Mesures dans un réseau de fibres optiques

1. Caractéristiques géométriques

Les caractéristiques géométriques d’une fibre optique sont fournies par le fabricant de la fibre. Elles concernent les données suivantes :

Bien évidemment, ces caractéristiques géométriques ont des valeurs de tolérance dont les limites se retrouvent dans les différentes normes en vigueur.

2. Caractéristiques fonctionnelles

Les principales caractéristiques fonctionnelles de la modification du signal...

1. Pince de détection de trafic optique

C’est un outil de base pour les techniciens en intervention sur un réseau en fibres optiques en service, à utiliser avant toute intervention sur une fibre. En effet, cette pince peut détecter la transmission d’un signal dans la fibre sans avoir à la déconnecter. Un simple « pincement » de fibre détourne une faible partie du signal vers deux photodétecteurs donnant ainsi le sens du trafic ainsi que le niveau de puissance du signal.

Généralement, les pinces de détection de trafic optique sont livrées avec des adaptateurs pour être employées sur des gaines de fibres ayant des diamètres classiques des 250 ou 900 µm, ou bien de 2 à 3 millimètres.

Exemple de pince de détection de trafic optique

2. Stylo optique

Aussi appelé localisateur visuel de défauts optiques (visual fault locator - VFL), le stylo optique est un équipement léger permettant d’identifier la continuité des fibres de bout en bout, des coupures de fibres, des contraintes comme un écrasement de la fibre, des macrocourbures, des épissures...

1. Constitution d’un photomètre

Notons tout d’abord qu’en langage courant on parle de photomètre alors qu’il y a deux parties distinctes de l’équipement qui interviennent :

Généralement, en matériau pour photodétecteur, trois grands types de semi-conducteurs sont employés : le silicium, le germanium et l’arséniure de germanium et d’indium. Leur choix a été fait par le fabricant en fonction des longueurs d’onde à tester et de l’amplitude maximale des énergies à mesurer.

Quant à la source lumineuse, elle est utilisée lorsque la fibre n’est pas « éclairée », c’est-à-dire s’il n’y a pas d’équipement actif émetteur. Le plus souvent, cette source lumineuse sera une DEL pour une fibre optique multimodale ou une diode laser pour une fibre unimodale. Elle sera calibrée en fonction de la longueur d’onde à mesurer : 650, 850, 1 300, 1 550 nanomètres ou autre, jusqu’à une trentaine...

1. Réflectométrie et réflectomètres

a. Principe de la réflectométrie

La réflectométrie s’appuie sur un équipement, le réflectomètre, qui fonctionne à la manière d’un « échomètre ». Il envoie une impulsion lumineuse ; il mesure ce qui revient en retour et le présente sous forme de courbes dont les données peuvent être récupérées, stockées et traitées.

Le test se fait à partir d’une extrémité et va caractériser la fibre de bout en bout en localisant et mesurant chaque événement.

Schéma de principe de la réflectométrie

Trace typique d’un réflectomètre

Rattaché à une base de temps, le réflectomètre permet de qualifier en distance les différents évènements rencontrés sur la fibre optique :

• Longueur totale de la fibre ou cassures.

• Atténuation totale ou par tronçons.

• Pertes et emplacement des épissures mécaniques et épissures par fusions.

• Pertes, réflectance et emplacement des connecteurs optiques.

• Pertes et emplacement des contraintes subies par la fibre optique, par comparaison à d’autres types de pertes...

Exemple de trace d’un lien optique

Cette trace est ainsi une véritable « cartographie » de la fibre optique testée.

Applications typiques

L’utilisation d’un réflectomètre se retrouve dans plusieurs étapes de la vie d’un réseau en fibres optiques :

• Installation de la fibre optique.

• Localisation des défauts éventuels.

• Maintenance préventive par la comparaison des mesures entre deux relevés.

• Surveillance des liens critiques.

• Évolution des données sur l’ensemble du réseau, etc.

1. Analyse de spectre optique

Raison d’être de l’analyse spectrale

Les déploiements des nouveaux réseaux optiques sont synonymes de nouveaux types de modulation des signaux de transmission, d’installation de multiplexeurs d’insertion-extraction de longueurs d’onde, de risque de chevauchement du spectre pour le 40 Gbit/s, de la modulation s’appuyant sur le multiplexage en polarisation pour le 100 Gbit/s, et autres types de modulation, d’où la nécessité d’analyse plus complète de ces signaux et de leurs modifications lors de la transmission.

La première raison d’être d’un analyseur de spectre optique est la caractérisation d’un réseau WDM (cf. chapitre Multiplexage en longueurs d’onde). Ce type de réseau est relativement complexe, aussi il est recommandé de le tester dès la conception mais aussi lors de maintenances périodiques.

Principe de la transmission multicanaux

Que mesurer ?

L’analyse d’un spectre WDM s’appuie sur un récepteur calibré pour une longueur d’onde et une puissance minimale précises. Aussi, pour assurer une bonne communication émetteur-récepteur, il convient de mesurer :

1. Normalisation pour les photomètres

La première norme, numérotée CEI 61315 éd1.0 et intitulée Calibration of fibre-optic power meters, est parue en avril 1995. Elle détaillait toutes les étapes intervenant dans la calibration des photomètres dédiés au domaine des communications par fibres optiques. Elle établissait les conditions de références, permettait de calculer et d’indiquer les marges d’erreur, de suivre la traçabilité, etc. À noter qu’elle standardisait les spécifications permettant de comparer entre eux les photomètres de divers fournisseurs.

Elle a été remplacée, par une nouvelle version : la norme CEI 61315 éd2.0, publiée en octobre 2005.

La nouvelle version CEI 61315 éd3.0 a été publiée le 29 mars 2019 et annoncée stable jusqu’en 2024 (cf. https://webstore.iec.ch/publication/64898).

2. Normalisation pour les réflectomètres

La première norme est parue en 2005 : la CEI 61746. Puis, elle a été découpée en deux parties : CEI 61746-1 pour les OTDR dédiés aux fibres unimodales et CEI 61746-2 pour ceux dédiés...