La perte de fibre optique provient principalement de trois sources : la perte de transmission, la perte additionnelle et la perte de jonction. Dans une test de perte de fibre, La perte totale d'une liaison est calculée en additionnant l'atténuation apportée par chaque composant le long du chemin optique. Un calcul précis de la perte est essentiel pour évaluer la performance et la fiabilité de tout système de communication optique.
Alors que les réseaux de communication modernes continuent d'évoluer, la fibre optique est devenue l'épine dorsale de la transmission de données à grande distance et à haute capacité. Grâce à sa grande largeur de bande, à sa faible atténuation et à son immunité aux interférences électromagnétiques, la fibre optique est le support privilégié des réseaux à grande vitesse d'aujourd'hui. Cependant, la fibre optique n'est pas totalement exempte de pertes. L'affaiblissement de la fibre reste l'un des indicateurs de performance les plus importants, car il affecte directement la qualité du signal et la distance de transmission.
Cet article fournit une vue d'ensemble claire et complète des normes de perte de fibre et des méthodes de calcul couramment utilisées lors d'un test de perte de fibre.
1. Normes relatives à la perte de fibres optiques
Elle peut généralement être divisée en trois catégories : perte de transmission, perte supplémentaire, et perte de joint (connecteur/splice).
1.1 Perte de transmission
L'affaiblissement de transmission désigne l'affaiblissement progressif de la puissance optique au fur et à mesure que la lumière voyage le long de la fibre. Cette atténuation est principalement due à l'absorption intrinsèque du matériau de la fibre, à la diffusion, et en particulier à la diffusion de Rayleigh.
Les valeurs de référence typiques sont les suivantes
- Fibre monomode standard à 1550 nm : 0,2-0,3 dB/km
- Fibre monomode à très faible perte (ULLF) : aussi bas que 0,15 dB/km ou moins
Ces caractéristiques de faible perte permettent une transmission longue distance avec moins d'amplificateurs, ce qui les rend idéales pour les réseaux métropolitains et de base.
1.2 Perte supplémentaire
Des pertes supplémentaires résultent d'imperfections physiques ou de conditions environnementales affectant la fibre. Il s'agit notamment de
- Perte de flexion : Se produit lorsqu'une fibre est pliée au-delà de son rayon de courbure minimal, ce qui provoque des fuites dans la gaine.
- Perte d'homogénéité : Causé par des variations de l'indice de réfraction du noyau ou de la gaine.
- Perte de diffusion des matériaux : Il s'agit généralement d'impuretés, de microdéfauts ou de bulles d'air dans le verre.
Bien que généralement faibles, ces pertes peuvent devenir significatives dans les applications à longue distance ou de haute précision.
1.3 Perte de jointure (perte de connecteur et d'épissure)
La perte de joint se produit lors de la connexion des fibres et est influencée par des facteurs tels que la contamination, le désalignement, la qualité du polissage et le type de connecteur.
Les normes communes en matière de connecteurs sont les suivantes FC, SC, LC, ST, chacun offrant des caractéristiques de performance différentes.
- Les connecteurs bien polis présentent souvent des pertes de 0,2-0,75 dB par connecteur.
- Les connecteurs de mauvaise qualité ou encrassés peuvent entraîner une perte d'insertion beaucoup plus importante.
Étant donné que chaque connecteur contribue à la perte totale de la liaison, la sélection et l'entretien corrects des connecteurs sont essentiels au cours d'une opération de maintenance. test de perte de fibre.
2. Méthodes de calcul de la perte de fibre optique
La perte de liaison par fibre est calculée en ajoutant l'atténuation des câbles, des connecteurs et des épissures. Ces valeurs permettent de déterminer si une liaison répond aux exigences de conception et si une marge de puissance supplémentaire est nécessaire.
2.1 Atténuation du câble
L'atténuation du câble (atténuation de la fibre par unité de longueur) est généralement exprimée en dB/km.
Formule :
Atténuation du câble (dB) = Coefficient d'atténuation de la fibre (dB/km) × Longueur de la fibre (km)
Exemple :
Fibre monomode de 1310 nm avec un coefficient d'atténuation de 0,5 dB/km sur 10 km :
→ 0,5 × 10 = 5 dB
2.2 Atténuation du connecteur
L'atténuation des connecteurs fait référence à la perte d'insertion introduite par les connecteurs de fibre.
Formule :
Atténuation du connecteur (dB) = Nombre de paires de connecteurs × Perte d'insertion (dB)
Exemple :
Deux connecteurs ST, chacun avec une perte maximale de 0,75 dB :
→ 0,75 × 2 = 1,5 dB
2.3 Atténuation de l'épissage
Perte d'épissage se produit lorsque deux fibres sont épissées par fusion.
Formule :
Atténuation d'épissure (dB) = Nombre d'épissures × Perte d'épissure (dB)
Selon la norme TIA/EIA, la perte maximale typique d'une épissure est de 0,3 dB.
3. Calcul de la perte totale de liaison par fibre
La perte totale de la liaison optique est la somme de toutes les pertes individuelles mesurées lors d'un test de perte de fibre.
Perte de liaison totale (LL) = Atténuation du câble + Atténuation du connecteur + Atténuation de l'épissure
Exemple de scénario
- Distance de la fibre : 10 km, 1310 nm
- Atténuation du câble : 5 dB
- Deux connecteurs ST : 1,5 dB
- Une épissure : 0,3 dB
Perte totale :
5 dB + 1,5 dB + 0,3 dB = 6,8 dB
Cette valeur est ensuite comparée aux bilans de puissance du système pour confirmer que la liaison répond aux exigences de conception.
Dans la pratique, les ingénieurs incluent également un marge de puissance (3-6 dB) pour tenir compte des dégradations futures, de la contamination des connecteurs ou des opérations de maintenance.
Conclusion
En tant que mesure clé de la performance, la perte de fibre optique affecte directement la capacité de transmission, la qualité du signal et la fiabilité du réseau. La compréhension des normes et la maîtrise du processus de calcul permettent aux ingénieurs de concevoir et de maintenir des réseaux optiques stables et performants.
Grâce aux progrès constants de la technologie de fabrication et d'installation des fibres, l'atténuation des fibres devrait encore diminuer, ce qui permettra de mettre en place des systèmes de communication optique de plus grande capacité et sur de plus longues distances.
Que ce soit lors de l'installation, du dépannage ou de la maintenance de routine, il est essentiel d'effectuer un test précis de perte de fibre pour garantir une performance optimale du réseau.