche)? Si non comment expliquer leur aspect (noir, semble recouverts).
Les lignes téléphoniques sont elles moins dangereuses ( + basses)?

Bjr à toi,
Une OEM induit effectivement une tension dans un conducteur (principe des antennes)
On ne module PAS un signal (information) PAR une porteuse.
On MODULE une porteuse PAR le signal d'information.
C'est donc l'inverse de ce que tu dis .

La HF c'est disons entre 20 khzs et qq centaines de gigaherts dans les connaissances de la technologie humaine actuelle.
Spectre des fréquences:http://www.aurel32.net/elec/frequences_radio.php

A 50 hertzs il n'y a quasiment pas d eperte de puissance par RAYONNEMENT. Donc inutile de prévoir des cables coaxiaux pour le 50 hertzs.

De l'alu ou cuivre nu (si isolateur verre/porcelaine) y suffisent.

Les oiseaux qui ne touchent qu'UN fil ne s'électrocute pas !
Les GRANDS oiseaux (envergure importante) qui touchent 2 FILS s'électrocutent !

Les fils "noirs " que tu peux apercevoir sont des cables de distribution en basse tension (400/230v) .
Ce sont des cables torsadés GAINES INDIVIDUELLEMENT d'un isolant PVC noir.
Cable torsadé posé en façade:http://www.forum-electricite.com/schemas/cable-edf.jpg

Les lignes téléphoniques sont parcourues par des tensions TRES faibles (48v et 80 v pour la sonnerie).

Une tension faible est moins dangereuse qu'une tension élevée.
A+

[f6bes]

L'âme et la gaine transportent du courant et sont soumis à une tension. Par ailleurs, le diélectrique est soumis à un champ électrique et un champ magnétique. Tout ça est lié par Maxwell.
Dès lors, on peut dire qu'il se propage une onde dans le diélectrique.

Bjr à toi,
Certe, mais peut on en dire autant POUR les "conducteurs" contitutifs et actifs ?
Bon W E

[b@z66]

Bjr à toi,
Alors faut commencer par définir le mot "onde" !!
Pour moi un cable coaxial est parcouru par un COURANT et soumis à une TENSION.
Une onde est elle un courant et une tension ?
Si oui, alors effectivement on peut direr que le coax "transporte" une onde (mais ça me dérange, comme conception!)

A+

Pas de problème alors. Une onde est une modification ou une perturbation d'une grandeur qui se propage. On peut donc très bien considérer que l'on a une onde de courant(ou tension) même si cette onde reste aussi associée à l'onde électromagnétique passant dans le diélectrique du câble.

[invite63523867]

Bonjour,
Merci pour vos réponses. Vraiment j'apprend beaucoup de choses.
Alors juste des petites questions pour être vraiment sûr :

"Les GRANDS oiseaux (envergure importante) qui touchent 2 FILS s'électrocutent !"
- Comme ces fils sont isolés , on parle des cas particuliers de fils sur des vieux poteaux, des fils détériorés ou par contact avec les connexions?donc ils ne s’électrocuteraient que dans de rares cas?

"On MODULE une porteuse PAR le signal d'information"
- c'est vrai, je me suis trompé
"le signal module (modulation d'amplitude) une porteuse de ... haute fréquence non?"
- ça reste un questionnement.... Un signal de faible fréquence serait atténué rapidement. d'où la modulation. Ce n'est pas la même chose dans des conducteurs ou dans des isolants?
Et quel est l'intérêt d'utiliser de hautes fréquences : quels genres de signaux sont à hautes fréquences. Pour la fibre optique, on parle de lumière alors je vois. mais pour le reste (internet par exemple)
plus la fréquence est élevée plus il y a d'informations? dans un câble coaxial, il y a un signal ( un courant= une information?) ou plusieurs signaux?

"la ligne bifilaire a été utilisée pour relier une antenne de réception TV à un téléviseur, le câble coaxial la remplace depuis longtemps"
y a t il encore des d'exemples d'utilisation d'une ligne bifilaire?
Le guide d'onde n'a pas d'application pratique au quotidien?
pour une communication france-Etats-unis pourquoi est-on amené à utiliser telle ou telle technologie ( satellites, fibre optique , coaxial(?))?
Le coût (mais les 3 existent apparemment) , qualité du signal, conditions météo, ...
Merci et bonne journée à tous

[f6bes]

Bjr à toi
Les lignes ne sont pas forcément vieilles. Une ligne 20 kV est faite dans la majorité des cas en conducteurs NUS. (écartement des fils MINI=0.7m)
Suffit qu'un rapace écarte un peu trop les ailes et voilà servit le repas bien chaud pour le renard du coin !

Reste à savoir les distances que tu veux parcourir:
On utilise la modulation " radio" pour parcourir SANS fil des distances de plusieurs MILLIERS de kms et ce dans TOUTES les idrections si l'on a envie.

Tu te vois entrain d'avoir x milliers de kms avec des cables !!!

On utilise la HF lorsqu'on veut transmettre des "données" SANS utilisation de fil. ( radio, TV, liaison satellite, etc...).

C'est PAS parce que la fréquence est plus élevées qu'il y a PLUS d'information à transmettre.

Dans un cable il peut y avoir plusieurs centaines de signaux (on utilise le multiplexage).
Les cables SOUS MARINS ne passent pas qu'UNe communication à la fois, mais des centaines.

Le gui d'onde est utilser en Hyper fréquence. Donc tout appareils qui utilisent les hyper fréquence comportent généralement un guide d'onde.
Au cotidien: le four micro onde (mais tu ne vois) pas le guide.
Dans les magasins les ouvertures de portes automatiques (lorque tu arrives) utilisent des hyper fréquences . Là aussi l'antenne est assoçié à un petit guide d'onde.
Le nombre de communications qui peuvent passer dans un sytéme est variable suivant la nature du systéme.
Un coaxial à des limites en nombre de communications intantanées. Mais cela coute cher à poser et à entretenir.

Un satellite coute moins cher , mais est difficilement dépannable la haut !
A+

[invite897678a3]

Bonjour F6BES et les autres,

C'est PAS parce que la fréquence est plus élevées qu'il y a PLUS d'information à transmettre.

Sans aucun doute.

Mais il me semble que dans le cas de la modulation d'amplitude d'une onde porteuse, plus la fréquence de cette porteuse est élévée, plus le "débit d'informations" susceptible d'être véhiculé sera important.

Cordialement

Ouk

[inviteddf96a83]

Bjr à toi
Les lignes ne sont pas forcément vieilles. Une ligne 20 kV est faite dans la majorité des cas en conducteurs NUS. (écartement des fils MINI=0.7m)
Suffit qu'un rapace écarte un peu trop les ailes et voilà servit le repas bien chaud pour le renard du coin !

Les fils sont isolés quand même, alors là faudra que tu m'expliques

[invite897678a3]

Bonjour,

@AurélienBis
depuis quand as-tu vu de l'isolant sur les lignes 20 000 V

[inviteddf96a83]

Bonjour,

@AurélienBis
depuis quand as-tu vu de l'isolant sur les lignes 20 000 V

J'aurais pourtant juré qu'ils l'étaient.

J'en suis sûr pour les lignes souterraines (et ça vaut mieux) mais après tout ça ne me choquerais pas que les lignes aériennes ne le soient pas.

[f6bes]

Bjr ,
Il existe effectivement des cables torsadés (aériens sur supports) pour du 20 KV.
Norme EDF HN33S23 (voir Google)
La torsade doit faire dans les 10 cms de diamétre.
Mais bon c'est pas utilisé tous les jours ! ( sur sites "spéciaux")

A+

[f6bes]

Les fils sont isolés quand même, alors là faudra que tu m'expliques

Bsr à toi,
Non les fils des lignes AERIENNES 20kV ne sont pas isolés. Ils sont maintenus sur les supports à l'aide d'isolateur (chaines d'isolateurs) verre ou porcelaine.
A+

[f6bes]

Les fils sont isolés quand même, alors là faudra que tu m'expliques

Bsr à toi,
Non les fils des lignes AERIENNES 20kV ne sont pas isolés (99, 99 % des cas). Ils sont maintenus sur les supports à l'aide d'isolateur (chaines d'isolateurs) verre ou porcelaine.

A+