MEMOIRE Mémoire - univ-tlemcen.dz
Transcript of MEMOIRE Mémoire - univ-tlemcen.dz
Meacutemoire
الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية
Reacutepublique Algeacuterienne Deacutemocratique et Populaire
وزارة التعليم العالي و البحث العلمي
Ministegravere de lrsquoEnseignement Supeacuterieur et de la Recherche Scientifique
-تلمسان -جامعة ابو بكر بلقايد
Universiteacute Aboubekr Belkaiumld -Tlemcen-
Faculteacute De Technologie
MEMOIRE Preacutesenteacute pour lrsquoobtention du diplocircme de Master
En Systegravemes des Teacuteleacutecommunications
Preacutesenteacute Par BELHADI Mohammed benabdellah
et BOUCHENAK TALET Abdelhak
Sujet
Techniques instrumentales deacutedieacutees
aux communications optiques
Soutenu par Visioconfeacuterence le 30 09 2020 devant le jury composeacute de
Preacutesident Mr KARIM Fethallah MCA Universiteacute de Tlemcen
Examinateur Mr DEBBAL Mohammed MCA Centre universitaire Ain-Teacutemouchent Encadreur Mr CHIKH-BLED Mohammed Prof Universiteacute de Tlemcen
Anneacutee Universitaire 2019-2020
II
Remerciements
Avant tout nous tenons agrave exprimer notre
remerciements agrave
laquo ALLAH raquo le tout puissant et miseacutericordieux qui nous a
donneacute la force et la patience drsquoaccomplir ce travail
Ce PFE ne serait pas aussi riche et nrsquoaurait pu voir le
jour sans lrsquoaide de Monsieur CHIKH BLED Mohammed
qui a accepteacute drsquoecirctre notre encadreur durant cette
anneacutee Ses preacutecieux conseils et son aide durant cette
peacuteriode de travail ont contribueacute efficacement agrave
lrsquoavancement de ce meacutemoire
Nos vifs remerciements vont eacutegalement aux membres
du jury pour lrsquointeacuterecirct qursquoils ont porteacute agrave notre recherche
en acceptant drsquoexaminer notre travail et de lrsquoenrichir
par leurs propositions
Enfin nous tenons eacutegalement agrave remercier toutes les
personnes qui nous ont aideacutes de pregraves ou de loin et en
particulier tous nos amis de la promotion ST
Deacutedicaces
III
Je deacutedie ce modeste travail
Aux ecirctres les plus chers au monde
A laquo Mes Parents raquo qui ont eacuteteacute toujours lagrave
pour moi et pour tous ses efforts et sacrifices
qursquoils ont entrepris afin de me voir reacuteussir
A mon fregravere mes sœurs et toute la famille
Pour lrsquoamour
Lrsquoattention lrsquoaide et le soutien qursquoils mrsquoont
apporteacute
A mes amies
A tous ceux qui maiment
A tous ceux que jaime
Mohammed Benabdellah
Deacutedicaces
IV
A mes tregraves chers parents et mes
grands-parents
A mes fregraveres et agrave mes sœurs
A tous mes amis qui mrsquoaiment et qui
mrsquoappreacutecient
Je deacutedie ce modeste projet
Abdelhak
Table des matiegraveres
V
Table des matiegraveres
Introduction geacuteneacuterale XIV
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques 1
11 Introduction 1
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique 1
121 Deacutefinition 1
122 Le mateacuteriau de base (la silice) 2
123 Structure 3
124 Classification 3
125 Le principe de propagation 9
126 Loi de Snell-Descartes 10
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique 11
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique 15
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7] 15
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8] 16
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves 18
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9] 19
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH 22
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH 23
144 Les cateacutegories du PON [14] 28
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 30
146 OFDMA-PON 30
147 Comparaison entre xDSL et FTTH 32
15 Conclusion 32
2 Les eacutequipements de maintenance optiques 34
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique 34
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique 34
221 Le brassage optique 34
222 Le repeacuterage 35
23 Deacutenudage 37
231 Deacutenudeuses 37
24 Mesures de la manipulation 38
241 Mesures sur touret avant pose 38
242 Mesures apregraves pose 38
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
II
Remerciements
Avant tout nous tenons agrave exprimer notre
remerciements agrave
laquo ALLAH raquo le tout puissant et miseacutericordieux qui nous a
donneacute la force et la patience drsquoaccomplir ce travail
Ce PFE ne serait pas aussi riche et nrsquoaurait pu voir le
jour sans lrsquoaide de Monsieur CHIKH BLED Mohammed
qui a accepteacute drsquoecirctre notre encadreur durant cette
anneacutee Ses preacutecieux conseils et son aide durant cette
peacuteriode de travail ont contribueacute efficacement agrave
lrsquoavancement de ce meacutemoire
Nos vifs remerciements vont eacutegalement aux membres
du jury pour lrsquointeacuterecirct qursquoils ont porteacute agrave notre recherche
en acceptant drsquoexaminer notre travail et de lrsquoenrichir
par leurs propositions
Enfin nous tenons eacutegalement agrave remercier toutes les
personnes qui nous ont aideacutes de pregraves ou de loin et en
particulier tous nos amis de la promotion ST
Deacutedicaces
III
Je deacutedie ce modeste travail
Aux ecirctres les plus chers au monde
A laquo Mes Parents raquo qui ont eacuteteacute toujours lagrave
pour moi et pour tous ses efforts et sacrifices
qursquoils ont entrepris afin de me voir reacuteussir
A mon fregravere mes sœurs et toute la famille
Pour lrsquoamour
Lrsquoattention lrsquoaide et le soutien qursquoils mrsquoont
apporteacute
A mes amies
A tous ceux qui maiment
A tous ceux que jaime
Mohammed Benabdellah
Deacutedicaces
IV
A mes tregraves chers parents et mes
grands-parents
A mes fregraveres et agrave mes sœurs
A tous mes amis qui mrsquoaiment et qui
mrsquoappreacutecient
Je deacutedie ce modeste projet
Abdelhak
Table des matiegraveres
V
Table des matiegraveres
Introduction geacuteneacuterale XIV
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques 1
11 Introduction 1
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique 1
121 Deacutefinition 1
122 Le mateacuteriau de base (la silice) 2
123 Structure 3
124 Classification 3
125 Le principe de propagation 9
126 Loi de Snell-Descartes 10
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique 11
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique 15
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7] 15
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8] 16
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves 18
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9] 19
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH 22
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH 23
144 Les cateacutegories du PON [14] 28
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 30
146 OFDMA-PON 30
147 Comparaison entre xDSL et FTTH 32
15 Conclusion 32
2 Les eacutequipements de maintenance optiques 34
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique 34
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique 34
221 Le brassage optique 34
222 Le repeacuterage 35
23 Deacutenudage 37
231 Deacutenudeuses 37
24 Mesures de la manipulation 38
241 Mesures sur touret avant pose 38
242 Mesures apregraves pose 38
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Deacutedicaces
III
Je deacutedie ce modeste travail
Aux ecirctres les plus chers au monde
A laquo Mes Parents raquo qui ont eacuteteacute toujours lagrave
pour moi et pour tous ses efforts et sacrifices
qursquoils ont entrepris afin de me voir reacuteussir
A mon fregravere mes sœurs et toute la famille
Pour lrsquoamour
Lrsquoattention lrsquoaide et le soutien qursquoils mrsquoont
apporteacute
A mes amies
A tous ceux qui maiment
A tous ceux que jaime
Mohammed Benabdellah
Deacutedicaces
IV
A mes tregraves chers parents et mes
grands-parents
A mes fregraveres et agrave mes sœurs
A tous mes amis qui mrsquoaiment et qui
mrsquoappreacutecient
Je deacutedie ce modeste projet
Abdelhak
Table des matiegraveres
V
Table des matiegraveres
Introduction geacuteneacuterale XIV
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques 1
11 Introduction 1
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique 1
121 Deacutefinition 1
122 Le mateacuteriau de base (la silice) 2
123 Structure 3
124 Classification 3
125 Le principe de propagation 9
126 Loi de Snell-Descartes 10
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique 11
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique 15
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7] 15
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8] 16
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves 18
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9] 19
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH 22
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH 23
144 Les cateacutegories du PON [14] 28
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 30
146 OFDMA-PON 30
147 Comparaison entre xDSL et FTTH 32
15 Conclusion 32
2 Les eacutequipements de maintenance optiques 34
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique 34
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique 34
221 Le brassage optique 34
222 Le repeacuterage 35
23 Deacutenudage 37
231 Deacutenudeuses 37
24 Mesures de la manipulation 38
241 Mesures sur touret avant pose 38
242 Mesures apregraves pose 38
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Deacutedicaces
IV
A mes tregraves chers parents et mes
grands-parents
A mes fregraveres et agrave mes sœurs
A tous mes amis qui mrsquoaiment et qui
mrsquoappreacutecient
Je deacutedie ce modeste projet
Abdelhak
Table des matiegraveres
V
Table des matiegraveres
Introduction geacuteneacuterale XIV
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques 1
11 Introduction 1
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique 1
121 Deacutefinition 1
122 Le mateacuteriau de base (la silice) 2
123 Structure 3
124 Classification 3
125 Le principe de propagation 9
126 Loi de Snell-Descartes 10
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique 11
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique 15
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7] 15
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8] 16
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves 18
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9] 19
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH 22
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH 23
144 Les cateacutegories du PON [14] 28
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 30
146 OFDMA-PON 30
147 Comparaison entre xDSL et FTTH 32
15 Conclusion 32
2 Les eacutequipements de maintenance optiques 34
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique 34
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique 34
221 Le brassage optique 34
222 Le repeacuterage 35
23 Deacutenudage 37
231 Deacutenudeuses 37
24 Mesures de la manipulation 38
241 Mesures sur touret avant pose 38
242 Mesures apregraves pose 38
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des matiegraveres
V
Table des matiegraveres
Introduction geacuteneacuterale XIV
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques 1
11 Introduction 1
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique 1
121 Deacutefinition 1
122 Le mateacuteriau de base (la silice) 2
123 Structure 3
124 Classification 3
125 Le principe de propagation 9
126 Loi de Snell-Descartes 10
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique 11
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique 15
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7] 15
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8] 16
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves 18
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9] 19
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH 22
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH 23
144 Les cateacutegories du PON [14] 28
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 30
146 OFDMA-PON 30
147 Comparaison entre xDSL et FTTH 32
15 Conclusion 32
2 Les eacutequipements de maintenance optiques 34
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique 34
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique 34
221 Le brassage optique 34
222 Le repeacuterage 35
23 Deacutenudage 37
231 Deacutenudeuses 37
24 Mesures de la manipulation 38
241 Mesures sur touret avant pose 38
242 Mesures apregraves pose 38
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des matiegraveres
VI
243 Mesures apregraves raccordement 38
244 Mesures de recette de la liaison 39
245 Calcul de bilan de liaison 39
246 Mesures drsquoinsertion 40
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie 41
26 Le reacuteflectomegravetre 42
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU 43
262 Description drsquoun OTDR (OFL250) 43
27 La soudure optique 45
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique 46
28 Clivage optique 46
281 Cliveuse 47
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique) 49
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo 49
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo 49
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo 50
211 Teacuteleacutephones Optiques 50
212 Sonde dinspection fibre optique 52
213 Conclusion 53
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR) 59
31 Introduction 59
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps 59
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique 61
331 Diffusion Rayleigh 61
332 Reacutetrodiffusion 62
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee 63
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR 65
35 Signatures observables sur un OTDR 65
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes 66
361 Le choix des bobines amorces 66
362 La preacuteparation du mateacuteriel 66
363 Le choix des paramegravetres de mesure 67
364 La mesure 68
365 Analyse de la courbe 68
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des matiegraveres
VII
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations 68
371 Installations exteacuterieures 68
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise) 69
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres optiques 69
381 Longueurs drsquoonde 69
382 Plage dynamique 70
383 Zones mortes 71
384 Largeurs drsquoimpulsion 71
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu 71
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu 72
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux FTTHPON
73
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR 73
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre optique 74
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique 75
3101 Utilisation des bobines amorces 75
3102 Inspection proactive des connecteurs 76
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres 77
3111 Deacutebut de section 77
3112 Fin de section 77
3113 Fibre continue 78
3114 Fin drsquoanalyse 79
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
3117 Eacuteveacutenement positif 82
3118 Niveau drsquoinjection 83
3119 Section de fibre 84
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
31111 Eacutecho 86
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible) 87
312 Conclusion 88
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des figures
VIII
Chapitre I
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique 3
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3] 5
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice 5
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique 5
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice 6
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice 7
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5] 7
Figure 8(18) Performance des trois types fibres 9
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur 10
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere 11
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique 11
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre
optique 14
Figure 12(112) Type de perte connectique 14
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution 15
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager 17
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX 18
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves 19
Figure 18(118) Equipment OLT 20
Figure 19(119) Equipement ONT 20
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH 21
Figure 20(120) Equipement ONU 21
Figure 22(122) chemin de la fibre 22
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH 23
Figure 24(124) Architecture P2P 24
Figure 25(125) Architecture PON 25
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON 26
Figure 27(127) PON en sens montant 26
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle 27
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant 27
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle 28
Figure 31(131) Architecture G-PON 29
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON 31
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des figures
IX
Chapitre II
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode 35
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques 35
Figure 35(23) structure de cacircble optique 36
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere 40
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion 40
Figure 38(26) liaison agrave tester 41
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre 42
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU 43
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250 44
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance 45
Figure 43(211) opeacuteration de soudure 45
Figure 44(212) soudeuse optique 46
Figure 45(213) cliveuse FC-7R 47
Figure 47(215) quelques types de deacutenudeuses Error Bookmark not defined
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves) 48
Figure 48(216) photomegravetre de type OPM1 49
Figure 49(217) photomegravetre de type OPM4 50
Figure 50(218) photomegravetre de type OPM5 50
Figure 51(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires 51
Figure 52(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre 53
Chapitre II
Figure 53(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial 59
Figure 54(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la longueur 61
Figure 56(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre 62
Figure 55(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene 62
Figure 57(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee 63
Figure 58(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre 65
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique 74
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones 74
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter) 76
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue 78
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse 79
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant 80
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant 81
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif 82
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection 83
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre 84
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute 85
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho 86
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun eacutecho 87
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Liste des tableaux
X
Chapitre I
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere 4
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode) 9
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON 30
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL 31
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH 32
Chapitre II
Tableau 6(21) Code de couleur France Telecom Error Bookmark not defined
Tableau 7(22) Code couleur FOTAG 8028 37
Tableau 8(23) caracteacuteristiques des pertes 38
Tableau 9(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS 51
Chapitre III
Tableau 10(31) Traces observeacutees sur un OTDR 65
Tableau 11(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique 70
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Table des eacutequations
XI
Chapitre I
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu 10
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 11
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique 12
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en
sortie 13
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique 13
Eacutequation 6(16) La bande totale 14
Chapitre II
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons 39
Chapitre III
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu 60
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique 60
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle 61
Eacutequation 11(34) le flux 61
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S 63
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee 64
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
64
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion 64
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Liste des acronymes
XII
A-PON Asynchronous Transfert Mode Passive Optical Network
ATM Asynchronous Transfert Mode
ADSL Asymetrique Digital Subsriber Line
BER Bit Error Rate
B-PON Broadband Passive Optical Network
DSLAM Digital Subsriber Line Acces Multiplexing
DWDM Dense Wavelengh Division Multiplexing
E-PON Ethernet Passive Optical Network
FTTB Fiber To The Building
FTTC Fiber To The Curb
FTTH Fiber To The Home
HFC Hybrid Fiber Coaxial
IP Internet Protocol
LED Light Emitting Diode
Mn Magneacutesium
MCVD Modofied Chemical Vapor Deacuteposition
NC Nombre de Connecteur
NT Network Termination
NGN Next Generation Network
NRO Nœud de Raccordement Optique
NRZ Non-Return-to-Zero
ONT Optical Network Termination
OLT Optical Line Terminal
ONU Optical Network Unit
OptiSystem Optical Communication System Design
P2P Point to Point
POP Point Of Presence
PTO Point de Terminaison Optique
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR
Liste des acronymes
XIII
PBO Point du Branchement Optique
PCVD Plasma Chemical Vapor Deacuteposition
RZ Return-to-Zero
RN Remote Node
RTC Reseau Telephonique Commuteacute
SRO Sous-Reacutepartiteur Optique
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SONET Synchronous Optical Network
VAD Vapor Axcial Deacuteposition
VDSL Very high bit rate Digital Subsriber Line (Ligne Numerique dAbonneacutee tres haut
debit)
WDM Wavelengh Division Multiplexing
Introduction geacuteneacuterale
XIV
Introduction geacuteneacuterale
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une technique qui permet de caracteacuteriser la
fibre optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation
preacutecise des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre
deux points choisis de la fibre Son principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion
lumineuse suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
Les objectifs viseacutes dans le cadre de ce meacutemoire est drsquoeacutetudier et de comparer les diffeacuterents
types drsquoinstruments utiliseacutes par les eacutequipementiers dans le deacuteploiement des reacuteseaux optiques
de teacuteleacutecommunications Lrsquoinstrumentation optique (Wattmegravetres optiques reacuteflectomegravetres
drsquoanalyseurs de spectres optiques) permettant de controcircler les performances ainsi que les
caracteacuteristiques de ces reacuteseaux Les principaux objectifs de ce travail de PFE sont les suivants
suivants
- Compreacutehension des concepts techniques de la meacutetrologie des fibres optiques
- Performances coucircts et critegraveres pour le choix drsquoun instrument
- Localisation des eacutevegravenements et mesure de lrsquoatteacutenuation des jonctions des connecteurs
- Exploitation interpreacutetation et preacutesentation des courbes ou spectres optiques
Le meacutemoire se deacutecline en trois chapitres
Le premier chapitre est consacreacute aux reacuteseaux optiques de teacuteleacutecommunications Apregraves une
description de la structure drsquoune fibre optique ainsi que de ses caracteacuteristiques une
preacutesentation des reacuteseaux drsquoaccegraves optiques est preacutesenteacutee avec diffeacuterentes topologies et
configurations
Introduction geacuteneacuterale
XV
Le chapitre deux srsquointeacuteresse agrave la maintenance des reacuteseaux optiques avec une preacutesentation des
eacutequipements et instruments permettant de controcircler et tester leur faisabiliteacute
Enfin le dernier chapitre est deacutedieacute agrave la technique OTDR (Optical Time Domain
Reflectometry) Il a pour objectifs la compreacutehension des concepts techniques les
performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre Les
techniques de localisation des eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des
jonctions sont eacutegalement eacutetudieacutees
1
Chapitre I
Geacuteneacuteraliteacutes sur les
reacuteseaux optiques
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
1
1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11 Introduction
Une des grandes tendances de la fin des anneacutees 90 est la demande croissante en bande
passante des reacuteseaux drsquoentreprises et drsquoopeacuterateurs Plusieurs facteurs induisent cette demande
de plus en plus drsquoutilisateurs de lrsquoInternet les applications de calcul incluant les bases de
donneacutees distribueacutees les communications multimeacutedia le commerce eacutelectroniquehellip
Lrsquoeacutevolution des capaciteacutes de transport des fibres optiques permet de reconsideacuterer
complegravetement les infrastructures physiques actuellement agrave 25Gbs ATM et 10 Gbs SONET-
SDH Les reacuteseaux optiques baseacutes sur lrsquoeacutemergence drsquoune couche de transport optique
fournissent une plus grande capaciteacute et reacuteduisent les coucircts pour la mise en œuvre des
nouvelles applications La venue des technologies baseacutees sur la fibre optique a inteacutegralement
reacutevolutionneacute lrsquounivers des teacuteleacutecommunications
Ce chapitre sera consacreacute agrave lrsquoeacutetat de lrsquoart de la fibre optique les caracteacuteristiques drsquoune
liaison optique avantages et inconveacutenients ainsi les diffeacuterentes architectures des reacuteseaux
drsquoaccegraves optiques
12 Etat de lrsquoArt de fibre optique
Actuellement dans lrsquoenvironnement des teacuteleacutecommunications la fibre optique est le support
de transmission ideacuteal et le plus fiable le plus seacutecuriseacutee et plus rapide
121 Deacutefinition
Depuis lrsquoapparition du laser (Light Amplification by Stimulacirctes Emission of Radiation)
source de lumiegravere tregraves directive on assiste agrave un regain drsquointeacuterecirct pour la transmission optique
La premiegravere ideacutee fut de transmettre la lumiegravere en atmosphegravere libre celle-ci fut tregraves vite
abandonneacutee en raison des problegravemes drsquoabsorption de lumiegravere par lrsquoatmosphegravere de plus le
faisceau origine directif devenait agrave lrsquoarriveacutee tregraves divergent Il eacutetait donc neacutecessaire de guider
la lumiegravere dans un milieu plus approprieacute Crsquoest la fibre optique qui a eacuteteacute retenue comme
eacutetant le guide de lumiegravere le plus adapteacute
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
2
122 Le mateacuteriau de base (la silice)
Le verre est utiliseacute par lhomme depuis plusieurs milleacutenaires Cest un mateacuteriau dont les
proprieacuteteacutes ont pu ecirctre consideacuterablement ameacutelioreacutees au cours du temps en jouant dabord sur la
composition la microstructure et la maicirctrise de la surface puis plus reacutecemment
Un des paramegravetres importants quil faut consideacuterer dans le choix dun mateacuteriau pour reacutealiser
une fibre optique cest son niveau de pertes en transmission agrave la longueur donde de travail
Ces pertes doivent ecirctre les plus faibles possibles Ce mateacuteriau doit reacutesister agrave de nombreuses
contraintes il doit notamment avoir une bonne reacutesistance chimique thermique et conserver
ses proprieacuteteacutes au fil du temps cest-agrave-dire reacutesisteacute au vieillissement
Quelques exemples de mateacuteriaux candidats agrave la laquo transparence raquo
- La silice dopeacutee avec divers ions meacutetalliques alcalins et simultaneacutement du fluor
- Germanates verres doxydes de germanium
Jusquagrave aujourdhui pour les transmissions agrave longue distance seule la silice vitreuse est
utiliseacutee Le verre de silice a eacuteteacute le premier mateacuteriau agrave permettre la fabrication de fibres
preacutesentant de faibles pertes Le problegraveme qui apparaicirct est quil est tregraves peu compatible avec
les terres-rares cest agrave dire les produits dopants Il existe plusieurs meacutethodes de fabrication
des fibres en verre de silice les meacutethodes en phase vapeur (PCVD VAD MCVD)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
3
123 Structure
La partie optique de la fibre est constitueacutee dun cœur dindice de reacutefraction nc(r) centreacute sur
laxe de la fibre et entoureacutee dune gaine annulaire dindice de reacutefraction ng(r) infeacuterieur agrave nc
(r) [2]
Figure 1(11) preacutesentation drsquoune fibre optique
Scheacutematiquement en partant de lexteacuterieur on rencontre successivement
clubs Une couche de protection meacutecanique en matiegravere plastique En effet la fibre de silice
est proteacutegeacutee par un revecirctement de quelques dizaines de micromegravetres qui lisole des
agents corrosifs du milieu exteacuterieur et lui confegravere sa tregraves grande flexibiliteacute Les
mateacuteriaux le plus souvent utiliseacutes pour ce revecirctement protecteur sont des polymegraveres
(polyureacutethane)
clubs Une gaine optique zone ougrave ng(r) reste constant
Le diamegravetre externe dune fibre de silice peut varier entre quelques dizaines et plusieurs
centaines de micromegravetres (typiquement de 125 microm) Le diamegravetre du cœur constant
sur la longueur de la fibre varie de quelques micromegravetres pour les fibres unies
modales jusquagrave plusieurs centaines de micromegravetres pour les fibres multimodales
124 Classification
Selon le mode de propagation des modes on distingue deux grandes familles de fibres
optiques
clubs Les fibres optiques multimodes peuvent ecirctre agrave saut drsquoindice et celle de gradient
drsquoindice
clubs Les fibres optiques monomodes
Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere dont elle a eacuteteacute
faccedilonneacutee comme illustreacute dans le tableau suivant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
4
Tableau 1(11) Lrsquoutilisation de la fibre optique est classifieacutee en fonction de la matiegravere
Type Caracteacuteristique Utilisation
Fibre plastique
Bon marcheacute
Vieillesse mal
Supporte mal drsquoeacutechauffement
Atteacutenuation importante
Lampe deacutecorative
Commande thyristor sous haute
tension
Liaison audio agrave Hi-Fi
Fibre de verre Atteacutenuation importante Eclairage en milieu explosif
Signalisation routiegravere
Fibre de silice
Atteacutenuation faible
Eclairage agrave grande distance
Deacutetection de brouillarde
Transmission des donneacutees
Tableau 1 Matiegravere de fibre et son usage
1241 Fibre multimode agrave saut drsquoindice
Le terme multimode signifie que nous avons plusieurs modes de propagation De plus crsquoest
une fibre pour laquelle lrsquoindice du cœur est constant on lrsquoappellera n1 cet indice n1 passe
brutalement agrave la valeur n2 dans la gaine Le diamegravetre du cœur est assez grand les rayons
lumineux qui sont injecteacutee ensemble peuvent emprunter des chemins diffeacuterents (multimode)
avec une vitesse de propagation et ont donc des temps de propagation diffeacuterente Le signal
eacutetant transporteacute par plusieurs rayons lumineux subira une deacuteformation du fait que des
rayons injecteacutes en mecircme temps arrivent en rangs disperseacutes Cette deacuteformation du signal sera
en fonction de la longueur de la liaison optique Par ailleurs on minimisera les deacuteformations
en espaccedilant lrsquoinjection des rayons dans la fibre drsquoougrave la limitation de la bande passante de ce
type de fibre
bull Avantages
Avec une fibre multimode agrave saut dindice on peut beacuteneacuteficier
Faible prix
Faciliteacute de mise en œuvre
Deacutebit environ 100 Mbit
Porteacutee maximale environ 2 Km
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
5
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Lrsquoinconveacutenient drsquoune fibre multimode agrave saut dindice est la perte et distorsion
importante du signal optique
Figure 2(12) Fibre multimode agrave saut drsquoindice [3]
bull Principe de base
Figure 3(13) principe de base drsquoune fibre agrave saut drsquoindice
Lorsque la lumiegravere passe dun milieu dindice n1 dans un milieu dindice n2 lt n1 il existe un
angle limite dincidence se calculant par sin (θA )= n12 minus n2
2 tel que langle de reacutefraction
nexiste plus Il y a reacuteflexion totale Si ce pheacutenomegravene se produit agrave linterface entre le cœur
de la fibre et la gaine la lumiegravere peut ecirctre guideacutee tout au long de celle-ci avec tregraves peu
datteacutenuation
Figure 4(14) preacutesentation drsquoun cocircne drsquoacceptante drsquoune fibre optique
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
A θ
0 θ 2 n
2 n
1 n
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
6
Le cocircne dacceptance repreacutesente langle dans lequel un rayon incident est transmis dans la
fibre Il est deacutefini par son sinus appeleacute ouverture numeacuterique Cette quantiteacute ne deacutepend
que des indices extrecircmes n2 et n1
1242 Fibre multimode agrave gradient drsquoindice
Pour ameacuteliorer les performances en bande passante et donc diminuer la dispersion
intermodale Le caractegravere multimodal de la fibre impose que lrsquoon ait des trajets diffeacuterents
Cependant si lrsquoeacutenergie qui srsquoeacutecoule loin de lrsquoaxe (trajets longs) a une vitesse de propagation
plus eacuteleveacutee que celle qui srsquoeacutecoule pregraves de lrsquoaxe (trajets courts) les temps de propagation
seront sensibles eacutequivalents
Figure 5(15) Fibre multimode agrave gradient dindice
bull Avantages
Lrsquoavantage drsquoune Fibre multimode agrave gradient dindice est
Bande passante raisonnable
Bonne qualiteacute de transmission
Deacutebit environ 1 Gbits
Porteacutee maximale environ 2 Km
Affaiblissement 10 dBKm
bull Inconveacutenients
Une fibre multimode agrave gradient dindice est difficile agrave mettre en œuvre
bull Principe de base
Cest une fibre multimode donc plusieurs modes de propagation coexistent A la
diffeacuterence de la fibre agrave saut dindice il ny a pas de grande diffeacuterence dindice de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
7
reacutefraction entre cœur et gaine Latteacutenuation sur ce type de fibre est moins importante
que sur les fibres agrave saut dindice
bull Ces fibres sont speacutecialement conccedilues pour les teacuteleacutecommunications Leur cœur nrsquoest
plus homogegravene la valeur de lrsquoindice de reacutefraction deacutecroicirct depuis lrsquoaxe jusqursquoagrave
atteindre la valeur de lrsquoindice de la gaine Par conseacutequent le principe de propagation
dans une fibre agrave gradient dindice repose sur un effet de focalisation le faisceau
lumineux est continument deacutevieacute vers laxe optique de la fibre Par ailleurs cette
deacuteviation oblige le signal optique agrave une forme drsquoun signal sinusoiumldal
Figure 6(16) Fibre optique agrave gradient drsquoindice
1243 Les fibres optiques monomodes
Le cœur tregraves fin permet une propagation du faisceau laser presque en ligne droite dans
une fibre monomode De cette faccedilon elle offre peu de dispersion du signal et celle-ci
peut ecirctre consideacutereacutee comme nulle La bande passante est presque infinie supeacuterieure agrave
10 GHzkm avec une longueur drsquoonde de coupure 12 micro m Le diamegravetre du cœur (9micro
m) et louverture numeacuterique sont si faibles que les rayons lumineux se propagent
parallegravelement avec des temps de parcours eacutegaux Ce type de fibre est surtout utiliseacute en
liaison longue distance Le petit diamegravetre du cœur des fibres neacutecessite une grande
puissance drsquoeacutemission qui est deacutelivreacutee par des diodes laser Les longueurs drsquoonde
employeacutees sont 1310 1550 et 1625 nm
Figure 7(17) Fibre optique monomode [5]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
8
En utilisant une fibre monomode on peut souligner les avantages suivants
Deacutebit environ 100 Gbits
Porteacutee maximale environ 100 Km
Affaiblissement 05 dBKm
bull Principe de base
Pour de plus longues distances etou de plus hauts deacutebits on preacutefegravere utiliser des fibres
monomodes (dites SMF pour Single Mode Fiber) qui sont technologiquement plus
avanceacutees car plus fines Leur cœur tregraves fin nadmet ainsi quun mode de propagation le
plus direct possible cest-agrave-dire dans laxe de la fibre
Les pertes sont donc minimes (moins de reacuteflexion sur linterface cœurgaine) que cela
soit pour de tregraves haut deacutebits et de tregraves longues distances Les fibres monomodes sont de
ce fait adapteacutees pour les lignes intercontinentales (cacircbles sous-marin)
Une fibre monomode na pas de dispersion intermodale (Dans un guide donde aussi
bien en acoustique quen eacutelectromagneacutetisme la dispersion intermodale est un pheacutenomegravene
correspondant agrave lexistence de diffeacuterentes vitesses possibles pour la propagation des
ondes Il existe en effet freacutequemment plusieurs modes dans un guide donde soit
diffeacuterentes solutions aux eacutequations de propagation)
En revanche il existe un autre type de dispersion la dispersion intra modale Son origine
est la largeur finie du train donde deacutemission qui implique que londe nest pas strictement
monochromatique toutes les longueurs donde ne se propagent pas agrave la mecircme vitesse
dans le guide ce qui induit un eacutelargissement de limpulsion dans la fibre optique
On lappelle aussi dispersion chromatique (La dispersion chromatique est exprimeacutee en
ps(nmmiddotkm) et caracteacuterise leacutetalement du signal lieacute agrave sa largeur spectrale (deux longueurs
donde diffeacuterentes ne se propagent pas exactement agrave la mecircme vitesse) Cette dispersion
deacutepend de la longueur donde consideacutereacutee et reacutesulte de la somme de deux effets la
dispersion propre au mateacuteriau et la dispersion du guide lieacutee agrave la forme du profil dindice
Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil Pour une fibre en silice le
minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 microm)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
9
Ces fibres monomodes sont caracteacuteriseacutees par un diamegravetre de cœur de seulement quelques
micromegravetres (le cœur monomode est de 9 microm pour le haut deacutebit)
1244 Comparaison des performances des trois types de fibres [5]
La figure suivante montre les performances des trois types de la fibre optique
lrsquoatteacutenuation est constante quelle que soit la freacutequence seule la dispersion lumineuse
limite la largeur de la bande passante
Figure 8(18) Performance des trois types fibres
Le tableau suivant reacutesume une comparaison entre la fibre monomode et multimode
Tableau 2(12) comparaison entre (monomode multimode)
Fibre monomode Fibre multimode
Faible dispersion Forte dispersion
Connexion deacutelicate Connexion facile
Faible atteacutenuation Forte atteacutenuation
Haut deacutebit longue distance Reacuteseau locaux
125 Le principe de propagation
La propagation du signal lumineux dans les fibres optiques repose sur le principe
de la reacuteflexion totale Les rayons lumineux qui se propagent le long du cœur de la
fibre heurtent sa surface avec un angle drsquoincidence supeacuterieur agrave lrsquoangle critique la
totaliteacute de la lumiegravere est alors reacutefleacutechie dans la fibre La lumiegravere peut ainsi se
propager sur de longues distances en se reacutefleacutechissant des milliers de fois Afin
drsquoeacuteviter les pertes de lumiegravere lieacutees agrave son absorption par les impureteacutes agrave la surface
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
10
de la fibre optique le cœur de celle-ci est revecirctu drsquoune gaine en verre drsquoindice de
reacutefraction beaucoup plus faible les reacuteflexions se produisent alors agrave lrsquointerface
cœur-gaine
Figure 9(19) Propagation du signal lumineux dans le cœur
126 Loi de Snell-Descartes
La vitesse de la lumiegravere dans le vide (C=3x108ms) varie sensiblement selon
les diffeacuterentes densiteacutes des mateacuteriaux qursquoelle traverse Pour caracteacuteriser la densiteacute
des mateacuteriaux on deacutefinit le paramegravetre laquo indice de reacutefraction absolu raquo exprimeacute par
le rapport de la vitesse de la lumiegravere dans le vide et la vitesse de la lumiegravere dans
le milieu consideacutereacute (v)
Lrsquoindice de reacutefraction absolu est donneacute par
Eacutequation 1(11) Lrsquoindice de reacutefraction absolu
n =v
c
Lorsque le rayon lumineux frappe la surface de seacuteparation de deux milieux diffeacuterents
il se divise en deux rayons
bull Un rayon reacutefleacutechi qui se propage encore dans le premier milieu
bull Un rayon reacutefracteacute qui se propage dans le second milieu
La figure suivant montre ces deux pheacutenomegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
11
Figure 10(110) Principe de la reacutefraction de la lumiegravere
Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2 sont lieacutes par la relation
Eacutequation 2(12) Lrsquoangle drsquoincidence I1 et lrsquoangle de reacutefraction I2
n1sin(I1) =n2sin(I2)
127 Caracteacuteristiques de la fibre optique
La fibre optique est caracteacuteriseacutee par certains paramegravetres qui sont deacutetermineacutes agrave partir
de ses diffeacuterents types Les paramegravetres les plus remarquables sont lrsquoouverture
numeacuterique lrsquoatteacutenuation la bande passante et la dispersion
1271 Lrsquoouverture numeacuterique
Louverture numeacuterique dune fibre optique caracteacuterise le cocircne dacceptance de la fibre si
un rayon lumineux tente de peacuteneacutetrer la fibre en provenant de ce cocircne alors le rayon sera guideacute
par reacuteflexion totale interne dans le cas contraire le rayon ne sera pas guideacute
En posant ncthinsp ng et θ respectivement les indices du cœur de la gaine et langle
dincidence comme le montre la figure suivante
Figure 11(111) Lrsquoouverture numeacuterique de fibre optique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
12
Alors louverture numeacuterique de la fibre sexprime par la formule
Eacutequation 3(13) louverture numeacuterique
ON = SIN(θ)= 1sup2sup2nc ngminus
1272 Lrsquoatteacutenuation
Trois pheacutenomegravenes expliciteacutes ci-dessous et dont les effets se cumulent participent agrave
latteacutenuation de la lumiegravere dans une fibre optique [6]
Lrsquoabsorption
Les pertes (Diffusion couplage des modes imperfections de la fibre)
Les pertes drsquoinsertion
Lrsquoabsorption
Sous linfluence dun photon deacutenergie suffisante un eacutelectron peut ecirctre porteacute agrave un niveau
deacutenergie supeacuterieur agrave celui ougrave il se trouvait Une partie de leacutenergie du rayonnement
incident est ainsi absorbeacutee par le mateacuteriau Cette interaction rayonnement-matiegravere
sapplique au mateacuteriau constituant la fibre (absorption intrinsegraveque) mais aussi aux
impureteacutes quelle contient et qui sont la conseacutequence du mode de fabrication (ion Fe3+ OH-
etc) (absorption extrinsegraveque) A titre dexemple un taux dimpureteacutes de quelques ppm
dions Fe3+ entraicircne agrave 850 nm une atteacutenuation de 130 dBkm on comprend donc la
neacutecessiteacute drsquoutiliser des mateacuteriaux qui soient les plus purs possible pour la fabrication de
fibre optique
Pertes
Diffusion de RAYLEIGH Elle provient des variations de lindice de reacutefraction du
mateacuteriau sur des longueurs infeacuterieures agrave la longueur donde de la lumiegravere elle se traduit
par une perte de puissance lumineuse inversement proportionnelle agrave λ4 (loi de Rayleigh)
Deacutefaut de la fibre Les variations locales du diamegravetre du cœur micro-courbures vont faire
quun certain nombre de rayons vont subir une reacutefraction dans la gaine entraicircnant une perte
deacutenergie Cette perte deacutenergie est dautant plus grande que les rayons sont plus inclineacutes
par rapport agrave laxe on deacutefinit latteacutenuation diffeacuterentielle comme la diffeacuterence
datteacutenuation entre un rayon axial et un rayon inclineacute de θ par rapport agrave laxe
Couplage de modes Il sagit de lensemble des pheacutenomegravenes qui entraicircnent des eacutechanges
deacutenergie entre les diffeacuterentes directions de propagation des rayons Prenons par exemple
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
13
un rayon qui arrive avec linclinaison θ dans une zone ougrave existent des micro-courbures il
peut alors se reacutefleacutechir suivant un angle θ diffeacuterent de θ En pratique tous les rayons
eacutechangent de leacutenergie entre eux en particulier les rayons guideacutes et non guideacutes dougrave un
facteur datteacutenuation suppleacutementaire
Pertes drsquoinsertion de connections
Une liaison agrave fibre optique neacutecessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-deacutetecteur
celui-ci est reacutealiseacute par des connecteurs Une liaison peut eacutegalement neacutecessiter le
raccordement de fibres entre elles Cette connexion peut ecirctre deacutemontable (connecteurs
fibre agrave fibre) ou permanente (soudure) Toute interconnexion doit causer le minimum de
pertes La deacutetermination des pertes sur un tronccedilon de fibre srsquoobtient geacuteneacuteralement en
calculant la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
Eacutequation 4(14) la diffeacuterence entre la puissance en entreacutee de la fibre et la puissance en sortie
η (fibre) = Pe (dBm) ndash Ps (dBm) = 10log (Pe (mW)) ndash 10log (Ps (mW))
Latteacutenuation dans une fibre optique est deacutefinie comme eacutetant le rapport de la
puissance optique transmise dans la fibre et la puissance reccedilue exprimeacutee en uniteacute
logarithmique par uniteacute de longueur
Eacutequation 5(15) Latteacutenuation dans une fibre optique
A[dB]=
pr
pelog10
Avec Pe la puissance lumineuse agrave lrsquoentreacutee
Pr est la puissance lumineuse agrave la sortie
Latteacutenuation du signal agrave linteacuterieur de la fibre peut ecirctre due speacutecialement agrave
- Seacuteparation longitudinale
- Deacutesalignement radial ou angulaire
-Excentriciteacute ou ellipticiteacute des cœurs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
14
Figure 12 Type de perte connectique
Pour reacutesumer toutes ces pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
voici un scheacutema reacutecapitulatif
Figure 13(113) scheacutema des pertes et atteacutenuation qui existent au sein drsquoune fibre optique
1273 La bande passante
La bande passante est un des paramegravetres les plus importants pour deacutefinir les
proprieacuteteacutes de transmission drsquoune fibre optique La deacutefinition de la bande passante
totale (BT) qui deacutepend de lrsquoeffet conjonctif des deux pheacutenomegravenes de dispersion
modale et chromatique permettra de stabiliser la freacutequence maximale
transmissible en ligne La bande totale est deacutefinie par lrsquoexpression
Eacutequation 6(16) La bande totale
BT=
sup2
1
sup2Bm
1
1
Bc+
Avec Bm bande reacutesultante de la dispersion modale et Bc bande passante due agrave la
la dispersion chromatique
Figure 12(112) Type de perte connectique
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
15
13 Introduction aux reacuteseaux de fibre optique
Aujourdrsquohui les reacuteseaux optiques arrivent tout naturellement en peacuteripheacuterie jusqursquoagrave lrsquoabonneacute
ougrave les besoins grandissant en bande passante se font sentir (TV HD et bientocirct UHD
applications de jeu en ligne partage de fichiers multipliciteacute des ordinateurs dans un mecircme
foyer visioconfeacuterence applications temps reacuteel)
Les reacuteseaux FTTx peuvent ecirctre classeacutes en deux grandes cateacutegories
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager
131 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave un point de distribution [7]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis la distribution
terminale des usagers est reacutealiseacutee par une autre technologique (cacircble ADSL reacuteseaux
hertzien hellip) Crsquoest le cas des technologies FTTL FTTC FTTN
Figure 14(114) Reacuteseaux optique jusqursquoau point de distribution
1311 Fibre au bord (FTTC)
Chaque commutateur DSLAM (multiplexeur daccegraves DSL) souvent trouveacute dans
une armoire de rue est connecteacute au POP via une fibre unique ou une paire de fibres
transportant le trafic agreacutegeacute du quartier via Gigabit Connexion Ethernet ou 10 Gigabit
Ethernet Les commutateurs dans larmoire de rue ne sont pas fibre mais peuvent ecirctre
baseacutes sur le cuivre en utilisant VDSL2 ou Vectorisation VDSL2 Cette architecture
est parfois appeleacutee Active Ethernet car elle neacutecessite des eacuteleacutements de reacuteseau actifs
sur le terrain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
16
1312 FTTN (fiber to the neighborhood)
La fibre est deacuteployeacutee dans le quartier elle correspond agrave une installation dans
laquelle la fibre arrive agrave un point de distribution (sous-reacutepartiteur) desservant un
ensemble de bacirctiments Le raccordement drsquoabonneacute seffectue ensuite sur le reacuteseau
cuivre ou par liaison radio (Wifi ndash Wimax)
1313 -Fibre au point de distribution (FTTD)
Cette solution a eacuteteacute proposeacutee au cours des deux derniegraveres anneacutees Connexion du
POP au point de distribution via le cacircble optique puis du point de distribution vers les
locaux du client via linfrastructure cuivre existante Les points de distribution
pourraient ecirctre un trou de main une boicircte de deacutepocirct sur le poteau ou situeacute dans le sous-
sol dun bacirctiment Cette architecture pourrait supporter la technologie VDSL ou
GFast pour un dernier kilomegravetre court normalement infeacuterieur agrave 250m
1314 -FTTLA
Du dernier amplificateur dans le cas des reacuteseaux des cacircblo-opeacuterateurs (FTTLA
pour laquo Fiber to the Last Amplifier raquo) On parle alors de reacuteseaux HFC (Hybrid Fiber
Coaxial) la fibre optique eacutetant deacuteployeacutee en remplacement du cacircble jusqursquoau dernier
amplificateur (situeacute agrave quelques centaines de megravetres des logements) puis prolongeacutee
sur la partie terminale par le cacircble coaxial
132 Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoagrave lrsquousager [8]
La fibre optique est deacuteployeacutee jusqursquoau point de distribution puis jusqursquoagrave la
distribution terminale des usagers
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
17
Figure 15(115) Reacuteseaux optique jusqursquoagrave lrsquousager
Les reacuteseaux de desserte optique deacuteployeacutes jusqursquoau bacirctiment drsquoune entreprise
ou au pied drsquoun immeuble (FTTO FTTB pour Fiber to the Office
Building) La desserte interne de lrsquoentreprise ou des foyers au sein de
lrsquoimmeuble est ensuite reacutealiseacutee geacuteneacuteralement via un reacuteseau laquo cuivre raquo
Les reacuteseaux de desserte optique jusqursquoau foyer de lrsquoabonneacute (FTTU FTTH
pour Fiber to the User Home) ou la fibre arrive jusqursquoaux utilisateurs
La figure ci-dessous repreacutesente les diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
18
FTTN Fibre To The Neighbourhood
(Fibre jusquau quartier)
FTTC Fibre To The Curb
(Fibre jusquau trottoir)
FTTN Fibre To The Node
(Fibre jusquau reacutepartiteur)
FTTB Fibre To The Building
(Fibre jusquau bacirctiment)
FTTC Fibre To The Cab
(Fibre jusquau sous-reacutepartiteur)
FTTP Fibre To The Premises
(Fibre jusquaux locaux - entreprises)
FTTH Fibre To The Home
(Fibre jusquau domicile)
FTTO Fibre To The Office
(Fibre jusquau bureau - entreprises)
FTTLA Fibre To The Last Amplifier (Fibre
Jusqursquoagrave dernier amplificateur)
14 Les couches du reacuteseau drsquoaccegraves
Afin de concevoir et de dimensionner les diffeacuterents eacuteleacutements qui constituent un
reacuteseau agrave tregraves haut deacutebit il convient de structurer les diffeacuterentes composantes dans une
description en trois couches (voir figure II6)
La couche drsquoinfrastructure composeacutee notamment des fourreaux des
chambres des armoires de rue et des locaux techniques
La couche optique passive comprenant notamment les cacircbles optiques les
boicirctiers drsquoeacutepissurage et les baies de brassage
La couche optique active qui transporte les services Elle est constitueacutee des
eacutequipements actifs
Figure 16(116) Diffeacuterentes technologies FTTX
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
19
Figure 17(117) Les couches drsquoun reacuteseau drsquoaccegraves
141 Diffeacuterents Composants drsquoun reacuteseau optique [9]
1411 OLT (Optical Line Terminal)
Leacutequipement reacuteseau situeacute au central qui gegravere les flux de trafic vers les abonneacutes ou
provenant des abonneacutes Il assure linterfaccedilage avec les eacutequipements du reacuteseau de
collecte LrsquoOLT est le gestionnaire de services Crsquoest sur cet eacutequipement qursquoest
configureacutee la ligne du client Elle est Situeacutee dans un NRO (Nœud de Raccordement
optique) De lOLT la fibre arrive sur un reacutepartiteur numeacuterique point final de
linstallation dans les centraux teacuteleacutephoniques et point de deacutepart vers les immeubles et
domiciles des clients Lrsquoimage de la figure deacutesigne lrsquoeacutequipent OLT dans le reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
20
1412 RN (Remote Node)
Point de reacutepartition qui reacutepartit le signal optique provenant de lOLT vers plusieurs
abonneacutes et combine les signaux optiques provenant des abonneacutes agrave destination de
lOLT
1413 ONT (Optical Network Termination)
Crsquoest un eacutequipement actif situeacute chez les abonneacutes qui transforme le signal
optique de la fibre optique en signal eacutelectrique sur le cacircble RJ45 et vice-versa Il
assure les fonctions deacutemissionreacuteception des signaux optiques vers lOLT ou
provenant de lOLT et la conversion entre les interfaces optiques avec le reacuteseau et les
interfaces dutilisateur Cest le point dextreacutemiteacute en aval du reacuteseau daccegraves LONT
peut-ecirctre consideacutereacute comme un modem optique auquel le client vient connecter sa
passerelle daccegraves au haut deacutebit
Figure 18(118) Equipment OLT
Figure 19(119) Equipement ONT
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
21
1414 ONU (Optical Network Unit)
Leacutequipement comme lONT mais situeacute dans le reacuteseau dans le cas ougrave la fibre ne
peacutenegravetre pas jusquagrave chez les abonneacutes La transmission entre les ONU et les abonneacutes
est reacutealiseacutee sur les paires de cuivre comme la technologie xDSL
1415 NT (Network Termination)
Le module chez les abonneacutes dans le cas ougrave la fibre ne peacutenegravetre que jusquagrave lONU
La figure 414 suivante montre les diffeacuterentes parties (distribution terminaison et
accegraves) du reacuteseau FTTH ainsi que les composants
Figure 21(121) Les diffeacuterentes parties du reacuteseau FTTH
Figure 20(120) Equipement ONU
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
22
142 Chemin de la fibre dans le reacuteseau drsquoaccegraves FTTH
Du NRO partent donc les milliers de cacircbles en direction des domiciles des abonneacutees
Mais avant de parvenir jusqursquoagrave eux il y a plusieurs eacutetapes comme on peut le voir
dans le dessin ci-dessus Avant le NRO en rouge crsquoest le reacuteseau de collecte de
lrsquoopeacuterateur Le premier parti du reacuteseau drsquoaccegraves en violet est appeleacute lsquorsquotransportrsquorsquo et va
du NRO jusqursquoau SRO (Sous-Reacutepartiteur Optique) La seconde en bleue est
nommeacutee lsquorsquodistributionrsquorsquo et va de SRO au PTO (Point de Terminaison Optique situer
chez lrsquoabonneacute) En chemin la fibre transite par le PBO (Point du Branchement
Optique) geacuteneacuteralement placeacute sur le palier [10]
Figure 22(122) chemin de la fibre
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
23
143 Architecture du reacuteseau drsquoaccegraves optique FTTH
On distingue deux principaux types drsquoarchitecture FTTH
Lrsquoarchitecture Ethernet point-agrave-point (P2P) pour laquelle une fibre optique par
abonneacute est deacuteployeacutee du NRO jusqursquoau foyer de lrsquousager
Lrsquoarchitecture point-multipoint (P2MP) ou PON (Passive Optical Network) baseacutee
sur diffeacuterents standards (GPON EPON) et pour laquelle une fibre optique peut
desservir plusieurs abonneacutes
1431 - Diffeacuterentes topologie FTTH
La figure II12 ci-dessous regroupe les diffeacuterentes topologies utiliseacutees dans les
reacuteseaux drsquoaccegraves FTTH
P2M P P2P
Ethernet Active
Ethernet
PON
BPON EPON
TDMA - PON WDM - PON
GPON NG - PON
FTTH
Topologie
Figure 23(123) Topologie geacuteneacuteral du reacuteseau FTTH
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
24
14311 La technologie P2P
La topologie P2P aussi appeleacute lrsquoarchitecture de type home run raquo contient un eacuteleacutement
actif un commutateur entre le Central Optique et lrsquoeacutequipement du client ONU ainsi
qursquoun convertisseur de fibre optique en cacircble Ethernet pour permettre de relier le lien
au modem Elle est geacuteneacuteralement utiliseacutee pour les grandes entreprises Dans cette
configuration chaque abonneacute possegravede sa propre fibre optique le reliant directement
aux eacutequipements de lrsquoopeacuterateur comme lrsquoillustre la figure suivante [11]
Figure 24(124) Architecture P2P
Le premier avantage de larchitecture point agrave point est la possibiliteacute de monter le
deacutebit par utilisateur en absence de partage de ressource mateacuterielle en termes de la
fibre optique et de leacutemetteur-reacutecepteur optique agrave lOLT La porteacutee peut ecirctre
augmenteacutee gracircce agrave labsence de composants optiques atteacutenuants dans le reacuteseau la
seacutecuriteacute des donneacutees dutilisateur est bien garantie la communication entre chaque
abonneacute avec lOLT est indeacutependante dun utilisateur agrave un autre En termes de
performances (deacutebit porteacutee) larchitecture point agrave point est consideacutereacutee comme la
meilleure solution Mais le coucirct tregraves eacuteleveacute est un problegraveme majeur pour cette
architecture
14312 Lrsquoarchitecture PON [12]
Lrsquoacronyme PON (Passive Optical Network) se traduit par laquo reacuteseau daccegraves
optique passif raquo Lappellation Passive vient du fait que lrsquoon nrsquoutilise que des
eacutequipements passifs dans lrsquoinfrastructure Un coupleur optique passif 1 vers N qui
divise la puissance optique vers autant de port de sortie est lrsquoeacuteleacutement cleacute de
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
25
lrsquoarchitecture Crsquoest la solution la plus rentable actuellement dans les reacuteseaux drsquoaccegraves
si on veut deacuteployer la fibre agrave lrsquoabonneacute Lrsquoarchitecture PON permet de reacutepartir une
fibre optique sur une longue portion du reacuteseau puis de la deacutecomposer en plusieurs
fibres sur des distances plus courtes pour desservir plusieurs abonneacutes Dans la
pratique les eacutequipements actifs au niveau du NRO (OLT ndash Optical Line Terminal)
disposent de ports PON permettant drsquoeacutemettrerecevoir des flux agravede plusieurs
eacutequipements terminaux drsquoabonneacutes (ou ONTndash Optical Network Terminal) sur une
unique fibre optique Des coupleurs optiques (il srsquoagit eacutequipements passifs de petite
taille heacutebergeacutes dans les boicirctiers drsquoeacutepissurage) deacuteployeacutes le long du parcours
permettent de seacuteparer le signal dans le sens descendant et de le combiner dans le sens
montant
Figure 25(125) Architecture PON
Les architectures PON peuvent ecirctre organiseacutees en
a-Eacutetoile (un coupleur en sortie de chaque port PON de lrsquoOLT dessert n ONT)
b-Arbre (en cascadant les coupleurs un coupleur pouvant desservir plusieurs
sous-branches)
c-Bus (seacuterialisation des coupleurs)
Crsquoest lrsquoarchitecture en arbre qui est la plus souvent deacuteployeacutee avec deux niveaux de
coupleurs optiques (par exemple un coupleur situeacute au NRO ou dans un sous-
reacutepartiteur optique et un deuxiegraveme coupleur situeacute au plus pregraves des abonneacutes (ie dans
lrsquoimmeuble desservi)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
26
(a) Architecture En eacutetoile (b) Architecture en arbre (c)Architecture en bus
14313 Sens montant du type PON
Les ONT eacutemettent dans la mecircme longueur drsquoonde et les coupleurs sont passifs Si
les signaux parviennent simultaneacutement au coupleur issues de deux ONT ils
ressortiraient sous la forme drsquoun meacutelange illisible par lrsquoOLT Crsquoest pourquoi on
utilise un partage de temps de parole TDM (Time Division Multiplexing) lrsquoOLT
attribue agrave chaque ONT un intervalle de temps pendant lequel celui-ci est le seul
autoriseacute agrave eacutemettre srsquoil y a beaucoup de donneacutees agrave transmettre lrsquoOLT lui attribue
davantage de temps de parole inversement reacuteduit pour les ONT qui eacutemettent peu
Figure 26 PON en sens montant
14314 Sens descendant du PON
Chaque abonneacute reccediloit les informations qui le concernent tous les ONT reccediloivent
lrsquoensemble de donneacutees mais seul lrsquoONT concerneacute les retransmet dans le reacuteseau
interne de lrsquoabonneacutee comme indiqueacute sur la figure suivante ce principe [13]
Figure 26(126) Diffeacuterents architecture utiliseacute en PON
Figure 27(127) PON en sens montant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
27
14315 Architecture PON unidirectionnelle
Lrsquoarchitecture PON unidirectionnelle est essentiellement composeacute drsquoun eacutemetteur
OLT (Optical Line Terminal) coupleurs optiques geacuteneacuteralement passifs et ONT
(Optical Network Terminaison) ONUs (Optical Network Unit) et chaque ONU
reccediloivent seulement les donneacutees qui lui sont destineacutees autrement chaque client a un
intervalle de temps bien preacutecis pour eacutemettre afin de ne pas interfeacuterer avec un autre
client La figure II18 illustre une liaison unidirectionnelle ou une fibre est deacutedieacutee
dans le sens montant et une autre dans le sens descendant
Figure 29(129) Architecture PON unidirectionnelle
Elle est utiliseacutee afin de simplifier le reacuteseau eacuteconomiser la fibre et limiter les points
de raccordement et qui neacutecessite donc un multiplexeur en longueur drsquoonde
geacuteneacuteralement inteacutegreacute aux modules drsquoeacutemission et de reacuteception
Figure 28(128) Architecture PON Sens descendant
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
28
Figure 30(130) Architecture PON bidirectionnelle
144 Les cateacutegories du PON [14]
Les architectures passives PON se deacuteclinent ensuite en plusieurs cateacutegories
1441 A-PON (ATM PON)
Il est issu des techniques PON associeacutees agrave lrsquoATM Il offre un deacutebit 155622
Mbits (sens descendant) et 155 Mbits (sens montant) pour 32 abonneacutes La solution
APON est complexe et coucircteuse Elle ne peut pas offrir de services videacuteo Le deacutebit
est limiteacute et la reacutecupeacuteration drsquohorloge peut poser des difficulteacutes
1442 B-PON Broadband PON (eacutevolution de la norme APON)
Crsquoest une technologie APON modifieacutee pour permettre la diffusion de la videacuteo
Elle supporte le WDM et possegravede une allocation de bande passante dynamique Le
BPON transmet sur la mecircme fibre la voix et les donneacutees et reacuteserve des freacutequences
pour la teacuteleacutevision numeacuterique et analogique (overlay wavelength) Le BPON autorise
des deacutebits de 1Gbs dans le sens descendant et 622Mbs dans le sens remontant mais
son utilisation est usuellement vue pour des deacutebits de 622Mbs descendant et
155Mbs remontant
1443 E-PON
Ce standard utilise le protocole Ethernet comme protocole de transport Il
preacutesente un deacutebit symeacutetrique maximal de 125 Gbs par port partageacute pour un
maximum de 64 abonneacutes et disposant drsquoune porteacutee drsquoenviron 20 km dans ce reacuteseau
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
29
une longueur drsquoonde est utiliseacutee par sens de transmission et peut atteindre 32 abonneacutes
par OLT
1444 Architecture G-PON (Gigabit PON)
La technique de ce reacuteseau est baseacutee sur le multiplexage temporel Une longueur
drsquoonde est utiliseacutee pour le sens montant et une autre pour le sens descendant GPON
se diffeacuterentie de BPON par sa capaciteacute agrave transporter des paquets et des trames
Ethernet de longueurs variables Le GPON offre un deacutebit de 12-24 Gbits (deacutebit
asymeacutetrique) De plus GPON permet une plus grande distance de deacuteploiement
jusqursquoagrave 60 km avec 20 km maximum entre les ONT Enfin le GPON permet jusqursquoagrave
64 lignes sortantes drsquoun coupleur optique (splitter)
Figure 31(131) Architecture G-PON
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
30
Le tableau suivant illustre une comparaison de deacutebit entre B-PON E-PON
et G-PON
Tableau 3(13) Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
B-PON E-PON G-PON
Taux des donneacutees au sens
descendants
600 Mbits 1 Gbits 24 Gbits
Taux des donneacutees au sens
montant
150 Mbits 1 Gbits 12 Gbits
Format de transmission Ethernet ATM ATM+TDM+Ethernet
Tableau 3 Comparaison entre les trois cateacutegories de PON
145 WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON)
La technologie WDM consiste agrave illuminer la fibre optique non pas avec une seule
source laser mais simultaneacutement avec plusieurs sources en utilisant pour chacune
dentre elles une longueur donde diffeacuterente ce qui permet le transport en parallegravele (et
non pas seacutequentiellement comme dans le PON classique) dautant de flux de donneacutees
chacun dentre eux avec un deacutebit identique agrave celui qui serait possible sans cette
technologie
146 OFDMA-PON
Pour le systegraveme de transmission agrave ultra haut-deacutebit dans le reacuteseau cœur cette
technologie OFDM est aussi consideacutereacutee comme un candidat au fort potentiel pour
monter en deacutebit jusquagrave lordre du Tbits La Figure 461 ci-dessous qui donne un
exemple drsquoutilisation de lOFDM dans le PON agrave chaque abonneacute est attribueacute un
certain nombre de sous-porteuses speacutecifiques Pour la voie descendante lrsquoOLT
procegravede avec lrsquoensemble des porteuses et les ONUs extraient les sous porteuses qui
leur sont destineacutees en freacutequence et dans le temps [15] Pour la voie montante chaque
abonneacute eacutemet son trafic sur une gamme de freacutequence et de temps comme nous le
montre la Figure suivante
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
31
Figure 32(132) Scheacutema de principe de lOFDMA-PON
Les architectures PON sont eacutevolutives et permettront drsquoaugmenter les deacutebits avec des
nouvelles geacuteneacuterations de terminaison actives Des liaisons PON deacutedieacutees pourront
eacutegalement ecirctre proposeacutees aux utilisateurs en cas de besoin avec lrsquointroduction du DWDM
et lrsquoaffectation drsquoune longueur drsquoonde par utilisateur En termes de deacutebit lrsquooptique
deacutepasse largement le cuivre selon le tableau I42 suivant en comparant les deux reacuteseaux
drsquoaccegraves FTTH et ADSL
Tableau 4(14) Comparaison du deacutebit entre FTTH et ADSL
FTTH ADSL
Deacutebit symeacutetriques (Montant et
Descendant 100Mbps)
Deacutebit
Descendant
8Mbps
Deacutebit
Montant
1Mbps
Type de Fichier Taille
moyenne
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Dureacutee
Download
Dureacutee
upload
Film en HD 30 Go 40min gt8h gt66h
Film DVD 48 Go 6 min 1h20min gt10h
Film DivX 800 Mo 1 min 13min 1h40min
20 photos 8
Meacutega pixels non
compresseacute
480 Mo
40s
8min
gt1h
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les reacuteseaux optiques
32
10 fichiers Audio
MP3
40 Mo 3s 40s 5min
147 Comparaison entre xDSL et FTTH
Le tableau I43 indique lrsquoeacutevolution de la technologie xDSL en en fonction de sa
bande passante et de la distance ainsi que sa comparaison avec FTTH
Tableau 5(15) Comparaissons entre xDSL et FTTH
Transport ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2 FTTH
PON
Bande
Passante
D
8M
12M 24M 55M 100M 100+
U
1M
35M 1M 19M 100M 100+
Distance 3-5km lt= 13km lt=100km
Tableau 5 Comparai
15 Conclusion
La principale technologie permettant doffrir agrave lusager une connexion agrave tregraves haut
deacutebit est la fibre optique jusquau domicile (FTTH fibre to the home) Sur le plan des
usages on distingue deux tendances dune part les volumes de donneacutees augmentent
notamment en raison deacuteleacutements multimeacutedia (son videacuteo) de plus en plus nombreux
dautre part les applications interactives (neacutecessitant des temps de reacuteponse courts) se
multiplient tant pour le grand public (teacuteleacutephonie sur IP sites web interactifs) que
pour les professionnels (e-meacutedecine teacuteleacutetravail entreprise en reacuteseau) Les eacutechanges
sont donc non seulement plus volumineux mais exigent aussi decirctre plus rapides et
symeacutetriques (deacutebits montant et descendant eacutequivalents)
33
Chapitre II
Les eacutequipements de
maintenance optiques
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
34
2 Les eacutequipements de maintenance optiques
21 Introduction sur la maintenance drsquoun reacuteseau optique
La maintenance drsquoun reacuteseau optique peut ecirctre preacuteventive ou curative
Preacuteventive la maintenance se traduit par un controcircle des performances du reacuteseau notamment
par un test de deacutebit et un test de QoS (qualiteacute de service) Elle peut eacutegalement se faire au
niveau du meacutedia en controcirclant lrsquoeacutevolution de la liaison dans le temps afin de srsquoassurer du
maintien de la performance du reacuteseau pour en garantir la peacuterenniteacute
Curative la maintenance est reacutealiseacutee lorsqursquoune panne ou un dysfonctionnement est constateacute
Le deacutefaut peut se situer au niveau du parameacutetrage du reacuteseau au niveau des eacutequipements actifs
ou au niveau du support physique (la fibre optique)
Dans ce dernier cas la panne peut ecirctre due agrave une cassure ou agrave un affaiblissement fort La
maintenance curative fait appel agrave la mesure optique par reacuteflectomeacutetrie etou agrave un controcircle des
faces optiques qui peut ecirctre associeacute selon les reacutesultats agrave un nettoyage En cas de cassure ou
de coupure de cacircble la maintenance peut neacutecessiter une reacuteparation et donc la reacutealisation drsquoun
nouveau raccordement avec boicirctier eacutetanche soudeuse etc
Pour veacuterifier les performances drsquoun eacutemetteur on utilisera un mesureur de puissance qui
permettra de veacuterifier la puissance de sortie de lrsquoeacutequipement
22 Lessentiel des mateacuterielles fibres optique
Quil sagisse de la mise en place des reacuteseaux de teacuteleacutecommunication fibre optique ou de
leur maintenance il est neacutecessaire den connaicirctre le mateacuteriel indispensable En passant par les
cacircbles de fibre optique aux soudeuses optiques et les solutions de raccordement abonneacute il
existe un bon nombre doutils speacutecifiques agrave la fibre optique agrave maicirctriser [1]
221 Le brassage optique
Un tiroir optique permet de raccorder des cacircbles pour ainsi en assurer leur distribution vers du
mateacuteriel actif ou dautres cacircbles Les tiroirs optiques sont agrave installer dans les baies ou
reacutepartiteurs et reacutepondent agrave diverses applications des reacuteseaux fibreacutes
bull Les tiroirs coulissants sont doteacutes dun systegraveme de retenue de fin de course pour
faciliter le raccordement en baie
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
35
Les tiroirs teacutelescopiques offrent un accegraves faciliteacute aux cassettes et aux pigtails
simplifiant les interventions et maintenances
bull Les tiroirs pivotants conviennent parfaitement agrave une utilisation en armoire de rue Ils
laissent un libre accegraves agrave larriegravere du tiroir ce qui permet de faciliter linstallation et la
maintenance des eacutequipements[2]
Figure 33(21) Tiroir optique 19 avec 24 SC duplex monomode
222 Le repeacuterage
Le repeacuterage de la fibre consiste agrave localiser la fibre qui preacutesente un deacutefaut afin
de reacutealiser la maintenance Les fibres optiques sont ensuite placeacutees dans des cacircbles
qui en assurent le conditionnement (plus ou moins de fibres enrobeacutees dans des
tubes ou des rubans) la protection meacutecanique et chimique La taille et le poids
reacuteduit des cacircbles agrave fibres optiques permettent des poses dun seul tenant pouvant
deacutepasser 4800 m contre seulement 300 m avec un cacircble coaxial en cuivre Pour
tenir compte des contraintes de deacuteroulage sur les voies ferreacutees les tourets de cacircbles
optiques de Telciteacute sont limiteacutes agrave 2100m
Figure 34(22) cacircble agrave 72 fibres optiques
Les principales structures de cacircble agrave fibres optiques sont
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
36
bull Le cacircble agrave structure libre tubeacutee (n fibres dans m tubes de protection libres en heacutelice
autour dun porteur central) La capaciteacute type est de 2 agrave 432 fibres
bull Le cacircble agrave tube central (n fibres libres dans 1 tube central la rigiditeacute eacutetant assureacutee par
des mini-porteurs placeacutes dans la gaine)
bull Le cacircble ruban agrave tube central (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans 1
tube central) La capaciteacute type est de 12 fibres par 18 rubans soit 216 fibres
Lavantage de ce type de cacircble est de pouvoir souder simultaneacutement la totaliteacute des
fibres dun mecircme ruban
bull Le cacircble ruban agrave tubes libres (n fibres les unes agrave cocircteacute des autres dans m rubans dans p
tubes libres en heacutelice autour dun porteur central)
Figure 35(23) structure de cacircble optique
Apregraves avoir connu les structures des cacircbles il reste donc agrave faire le repeacuterage de la fibre Pour
faire ce repeacuterage il faut savoir qursquoil des configurations agrave maitriser ou simplement des codes
de couleurs Avant on utilisait des cacircbles agrave 2 fibres distingueacutees par la couleur rouge et blanc
Ici le travail nrsquoeacutetait pas difficile agrave reacutealiser Actuellement certains operateurs font le choix sur
des cacircbles 6 agrave 12 fibres selon le besoin Ce qui fait que le repeacuterage nrsquoest pas facile agrave reacutealiser
face agrave 6 12 ou plus de fibre optique Raison pour laquelle des configurations sont deacutefinies
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
37
la configuration FOTAG IEEE 8028
Tableau 6(22) Code couleur FOTAG 8028
23 Deacutenudage
Le deacutenudage de la fibre est une technique qui permet drsquoocircter la gaine de la fibre afin de
proceacuteder agrave la soudure Cette technique demande trop drsquoattention En effet une fibre est
tregraves fine enlever la gaine demande trop de preacutecision car une fausse manipulation peut
entrainer des coupures de la fibre
231 Deacutenudeuses
Les deacutenudeuses sont des pinces qui servent ocircter la gaine drsquoune fibre afin de proceacuteder agrave la
soudureils possegravedent un outil leacuteger mais de conception rigoureuse permettant un
deacutenudage preacutecis de fils fins ou des fibres optiques Comme les autres appareils citeacutes ci-
dessus on peut avoir actuellement dans le marcheacute plusieurs types de deacutenudeuses
1 Bleu
2 Orange
3 Vert
4 Marron
5 Gris
6 Blanc
7 Rouge
8 Noir
9 Jaune
10 Violet
11 Rose
12 Bleu turquoise
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
38
24 Mesures de la manipulation
Les mesures sont neacutecessaires pour qualifier le support optique Elles sont employeacutees agrave
toutes les eacutetapes de la manipulation de fibre (controcircle sur touret tirage raccords recette
localisation et qualification des deacutefauts maintenance preacuteventive) En effet les pertes
dans les fibres optiques peuvent se repartir en trois grandes familles
bull Les pertes agrave lrsquoinjection
bull Les pertes pendant la transmission (absorption diffusion (impureteacutes et structure
heacuteteacuterogegravene) macro ou micro courbures couplage) [1]
241 Mesures sur touret avant pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont lrsquoobjectif est
La mise en eacutevidence des problegravemes de transport
La mise en eacutevidence des problegravemes des stockages
La veacuterification drsquoabsence de contraintes et drsquoaccidents ponctuels
Le transport de responsabiliteacutes
242 Mesures apregraves pose
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans un sens dont le but est de
Veacuterifier lrsquoeacutetat des fibres
Mesurer la longueur des sections eacuteleacutementaires
243 Mesures apregraves raccordement
Ce sont des mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de
1300 et 1550 nm dont le but est de
Veacuterifier la quantiteacute des connexions
Caracteacuteriser chaque connexion
Tableau 7(23) caracteacuteristiques des pertes
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
39
a(DB) = (l x αF) + (NE x αE) + (NC x αC)
244
Mes
ures de recette de la liaison
Ce sont
Les mesures de reacutetrodiffusion dans les deux sens aux longueurs de drsquoonde de
1300 et 1550 nm et avec une fibre amorce
Les mesures drsquoinsertion dans les deux sens aux longueurs drsquoonde de 1300 et 1550 nm
Le but de ces mesures est drsquoeacutetablir une cartographie complegravete de la liaison (longueur
atteacutenuation caracteacuterisation des diffeacuterents eacuteleacutements de la liaison) et de rendre un cahier de
recette complet
245 Calcul de bilan de liaison
Eacutequation 7(21) bilan de liaisons
Ou
l=longueur de la fibre en km
αF=Affaiblissement lineacuteique de la fibre en dBkm
NE=Nombre drsquoeacutepaisseurs
αE=valeur moyenne drsquoaffaiblissement des eacutepaisseurs en dB
NC=Nombre de connecteurs optiques
αC=Affaiblissement moyen drsquoun connecteur
EVENEMENT 1300 nm 1550
αF(Fbkm) 045 0 30
αE(dB) 020 020
αC(dB) 1 1
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
40
1 2 3 4 Reacutecepteur Emetteur
Eacutemetteur
Reacutecepteur
246 Mesures drsquoinsertion
La mesure du bilan de liaison est effectueacutee suivant la technique drsquoinsertion Cette mesure
est effectueacutee sur toutes les fibres monteacutees sur connecteurs Les mateacuteriels que nous
pouvons avoir sont
1 Emetteur optique (laser)
1 Reacutecepteur optique (radiomegravetre)
2 Jarretiegraveres optique
Lrsquoeacutemetteur et le reacutecepteur seront associeacutes agrave une jarretiegravere la connexion reliant la jarretiegravere agrave
lrsquoappareil ne sera jamais deacutemonteacutee pendant toute la dureacutee de la mesure
Figure 36(24) liaison par jarretiegravere
Les connexions 1 et 4 sont fixeacutees et ne doivent pas ecirctre deacutemonteacutees apregraves eacutetalonnage
Seules les fiches 2 et 3 sont deacutemonteacutees pour permettre lrsquoinsertion sur la liaison
Coteacute mesure lrsquoeacutemetteur reste sous tension Le reacutecepteur est transporteacute agrave lrsquoextreacutemiteacute de la
liaison apregraves deacutemontage de connexions 2 et 3 La liaison se trouve alors inseacutereacutee selon le
scheacutema suivant
2 Liaison 3
Jarretiegravere
Figure 37(25) liaison apregraves deacutemontage de connexion
Cette meacutethode utilise un mesureur de puissance (ou radiomegravetre ou power meter) et une source
calibreacutee Elle permet de mesurer une perte en dB entre la source et le reacutecepteur
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
41
Source laser
calibreacutee
Mesure de
puissance
Cette meacutethode nrsquoest employeacutee que sur courtes distances (quelques dizaines de megravetres)
(Si la liaison agrave tester est deacutejagrave relieacutee au reacuteseau le mesureur de puissance affichera le niveau en
dBm du signal optique reccedilu)
25 Mesure de reacuteflectomeacutetrie
Toutes les fibres du cacircble sont mesureacutees
Avec une largeur drsquoimpulsion de 500 ns au plus
Avec un indice de reacutefraction de 1465 ou 1480
Avec une eacutechelle verticale de 5 dB et une eacutechelle horizontale sur
laquelle la longueur agrave mesurer occupe les 23 de lrsquoeacutecran
Une premiegravere mesure est effectueacutee sur la fibre agrave la longueur drsquoonde de 1550 nm Sur un
tableau est consigneacutee la valeur drsquoaffaiblissement du laquo GTE raquo Cette mesure peut ecirctre
enregistreacutee sur disquette cleacute USB ou disque amovible ou sur support papier
Figure 38(26) liaison agrave tester
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
42
26 Le reacuteflectomegravetre
Le reacuteflectomegravetre est un appareil essentiel de la mesure sur la fibre optique Avec lui
longueurs pertes deacutefauts sont analysable Que ce soit avant pose apregraves pose en cours
de raccordement on a besoin de connaitre les caracteacuteristiques des fibres et qualifier
atteacutenuation au Km irreacutegulariteacute changement de pente eacutepissures et connecteur localiser
les deacutefauts eacuteventuels
Les bobines amorces sont les accessoires impeacuteratifs de la mesure de reacutetrodiffusion Les
fibres des bobines doivent avoir les mecircmes caracteacuteristiques que les fibres de la liaison agrave
mesurer agrave savoir les monomodes 95125250 les multimodes 50125250 ou
625125250 Les fibres doivent ecirctre eacutequipeacutees des connecteurs standards rencontreacutes sur
la liaison agrave mesurer
Il existe plusieurs types de reacuteflectomegravetre tels que le reacuteflectomegravetre de type JDSU le
reacuteflectomegravetre de type OTDR
Figure 39(27) forme drsquoun signal dans un reacuteflectomegravetre
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
43
261 Description drsquoun reacuteflectomegravetre JDSU
Les caracteacuteristiques techniques sont les suivantes
Module Monomode Ref E8126VSRe (tregraves courte distance)
Bi-longueur drsquoondes 13101550 Nm
Dynamique 3230dB PSE 25m PSA 8m
Largueurs drsquoimpulsion 10ns 30ns 100ns 300ns 1micros 3micros et 10micros
Grand eacutecran TFT couleur 84 pouces
Interface intuitive
Stockage des donneacutees sur cleacute USB
Logiciel deacutedition des courbes OFS-100 [3]
262 Description drsquoun OTDR (OFL250)
Le reacuteflectomegravetre OFL250 deacutefinit de nouveaux standards en termes de taille de poids de
simpliciteacute drsquoutilisation et de valeur ajouteacutee Plus petit que beaucoup drsquoautres appareils de
mesure optique lrsquoOFL250 possegravede la dynamique les fonctionnaliteacutes et le prix pour en
faire lrsquooutil ideacuteal des eacutequipes terrain qui assurent le deacuteploiement et la maintenance de
cacircbles agrave fibre optique monomode
Figure 40(28) reacuteflectomegravetre JDSU
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
44
Figure 41(29) reacuteflectomegravetre OFL250
Contrairement aux localisateurs de deacutefauts qui ne deacutetectent que les eacutevegravenements
reacutefleacutechissants lrsquoOFL250 est un vrai OTDR qui mesure agrave la fois la reacutetrodiffusion de la
fibre et les reacuteflexions de Fresnel Il permet donc de deacutetecter et de localiser tous les
eacutevegravenements tels qursquoune cassure une contrainte une eacutepissure un connecteur De plus
lrsquoOFL250 integravegre un Laser visible agrave 650nm pour la deacutetection de deacutefauts sur les tregraves
courtes distances et lrsquoidentification de fibres
Dans le mode automatique lrsquoOFL250 mesure la longueur de la fibre et ajuste
automatiquement la porteacutee la largeur drsquoimpulsion et le temps drsquoacquisition Ce mode est
ideacuteal pour les utilisateurs qui ne sont pas familiers avec les mesures de reacuteflectomeacutetrie
Un mode semi-automatique permet de fixer la porteacutee les autres paramegravetres sont ajusteacutes
automatiquement Un mode manuel est disponible pour les techniciens expeacuterimenteacutesIl
affiche le reacutesultat sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance qui a lrsquoallure ci-
dessous
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
45
27 La soudure optique
Une soudure optique est un joint permanent qui permet deacutetablir une connexion entre
deux fibres optiques Leacutepissure par fusion localise une forte source de chaleur et fusionne
deux fibres cocircte agrave cocircte Les deux systegravemes visent agrave reacuteduire au maximum les pertes et agrave
optimiser les performances de la fibre optique La soudure de fibre optique peut impliquer
lalignement de fibre actif ou passif La fibre obtenue suite agrave leacutepissure est mesureacutee pour un
suivi des pertes
Figure 43(211) opeacuteration de soudure
reacuteflectance de la
face de sortie)
connexions (soudures)
Figure 42(210) le reacutesultat drsquoOTDR sous la forme drsquoune courbe atteacutenuation-distance
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
46
271 Caracteacuteristiques drsquoune Soudeuse optique
Les soudeuses optiques varient drsquoun modegravele agrave lrsquoautre selon le constructeur Ces genres
des soudeuses ont comme caracteacuteristiques
Alignement gaine agrave gaine
Gorges en V graveacutees
Encore plus reacutesistante aux chocs agrave la poussiegravere et agrave la pluie
Support de travail deacutetachable
Utilisation avec supports de fibre en option
Rechargez la batterie en plein travail
Deacuteclenchement du four automatiseacute
Electrodes longue vie
Changement automatique de position de leacutecran couleur 41
Connexion internet pour mise agrave jour aiseacutee
28 Clivage optique
Le clivage est une opeacuteration neacutecessaire pour reacuteussir une eacutepissure Cliver consiste agrave sectionner
de faccedilon propre nette et preacutecise le bout drsquoune fibre optique pour permettre la soudure Chaque
cycle drsquoeacutepissure requiert deux clivages un pour chaque fibre Crsquoest pourquoi il est neacutecessaire
drsquoavoir une cliveuse en bon eacutetat dont la lame coupe efficacement dans le cas contraire il
Figure 44(212) soudeuse optique Fujikura FSM 60S
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
47
faudra reacuteiteacuterer le clivage jusqursquoagrave obtenir une section nette et donc perdre de la longueur de
fibre sur chacun des clivages
281 Cliveuse
La cliveuse est lrsquoaccessoire permettant de cliver la fibre optique Il en existe plusieurs sortes
posseacutedant des lames rotatives ou non On retiendra que les cliveuses agrave lame rotative sont plus
oneacutereuses mais demandent moins de maintenance et sont plus simples drsquoutilisation ce qui
compense le coucirct agrave lrsquoachat de la cliveuse
2811 Cliveuse FC-7R
Il existe plusieurs types de cliveuse Il reste agrave lrsquoopeacuterateur de deacutecider le type qursquoil veut ou
au constructeur avec qui il a des partenariats Ici nous allons montrer leur
fonctionnement en geacuteneacuterale en prenant par exemple une cliveuse de famille FC-7
Dans cette famille on peut trouver une cliveuse de type FC-R est une cliveuse portable laquo
tout-en-un clic raquo avec ajustage automatique de la lame Pour les travaux drsquoeacutepissurage et
de laquo systegraveme de connexion raquo cette cliveuse fait gagner le temps que nous devons passer
agrave corriger les erreurs de coupe ainsi que le temps que nous passons habituellement agrave
ajuster la cliveuse cliveuse Son meacutecanisme entraicircne automatiquement la rotation de la
lame de coupe apregraves chaque clivage et on ne procegravede alors agrave aucun reacuteglage de la cliveuse
avant 24000 utilisations
bull Rotation automatique de la lame (modegravele FC-7R)
bull Tout-en-un clic
bull Simple drsquoutilisation et leacutegegravere
bull Clive les brins monofibres de 250 agrave 900 microm et jusqursquoagrave 4 fibres en ruban
bull Evite le double marquage de la fibre [4]
Figure 45(213) cliveuse FC-7R
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
48
29 Protections drsquoeacutepissures (smouves)
La protection drsquoeacutepissure ou smouve est neacutecessaire pour proteacuteger la zone de lrsquoeacutepissure par
fusion rendue cassante en lrsquoabsence de tout revecirctement Ces manchons sont constitueacutes
drsquoune double gaine thermo reacutetractable transparente
bull Principe de fonctionnement
Avant la soudure le manchon doit ecirctre placeacute sur une des deux fibres agrave eacutepissurer
ensemble Une fois les deux fibres raccordeacutees le manchon est glisseacute jusqursquoagrave la zone
deacutenudeacutee Gracircce agrave sa transparence il est facile de centrer lrsquoeacutepissure Pour une protection
efficace la longueur du manchon doit ecirctre supeacuterieure drsquoau moins 20 mm agrave la zone
deacutenudeacutee Le reacutetreint srsquoeffectue de faccedilon uniforme dans un four speacutecial souvent solidaire
de la soudeuse Lorsque lrsquoopeacuteration est termineacutee lrsquoeacutepissure est proteacutegeacutee et la fibre
immobiliseacutee
Il preacutesente comme avantage
bull Compatibles avec la plupart des fours de reacutetreint standard
bull Compatibles avec les supports drsquoeacutepissure standard Simple agrave mettre en
œuvre
Figure 46(214) protections drsquoeacutepissures (smouves)
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
49
210 Les photomegravetres (Wattmegravetre Optique)
Un appareil de mesure de puissance optique (OPM) est un dispositif utiliseacute pour mesurer
la puissance dans une optique de signal Le terme se reacutefegravere geacuteneacuteralement agrave un dispositif
pour tester la puissance moyenne agrave fibres optiques systegravemes
D autres dispositifs agrave usage geacuteneacuteral puissance lumineuse de mesure sont geacuteneacuteralement
appeleacutes radiomegravetres photomegravetre laser mesureurs de puissance (peut
ecirctre photodiodes capteurs ou capteurs laser thermopile ) posemegravetres ou megravetres lux
Crsquoest un appareil typique qui se compose dun calibreacute capteur Le capteur est constitueacute
essentiellement dune photodiode seacutelectionneacutes pour la gamme approprieacutee de longueurs
drsquoonde et de niveaux de puissance Sur luniteacute daffichage la puissance optique mesureacutee
et la longueur drsquoonde reacutegleacutee est afficheacutee Les Wattmegravetres sont calibreacutes agrave lrsquoaide drsquoune
norme deacutetalonnage traccedilable comme un NIST standard
2101 OPM1 laquo mesure de puissance en dB raquo
Avec uniquement deux boutons ndash MarcheArrecirct et Longueur drsquoonde ndash lrsquoOPM1 est le
photomegravetre le plus simple La puissance optique en dBm ainsi que la longueur drsquoonde
sont afficheacutees sur lrsquoeacutecran LCD
Figure 47(216) photomegravetre de type OPM1
2102 OPM4 laquo mesure directe de lrsquoatteacutenuation raquo
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
50
Facile agrave utiliser lrsquoOPM4 stocke une reacutefeacuterence pour chacune des longueurs drsquoonde
calibreacutees Sur lrsquoeacutecran sont afficheacutes la puissance optique (en dBm ou microW) ou lrsquoatteacutenuation
(en dB) ainsi que la longueur drsquoonde
Figure 48(217) photomegravetre de type OPM4
2103 OPM5 laquo pour stocker les reacutesultats raquo
La meacutemoire non volatile permet de stocker 500 reacutesultats de mesure par longueur drsquoonde
pour un transfert ulteacuterieur sur PC via USB Lrsquoappareil est livreacute avec un cordon de
transfert et le logiciel WinTest qui permet de visualiser drsquoimprimer et drsquoarchiver les
reacutesultats
Figure 49(218) photomegravetre de type OPM5
211 Teacuteleacutephones Optiques
Les teacuteleacutephones optiques sont des solutions eacuteconomiques permettant de reacutepondre aux
besoins de communication lors du test de fibre optiques Utiliseacutes sur une fibre libre ils
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
51
assurent une communication bidirectionnelle mains libres Simples drsquoutilisation et
compacts ils permettent agrave lrsquoutilisateur de pouvoir se focaliser sur son travail
Il existe des teacuteleacutephones optiques de type FTS1 pour une communication sur fibres
multimodes et monomodes et le FTS2 pour les applications monomodes longues
distance Ce dernier est eacutequipeacute drsquoune fonctionnaliteacute de confeacuterences entres plusieurs
appareils
Figure 50(219) le teacuteleacutephone optique et ses accessoires
Les caracteacuteristiques
Communication Full Duplex sur une seule fibre
Mains libres
Modegraveles Multimodes et Monomodes
Compacts
Connexion Automatique
Confeacuterence agrave plusieurs appareils
Technologie Numeacuterique
Fonctionnaliteacute de sonnerie rappel (FTS2)
Speacutecifications
Tableau 8(24) speacutecification des teacuteleacutephones optiques de type FTS
Optiques
Types de fibre Multimodes et monomode Monomode
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
52
Emetteur LED Laser
Longueur drsquoonde 1300 nm 1310 nm1550 nm
Dynamique 12 dB MM 20 dB SM 45 dB 45 dB
Connecteurs Fixe FC SC ou ST
Alimentation Pile 9V 4 piles AA
Tempeacuteratures de
fonctionnement
0 agrave 40degC
212 Sonde dinspection fibre optique
bull Description drsquoune sonde FIP-400B | EXFO
La sonde dinspection de fibres USB FIP-400B simplifie la meacutethode dinspection et peut
reacuteduire jusquagrave 57 le deacutelai de certification des connecteurs proteacutegeant ainsi le reacuteseau des
problegravemes associeacutes aux connecteurs sales ou endommageacutes
- Fournit des images numeacuteriques nettes de connecteurs optiques avec 3 niveaux de
grossissement
- Optimiseacutee pour les utilisateurs droitiers ou gauchers gracircce agrave sa conception
ergonomique (brevet en instance)
- Destineacutee agrave simplifier et acceacuteleacuterer les inspections
- Dispositif haute performance de centrage de limage de la fibre Ce dispositif eacutelimine
leacutetape peacutenible de localisation de la fibre dans limage
- ConnectorMax2 analyse reacuteussiteeacutechec des extreacutemiteacutes de connecteurs baseacutee sur des
normes CEI ou des normes personnaliseacutees
- Indicateur agrave LED inteacutegreacute sur la sonde pour diagnostic reacuteussiteeacutechec du connecteur agrave
lessai
Applications
Cette sonde permet aux opeacuterateurs de minimiser les reacutepercussions des connecteurs sales ou
deacutefectueux sur leurs reacuteseaux eacuteliminant ainsi une des principales causes de deacutefaillance [5]
Chapitre II Les eacutequipements de maintenance optiques
53
Figure 51(220) FIP-400B USB - Sonde drsquoinspection de fibre
213 Conclusion
Ce chapitre a permis de situer le contexte de la description drsquoune liaison optique Le concept
et les diffeacuterentes techniques la maintenance des reacuteseaux optiques Dans le prochain chapitre
nous allons preacutesenter le principe et les caracteacuteristiques du reacuteflectomegravetre (OTDR)
58
Chapitre III
La reacuteflectomeacutetrie
optique (OTDR)
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
59
3 La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
31 Introduction
La mesure par OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) est couramment utiliseacutee pour
tester les lignes de transmission optique Crsquoest une meacutethode qui permet de caracteacuteriser la fibre
optique simplement agrave partir drsquoune seule de ses extreacutemiteacutes et conduit agrave la localisation preacutecise
des deacutefauts agrave la mesure de lrsquoatteacutenuation de la fibre et aux pertes diffeacuterentielles entre deux
points choisis de la fibre Le principe consiste agrave injecter dans la fibre une impulsion lumineuse
suffisamment bregraveve et puissante qui se reacutefleacutechit sur les discontinuiteacutes dans la fibre
(extreacutemiteacutes inhomogeacuteneacuteiteacutes ) Le temps qui seacutepare lrsquoeacutemission de lrsquoimpulsion de la
reacuteception du signal reacutefleacutechi donne la position du deacutefaut dans la fibre La hauteur de
lrsquoimpulsion reacutefleacutechie informe sur lrsquoimportance et la nature du deacutefaut De plus la mesure de la
lumiegravere reacutetrodiffuseacutee par diffusion Rayleigh en direction du deacutetecteur mecircme en lrsquoabsence de
deacutefauts reacutefleacutechissants le long de la fibre permet de connaicirctre lrsquoabsorption de la fibre agrave la
longueur drsquoonde de lrsquoimpulsion injecteacutee
La reacuteflectomeacutetrie optique possegravede de nombreux avantages par exemple
- Lrsquoaccegraves agrave une seule extreacutemiteacute de la fibre est suffisant pour la mesure
- Le dispositif de mesure est relativement simple
- Les mesures peuvent ecirctre effectueacutees sur site lorsque le cacircble agrave fibres optiques est poseacute
- Elle donne une information sur lrsquouniformiteacute longitudinale de la fibre au contraire
drsquoautres meacutethodes de mesure
32 Les signaux de la reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps
Figure 52(31) Exemple de courbe obtenue avec un OTDR commercial
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
60
On observe sur une courbe typique drsquoOTDR comme celle de la figure 31 ci-dessus le signal
reccedilu La reacuteflexion de lrsquoimpulsion eacutemise sur des deacutefauts locaux (connecteurs ou fissures)
caracteacuteriseacutee par un coefficient R Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant T srsquoeacutecrit
119927119929(119931) = 119929 119927119946119951 (119931 = 120782) 119942minus120630120642119944119931 = 119929 119927119946119951(119931 = 120782) 119942minus120784120630119963
Eacutequation 8(31) le signal reccedilu
Ougrave
119963 Est la position du deacutefaut
119927119946119951 (119931 = 120782) Est la puissance optique transmise agrave lrsquoentreacutee de la fibre
120642119944 =119940
119951 Est la vitesse de groupe
120630 Est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique de la fibre Il faut garder en
permanence agrave lrsquoesprit que les signaux obtenus par reacuteflectomeacutetrie reacutesolue en temps sont
atteacutenueacutes agrave lrsquoaller et au retour (drsquoougrave un facteur 2 dans lrsquoexponentielle)
La reacutetrodiffusion drsquoune tregraves faible part de la puissance optique au fur et agrave mesure de la
propagation de lrsquoimpulsion Cette reacutetrodiffusion permet de mesurer
bull Des deacutefauts locaux du type courbure excessive ou eacutepissure (par fusion) qui provoquent
une atteacutenuation localiseacutee Et lrsquoatteacutenuation lineacuteique dans la fibre
bull la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique subit une atteacutenuation au
cours de la propagation selon
119837119823119842119847(119859) = minus120514119823119842119847(119859) 119837119859
Eacutequation 9(32) la puissance lumineuse dans une ligne de transmission optique
Ougrave 120630 est le coefficient drsquoatteacutenuation lineacuteique qui srsquoexprime en 119950minus120783 ou en 119922119950minus120783 Ce
coefficient regroupe lrsquoensemble des pertes par absorption et diffusion
On obtient donc une deacutecroissance exponentielle de la puissance
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
61
119927119946119951(119963) = 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630119963
Eacutequation 10(33) la puissance en exponentielle
Sur une eacutechelle log elle apparaicirct par la deacutecroissance lineacuteaire du signal entre deux deacutefauts La
pente de ce signal permet drsquoobtenir lrsquoatteacutenuation dans la fibre Dans le domaine des teacuteleacutecoms
le flux est exprimeacute en dBm et lrsquoatteacutenuation est exprimeacutee en dBKm crsquoest agrave dire
120630119941119913 = 120783120782 119949119952119944119927(119963)
119927(119963 + 120783119948119950)
Eacutequation 11(34) le flux
33 Pertes et atteacutenuation dans une fibre optique
331 Diffusion Rayleigh
La figure suivante montre bien que la diffusion Rayleigh induite par des inhomogeacuteneacuteiteacutes
microscopiques drsquoindice est la principale source drsquoatteacutenuation dans les fibres dans le domaine
des teacuteleacutecommunications optiques autour de 15 microm
Dans ce domaine de longueurs drsquoonde le coefficient de diffusion est eacutegal
agrave α = 014 dBKm
Figure 53(32) Pertes dans une fibre optique en silice en fonction de la
longueur
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
62
332 Reacutetrodiffusion
La fibre optique est constitueacutee drsquoun cœur entoureacute par une gaine optique Dans le cas ideacuteal la
fibre est consideacutereacutee comme homogegravene crsquoest-agrave-dire son cœur et sa gaine preacutesentent les mecircmes
caracteacuteristiques selon lrsquoaxe de la fibre Or pendant le processus de fabrication de la fibre
optique des micro-deacutefauts se produisent ineacutevitablement dans le cœur et la gaine ce qui creacutee
des inhomogeacuteneacuteiteacutes (fig 3 3)
La preacutesence des inhomogeacuteneacuteiteacutes provoque la diffusion eacutelastique de lumiegravere qui porte le nom
de diffusion de Rayleigh Puisqursquoelle est lieacutee aux deacutefauts de la structure de la fibre optique la
diffusion de Rayleigh est reacutepeacutetitive pour une fibre optique donneacutee Si la fibre est affecteacutee par
un paramegravetre physique externe (par exemple changement de tempeacuterature pression ou
deacuteformation) le spectre de sa diffusion de Rayleigh se deacutecale Ainsi en mesurant ce deacutecalage
du spectre il est a priori envisageable de mesurer lrsquoeffet appliqueacute Seule une partie de la
lumiegravere diffuseacutee est reacutetrodiffuseacutee et se propage dans le cœur en sens inverse du faisceau
injecteacute
Figure 55(34) Reacutetrodiffusion drsquoune portion z dans une fibre
La proportion de lumiegravere reacutetrodiffuseacutee peut ecirctre eacutevalueacutee agrave partir de la lumiegravere globalement
diffuseacutee en un point dans la fibre au moyen drsquoun coefficient de capture S dont lrsquoexpression
Figure 54(33) Une fibre optique avec le cœur inhomogegravene
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
63
deacutepend des grandeurs geacuteomeacutetriques de la fibre (ouverture numeacuterique ON indice moyen n) et
de son profil drsquoindice (gradient drsquoindice saut drsquoindice)
119930 =120783
119950(
119926119925
119951)
120784
Eacutequation 12(35) moyen drsquoun coefficient de capture S
Valeur typique pour une fibre monomode m= 455
333 Evaluation de la puissance reacutetrodiffuseacutee
Consideacuterons une impulsion rectangulaire de dureacutee 120591 injecteacutee dans la fibre agrave lrsquoinstant t = 0
selon le scheacutema de la figure suivante
Le signal deacutetecteacute agrave lrsquoinstant t = T est la somme des signaux reacutetrodiffuseacutes dans la fibre
correspondant agrave des portions diffeacuterentes de lrsquoimpulsion lumineuse le deacutebut de lrsquoimpulsion
lumineuse est reacutetrodiffuseacute en z = vgT2 tandis que la fin de lrsquoimpulsion injecteacutee plus tard
dans la fibre est reacutetrodiffuseacutee en z = vgT2 1048576 vg_2 vg est la vitesse de groupe dans la fibre
(c=n) La lumiegravere reacutetrodiffuseacutee srsquoest propageacutee agrave lrsquoaller et au retour dans la fibre Le flux
reacutetrodiffuseacute agrave deacutetecter est donc
Figure 56(35) Impulsion reacutetrodiffuseacutee
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
64
119927119955119941(119931) = int 119930 120630119941119946119943119943120650119944119931120784
120642119944(119931120784minus119955120784)
119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120784120630119963 119941119963
Soit
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784120630 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120642119944119931(119942120630120642119944120649 minus 120783)
Eacutequation 13(36) les equations de puissance reacutetrodiffuseacutee
Lrsquoatteacutenuation que subit la lumiegravere pendant la dureacutee de lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg_ ltlt 1)
la puissance reacutetrodiffuseacutee est donc
119927119955119941(119931) = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649 119927119946119951(119963 = 120782) 119942minus120630120650119944119931
119823119851119837(119859) = 119826120514119837119842119839119839
120784 120534119840120533 119823119842119847(119859 = 120782) 119838minus120784120514119859
Eacutequation 14(37) la puissance reacutetrodiffuseacutee lorsque lrsquoimpulsion est tregraves faible (vg ltlt 1)
On appelle le coefficient de reacutetrodiffusion Rd
119929119941 = 119930120630119941119946119943119943
120784 120650119944120649
Eacutequation 15(38) le coefficient de reacutetrodiffusion
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
65
34 Scheacutema interne drsquoun OTDR
Figure 57(36) Scheacutema fonctionnel du reacuteflectomegravetre
35 Signatures observables sur un OTDR
Voici quelques formes de signaux que lrsquoon peut observer sur lrsquoeacutecran drsquoun OTDR
Tableau 9(31) Traces observeacutees sur un OTDR
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
66
36 Reacutealiser une mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en 5 eacutetapes
Liste du mateacuteriel neacutecessaire
Bobines amorces x2
Cassette de nettoyage
Reacuteflectomegravetre
Stylo de nettoyage
361 Le choix des bobines amorces
Les bobines amorces sont des eacuteleacutements importants de la mesure de reacuteflectomeacutetrie optique en
effet elles ont plusieurs utiliteacutes
bull Sortir de la zone morte de deacutepart (zone situeacutee agrave la sortie du reacuteflectomegravetre dans laquelle
la mesure est impossible)
bull Caracteacuteriser les connecteurs drsquoentreacutee et de sortie du reacuteseau optique dont on souhaite
connaitre les valeurs de pertes et de reacuteflexion
Pour bien choisir les bobines il faut tout drsquoabord que les connecteurs preacutesents sur les bobines
soient les mecircmes que ceux preacutesents sur le reacuteseau ainsi que sur le reacuteflectomegravetre bien que ces
derniers soient interchangeables Bien entendu on prendra une bobine de mecircme nature que le
reacuteseau agrave mesurer (monomode ou multimode) Ensuite viens le choix de la longueur lagrave il
existe certaines regravegles mais qui ne sont pas stricte il sera conseilleacute une longueur de 500m
pour de la fibre multimode 1km pour des reacuteseaux court (lt10km) en monomode et 2km
(gt10km) pour les reacuteseaux plus long de fibre monomode
362 La preacuteparation du mateacuteriel
La preacuteparation est une eacutetape cruciale de la mesure de la bonne preacuteparation va deacutecouler la
qualiteacute de la mesure et donc sa fiabiliteacute Cette preacuteparation consiste en un repeacuterage des
diffeacuterentes connexions agrave reacutealiser et au nettoyage minutieux de ces derniegraveres Degraves qursquoun
eacuteleacutement est propre on le met en position (connexion dans une traverseacutee ou sur le
reacuteflectomegravetre) dans le cas drsquoune fiche placeacutee dans une traverseacutee on nettoiera ensuite la
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
67
deuxiegraveme fiche de cette traverseacutee Le reacuteseau est precirct agrave ecirctre mesureacute il faut maintenant choisir
les paramegravetres de mesure adeacutequats
363 Le choix des paramegravetres de mesure
Pour la reacuteflectomeacutetrie il existe diffeacuterents paramegravetres qursquoil faut savoir choisir pour pouvoir
faire une bonne mesure
bull La longueur drsquoonde Il srsquoagit de la laquo couleur raquo de la lumiegravere que lrsquoon va eacutemettre dans
la fibre pour mesurer ses caracteacuteristiques 850nm et 1300 nm pour des mesures sur des
fibres multimodes 1310 nm et 1550 nm pour des mesures sur des fibres monomodes
Il existe aussi drsquoautres longueurs drsquoonde telles que 1490 nm et 1625 nm utiliseacutees pour
les fibres monomodes mais sur des applications plus particuliegraveres On mesurera avec
les deux longueurs drsquoonde principales pour chaque type de fibre car chaque longueur
drsquoonde ne donne pas les mecircmes indications
bull La distance de mesure Il srsquoagit de la distance sur laquelle la mesure va ecirctre
effectueacutee en regravegle geacuteneacuterale on prend la valeur tout de suite supeacuterieure au double de la
longueur du reacuteseau Par exemple mes reacuteseaux fait 10 km jrsquoai deux bobines amorces de
1km chacune ce qui me fait une longueur totale de 12km il faut donc prendre une
distance de mesure minimum de 24km
bull La largeur drsquoimpulsion crsquoest le temps pendant lequel on eacutemet de la lumiegravere dans la
fibre optique Plus cette largeur sera importante plus le signal eacutemis ira loin dans la
fibre mais au deacutetriment de la preacutecision de la mesure en revanche une petite largeur
drsquoimpulsion permettra drsquoavoir plus de deacutetail sur la mesure mais ira moins loin Il faut
donc adapteacutee la largeur drsquoimpulsion de faccedilon agrave avoir le plus de preacutecision possible tout
en allant au bout de la mesure
bull Lrsquoindice de reacutefraction Il srsquoagit drsquoune valeur intrinsegraveque de la fibre mesureacutee il est
neacutecessaire de la connaitre et de la renseigner pour que les distances afficheacutees par le
reacuteflectomegravetre soient juste
Une fois les paramegravetres choisis il est deacutesormais possible de lancer la mesure
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
68
364 La mesure
Pour lancer la mesure on choisit soit une mesure simple soit une mesure par moyenne
Cette derniegravere permet une meilleure preacutecision en multipliant le nombre de mesure et en
faisant une moyenne des valeurs obtenue Sur la plupart des appareils il suffit drsquoappuyer sur le
bouton Start pour lancer la mesure attention sur certain modegraveles cette action lance une
mesure automatique qui ne prend pas en compte les paramegravetres choisis preacuteceacutedemment il faut
donc trouver le bon bouton qui permet de lancer la mesure avec les paramegravetres deacutefinis
365 Analyse de la courbe
La courbe obtenue repreacutesente les caracteacuteristiques de transmission de la fibre mesureacutee Sur la
courbe on peut voir diffeacuterentes forme drsquoune part des pic et drsquoautre part des marches Les pics
sont appeleacutes laquo pics de Fresnel raquo Ils repreacutesentent des reacuteflexions sur des laquo lames drsquoair raquo en
effet lorsque la lumiegravere change de milieu comme dans un connecteur (passage de la fibre agrave
lrsquoair puis de lrsquoair agrave la fibre) il y a reacuteflexion ce qui se traduit par un pic sur la courbe Plus le
pic est bas meilleur est le connecteur Les marches sont des pertes dues en regravegle geacuteneacuterales agrave
une fusion Plus la marche est haute plus la fusion est de mauvaise qualiteacute Il est possible que
certaines marches repreacutesentent en fait un connecteur on ne peut le savoir que lorsque lrsquoon
connait parfaitement le reacuteseau que lrsquoon mesure Dans ce cas il srsquoagit alors drsquoun connecteur de
tregraves bonne qualiteacute (pas de pic de Fresnel)
37 Choix et rocircle drsquoun reacuteflectomegravetre dans les diffeacuterentes installations
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut
371 Installations exteacuterieures
Les fournisseurs de services de teacuteleacutecommunications de videacuteos et de donneacutees et les opeacuterateurs
reacuteseau veulent la garantie que leurs investissements dans des reacuteseaux optiques sont proteacutegeacutes
Dans les installations de fibre optique agrave lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave
lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee
correctement Il sera demandeacute aux techniciens drsquoutiliser des kits de tests de perte (source
optique et photomegravetre) et des reacuteflectomegravetres optiques pour eacutetablir un cahier de recette qui
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
69
atteste de la conformiteacute de leur travail Plus tard les reacuteflectomegravetres optiques pourront servir agrave
rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux de terrassement
372 Reacuteseaux dans les bacirctiments (LANWAN Datacenter entreprise)
De nombreux sous-traitants et proprieacutetaires de reacuteseaux se demandent pourquoi ils devraient
tester le cacircblage fibre avec des reacuteflectomegravetres optiques Ils veulent eacutegalement savoir si les
tests avec un OTDR pourraient remplacer les tests traditionnels effectueacutes avec un photomegravetre
et une source optique Les reacuteseaux optiques dans les bacirctiments ont des toleacuterances de pertes et
des marges drsquoerreur faibles Les installateurs doivent tester le budget de perte sur lrsquoensemble
du systegraveme avec une source optique et un photomegravetre (certification de niveau 1 imposeacutee par
les normes TIA-568C) Les tests par reacuteflectomegravetre optique (certification de niveau 2)
constituent une bonne pratique capable drsquoidentifier preacuteciseacutement les causes drsquoune perte
excessive et de veacuterifier que les eacutepissures et les connexions respectent les toleacuterances
approprieacutees En outre eux seuls permettent drsquoidentifier lrsquoemplacement exact drsquoun deacutefaut ou
drsquoune cassure Les tests de liaisons fibre optique agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique
permettent eacutegalement de documenter le systegraveme en vue de veacuterifications ulteacuterieures
38 Compreacutehension les principales speacutecifications des reacuteflectomegravetres
optiques
381 Longueurs drsquoonde
En geacuteneacuteral la fibre optique doit ecirctre testeacutee avec la mecircme longueur drsquoonde que celle utiliseacutee
pour la transmission
Longueurs drsquoondes de 850 nm etou 1 300 nm pour les liaisons fibre optique
multimodes
Longueurs drsquoondes de 1 310 nm etou 1 550 nm etou 1 625 nm pour les liaisons fibre
optique monomodes
Longueur drsquoonde filtreacutee de 1 625 nm ou 1 650 nm pour la recherche de panne des
liaisons fibre optique monomodes en trafic
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
70
Longueur drsquoonde CWDM (de 1 271 nm agrave 1 611 nm avec un espacement des canaux de
20 nm) pour la mise en service et la recherche de panne des liaisons fibre optique
monomodes assurant la transmission CWDM
Longueur drsquoonde de 1 490 nm pour les systegravemes FTTH (pas obligatoire - les tests
peuvent srsquoeffectuer agrave 1490 nm mais eacutegalement agrave 1550 nm pour reacuteduire les
investissements suppleacutementaires)
Effectuer des tests agrave une seule longueur drsquoonde permettra uniquement de localiser les deacutefauts
Il est recommandeacute de proceacuteder agrave des tests agrave deux longueurs drsquoondes pendant la phase
drsquoinstallation et de recherche de panne car cela permet de deacutetecter les courbures de la fibre
optique
382 Plage dynamique
La plage dynamique est une caracteacuteristique importante car elle deacutetermine la porteacutee des
mesures du reacuteflectomegravetre optique La plage dynamique indiqueacutee par les fournisseurs de
reacuteflectomegravetres optiques est obtenue avec la plus grande largeur drsquoimpulsion possible elle est
exprimeacutee en deacutecibels (dB) La plage de distances ou plage drsquoaffichages parfois speacutecifieacutee peut
ecirctre trompeuse car elle correspond agrave la distance maximale que le reacuteflectomegravetre optique peut
afficher pas agrave celle qursquoil peut mesurer La plage de mesures reacuteelle drsquoun reacuteflectomegravetre optique
deacutepend de la fibre optique mecircme et des eacuteveacutenements dans le reacuteseau
Tableau 10(32) La plage de mesures drsquoun reacuteflectomegravetre optique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
71
383 Zones mortes
Les zones mortes sont une caracteacuteristique importante car elles deacuteterminent la capaciteacute drsquoun
reacuteflectomegravetre optique agrave deacutetecter et mesurer deux eacuteveacutenements agrave faible espacement sur des
liaisons fibre optique Les zones mortes speacutecifieacutees par les fournisseurs de reacuteflectomegravetres
optiques correspondent agrave la largeur drsquoimpulsion la plus courte et sont exprimeacutees en megravetres
(m) yyLa zone morte drsquoeacuteveacutenement (EDZ) correspond agrave la distance minimale agrave laquelle deux
eacuteveacutenements reacuteflectifs conseacutecutifs (comme deux paires de connecteurs) peuvent ecirctre distingueacutes
par le reacuteflectomegravetre optique yyLa zone morte drsquoatteacutenuation (ADZ) est la distance minimale
apregraves un eacuteveacutenement reacuteflectif (par exemple une paire de connecteurs) agrave laquelle un eacuteveacutenement
non reacuteflectif (par exemple une eacutepissure) peut ecirctre mesureacute
384 Largeurs drsquoimpulsion
La relation entre la plage dynamique et la zone morte est directement proportionnelle Les
tests sur des fibres optiques de longue distance neacutecessitent une plage dynamique plus grande
de sorte qursquoune impulsion optique plus large est requise Lorsque la plage dynamique
augmente la largeur drsquoimpulsion augmente ainsi que la zone morte (le reacuteflectomegravetre optique
ne deacutetectera pas les eacuteveacutenements rapprocheacutes) Sur de courtes distances il convient drsquoutiliser
des largeurs drsquoimpulsion courtes pour reacuteduire les zones mortes La largeur drsquoimpulsion est
exprimeacutee en nanosecondes (ns) ou microsecondes (μs)
385 Connaicirctre lrsquousage preacutevu
Il existe un large choix de modegraveles de reacuteflectomegravetres optiques reacutepondant agrave diffeacuterents besoins
en termes de tests et de mesures Posseacuteder une bonne compreacutehension des principales
caracteacuteristiques drsquoun reacuteflectomegravetre optique et de lrsquousage auquel il est destineacute aidera les
acheteurs agrave faire le bon choix en fonction de leurs besoins speacutecifiques Avant drsquoacheter un
reacuteflectomegravetre optique il convient de reacutepondre agrave plusieurs questions
bull Quel type de reacuteseau allez-vous tester LAN FTTHPON meacutetropolitain longue
distance
bull Quel type de fibre optique allez-vous tester Monomode ou multimode
bull Quelle est la distance maximale que vous pourrez ecirctre ameneacute agrave tester 700 m 25 km
150 km
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
72
bull Quel type de mesure effectuerez-vous Construction (tests drsquoacceptation) recherche
de panne en service
386 Reacuteflectomegravetres optiques recommandeacutes en fonction de lrsquousage preacutevu
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
73
387 Autres speacutecifications drsquoOTDR importantes lors de tests de reacuteseaux
FTTHPON
Pour pouvoir mesurer chaque segment drsquoun reacuteseau PON et deacutetecter tous les laquo eacuteveacutenements raquo
ayant lieu sur la liaison fibre optique de lrsquoONT (client) agrave lrsquoOLT (central) un reacuteflectomegravetre
traditionnel exigera la reacutealisation de multiples tests manuels (acquisitions) en utilisant pour
chacun drsquoeux des paramegravetres diffeacuterents Les reacuteflectomegravetres PON les plus reacutecents ajustent les
paramegravetres de test et reacutealisent automatiquement de multiples acquisitions agrave diffeacuterentes
largeurs drsquoimpulsion afin drsquoobtenir des reacutesultats de tests optimaux et pour deacutetecter tous les laquo
eacuteveacutenements raquo (courbures eacutepissures connexions) situeacutes avant et apregraves le(s) coupleur(s) PON
Il est fortement recommandeacute de veacuterifier si un reacuteflectomegravetre (OTDR) peut ecirctre eacutequipeacute de ce
type de fonctionnaliteacute avant de le choisir pour la reacutealisation de tests avec coupleur(s)
optique(s) unique ou en cascade
388 Reacutesultats de tests drsquoOTDR
Lrsquoutilisation drsquoun reacuteflectomegravetre optique nrsquoest pas particuliegraverement compliqueacutee mais elle
exige de se familiariser avec les bonnes pratiques en matiegravere de tests de la fibre optique pour
effectuer correctement des mesures Seuls des techniciens ducircment formeacutes et expeacuterimenteacutes
peuvent correctement analyser et interpreacuteter les traces OTDR Il sera difficile pour un
technicien peu qualifieacute drsquoutiliser un reacuteflectomegravetre optique et de comprendre les reacutesultats
obtenus Une application logicielle intelligente inteacutegreacutee agrave lrsquoinstrument peut aider les
techniciens agrave utiliser plus efficacement lrsquoOTDR en mettant la reacuteflectomeacutetrie optique agrave la
porteacutee de tous Elle preacutesente la liaison fibre optique testeacutee sur un scheacutema reconnaicirct et
interpregravete automatiquement chaque eacuteveacutenement deacutetecteacute par lrsquoOTDR et le repreacutesente
simplement par une icocircne pour une meilleure compreacutehension des reacutesultats Il est cependant
indispensable de pouvoir correacuteler les reacutesultats agrave la trace OTDR si cela est neacutecessaire
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
74
39 Facteurs agrave prendre en compte pour choisir un reacuteflectomegravetre
optique
Figure 59(37) Vue drsquoOTDR classique
Figure 60(38) Repreacutesentation agrave base drsquoicones
Figure 58(37) Vue drsquoOTDR classique
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
75
bull Dimensions et poids - crsquoest un aspect important lorsqursquoil faut grimper jusqursquoagrave une
antenne cellulaire ou travailler dans un bacirctiment
bull Taille de lrsquoaffichage - un eacutecran de 5 pouces au moins est indispensable les
reacuteflectomegravetres optiques dont lrsquoeacutecran est plus petit sont moins oneacutereux mais ils rendent
lrsquoanalyse de la trace OTDR plus difficile
bull Autonomie de la batterie - un reacuteflectomegravetre optique doit pouvoir srsquoutiliser pendant
une journeacutee entiegravere sur le terrain une autonomie de 8 heures est un minimum
bull Stockage des traces ou reacutesultats - lrsquoappareil doit disposer drsquoune meacutemoire interne
drsquoau moins 128 Mo avec options de stockage externe (cleacutes USB par exemple)
bull Technologie sans fil Bluetooth etou Wi-Fi - une connectiviteacute sans fil permet
lrsquoexportation aiseacutee des reacutesultats des tests vers des PC ordinateurs portables ou
tablettes
bull ModulariteacuteEacutevolutiviteacute - une plateforme modulaireeacutevolutive vous permettra de
suivre plus facilement lrsquoeacutevolution de vos besoins en tests ce type de plateforme est
plus coucircteux agrave lrsquoachat mais srsquoavegravere plus rentable sur le long terme
bull Disponibiliteacute drsquoun logiciel de post-traitement - bien qursquoil soit possible de modifier
et de geacuteneacuterer des rapports de mesure sur lrsquoinstrument de test il est souvent plus facile
et pratique drsquoanalyser les reacutesultats de tests et de creacuteer des rapports agrave lrsquoaide drsquoun
logiciel de post-traitement
310 Bonnes pratiques en matiegravere de reacuteflectomeacutetrie optique
Plusieurs bonnes pratiques garantissent la fiabiliteacute des tests par OTDR
3101 Utilisation des bobines amorces
Des bobines amorces composeacutees de bobines de fibre optique avec des distances speacutecifiques
doivent ecirctre connecteacutees aux deux extreacutemiteacutes de la liaison fibre optique testeacutee afin de qualifier
les connecteurs drsquoextreacutemiteacutes proches et distantes agrave lrsquoaide du reacuteflectomegravetre optique La
longueur des bobines amorces deacutepend de la liaison testeacutee mais elle est geacuteneacuteralement de 300
m agrave 500 m pour les tests multimodes et de 1 000 m agrave 2 000 m pour les tests monomodes
Pour les tregraves longues distances il est recommandeacute drsquoutiliser des bobines de 4 000 m La
longueur de la bobine deacutepend fortement de la zone morte drsquoatteacutenuation du reacuteflectomegravetre
optique laquelle deacutepend de la largeur drsquoimpulsion Plus la largeur drsquoimpulsion utiliseacutee est
large plus les bobines amorces doivent ecirctre longues Neacuteanmoins si une fonction drsquoimpulsions
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
76
multiples est disponible sur le reacuteflectomegravetre la longueur de la bobine amorce peut ecirctre reacuteduite
agrave 20 m Les bobines amorces doivent ecirctre du mecircme type que la fibre optique testeacutee
3102 Inspection proactive des connecteurs
Une seule connexion de fibre optique sale suffit agrave affecter la performance geacuteneacuterale du signal
Inspecter pro activement chaque connecteur optique agrave lrsquoaide drsquoun microscope pour fibre
optique reacuteduira consideacuterablement le temps drsquoindisponibiliteacute du reacuteseau et celui consacreacute agrave la
recherche de panne Respectez systeacutematiquement la proceacutedure laquo Toujours inspecter avant de
connecter raquo pour vous assurer que les connecteurs optiques sont propres avant leur couplage
Si le port du reacuteflectomegravetre optique ou les connecteurs de la bobine amorce sont sales cela
aura un impact neacutegatif sur les mesures du reacuteflectomegravetre Il faut donc toujours inspecter et
nettoyer les connecteurs optiques avant de connecter une bobine amorce
Figure 61(39) Processus (inspecter avant connecter)
Une infrastructure de reacuteseau optique optimiseacutee garantit des services robustes et fiables pour
les clients Une expeacuterience client positive renforce la fideacuteliteacute ce qui assure un retour sur
investissement rapide et une rentabiliteacute constante Un reacuteflectomegravetre optique est un appareil de
test sur le terrain essentiel pour entretenir les infrastructures de fibre optique et y rechercher
des pannes Avant de seacutelectionner un reacuteflectomegravetre optique reacutefleacutechissez aux applications pour
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
77
lesquelles il sera utiliseacute et examinez ses speacutecifications pour vous assurer qursquoil convient agrave
lrsquousage preacutevu
311 Description des eacutevegravenements dans les fibres
Dans cette partie on deacutecrit tous les types drsquoeacuteveacutenements pouvant srsquoafficher dans le tableau des
eacuteveacutenements geacuteneacutereacute par lrsquoapplication Ces descriptions sont les suivantes
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement a son propre symbole
bull Chaque type drsquoeacuteveacutenement est repreacutesenteacute par le graphique drsquoune trace de fibre qui
preacutesente la puissance reacutefleacutechie vers la source en tant que fonction de distance
bull Une flegraveche pointe vers lrsquoemplacement du type drsquoeacuteveacutenement dans la trace
bull La plupart des graphiques affiche une trace complegravete crsquoest-agrave-dire une plage
drsquoacquisition complegravete
bull Certains affichent uniquement une partie de la plage afin de visualiser de plus pregraves les
eacuteveacutenements preacutesentant un inteacuterecirct
3111 Deacutebut de section
Le deacutebut de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant le deacutebut de la section de
fibre Par deacutefaut le deacutebut de section est placeacute sur le premier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee
(geacuteneacuteralement le premier connecteur de lrsquoOTDR lui-mecircme)
3112 Fin de section
La fin de section drsquoune trace correspond agrave lrsquoeacuteveacutenement marquant la fin de la section de fibre
Par deacutefaut la fin de section est placeacutee sur le dernier eacuteveacutenement drsquoune fibre testeacutee et est
appeleacutee eacuteveacutenement de fin de fibre On peut eacutegalement deacutefinir un autre eacuteveacutenement comme fin
de la section sur laquelle on souhaite concentrer notre analyse Cela deacutefinira la fin du tableau
des eacuteveacutenements agrave un eacuteveacutenement speacutecifique sur la trace
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
78
3113 Fibre continue
Cet eacuteveacutenement indique que la plage drsquoacquisition seacutelectionneacutee eacutetait plus courte que la
longueur de la fibre
Lrsquoanalyse de la fibre srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre et par
conseacutequent la fin de la fibre nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacutee
Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut configurer la porteacutee du test sur une valeur
supeacuterieure agrave la longueur de la fibre
Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fibre continue
Figure 62(310) Trace drsquoune fibre continue
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
79
3114 Fin drsquoanalyse
Figure 63(311) Trace pour la fin drsquoanalyse
Cet eacuteveacutenement indique que la dureacutee drsquoimpulsion du test nrsquoa pas produit une plage de mesure
assez large pour atteindre la fin de la fibre
bull Lrsquoanalyse de la trace srsquoest termineacutee avant drsquoatteindre la fin de la fibre car le rapport
signal sur bruit eacutetait trop bas
bull Pour reacutesoudre ce problegraveme il faut augmenter la dureacutee drsquoimpulsion du test de faccedilon agrave
injecter suffisamment drsquoeacutenergie pour atteindre la fin de la fibre
bull Aucune perte ni reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type fin drsquoanalyse
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
80
3115 Eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Figure 64(312) drsquoun eacuteveacutenement non reacutefleacutechissant
Cet eacuteveacutenement est caracteacuteriseacute par une subite diminution du niveau de signal de lrsquoindice de
reacutetrodiffusion de Rayleigh Il apparaicirct comme une discontinuiteacute dans la pente descendante du
signal de trace
Cet eacuteveacutenement est souvent causeacute par des eacutepissures macro courbures ou micro
courbures dans la fibre
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements non reacutefleacutechissants Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Indique un deacutefaut non reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois
qursquoune valeur deacutepasse le seuil de perte
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
81
3116 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Les deacutefauts reacutefleacutechissants apparaissent sous la forme de pics sur la trace Ils sont causeacutes par
une discontinuiteacute abrupte dans lrsquoindice de reacutefraction
Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants produisent une reacuteflexion vers la source drsquoune portion
de lrsquoeacutenergie initialement injecteacutee dans la fibre
Ils peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques
voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de mauvaise qualiteacute
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
Une valeur de perte et de reacuteflectance est geacuteneacuteralement speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements
reacutefleacutechissants
Lorsque le pic de reacuteflexion atteint le niveau maximal cela peut provoquer lrsquoeacutecrecirctage
du signal en raison de la saturation du deacutetecteur Par conseacutequent la zone morte (ou
distance minimale pour effectuer une mesure de deacutetection ou drsquoatteacutenuation entre cet
eacuteveacutenement et un autre situeacute agrave proximiteacute) peut ecirctre augmenteacutee
Figure 65(313) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
82
Indique un deacutefaut reacutefleacutechissant dans le tableau des eacuteveacutenements chaque fois qursquoune
valeur deacutepasse les seuils de perte de connecteur ou de reacuteflectance
3117 Eacuteveacutenement positif
Figure (37)
Cet eacuteveacutenement indique une eacutepissure qui produit un gain apparent causeacute par la jonction de
deux sections de fibre preacutesentant des caracteacuteristiques de reacutetrodiffusion diffeacuterentes (indices de
reacutetrodiffusion et de capture)
Une valeur de perte est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements positifs Elle ne correspond pas
agrave la perte reacuteelle de lrsquoeacuteveacutenement
La perte reacuteelle doit ecirctre calculeacutee par des mesures de fibre et une analyse
bidirectionnelles
Figure 66(314) Trace drsquoun eacuteveacutenement positif
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
83
3118 Niveau drsquoinjection
Cet eacuteveacutenement indique le niveau du signal injecteacute dans la fibre
La figure ci-dessus explique comment le niveau drsquoinjection est mesureacute Une droite est
traceacutee agrave partir des points de la reacutegion lineacuteaire comprise entre le premier et le deuxiegraveme
eacuteveacutenement deacutetecteacute selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres carreacutes La
droite est projeteacutee vers lrsquoaxe Y (dB) jusqursquoagrave ce qursquoelle le croise
Le point ougrave la droite croise lrsquoordonneacutee indique le niveau drsquoinjection
Ce symbole indique dans le tableau des eacuteveacutenements que le niveau drsquoinjection est trop
bas
Figure 67(315) Trace du niveau drsquoinjection
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
84
3119 Section de fibre
Ce symbole deacutesigne une section de fibre sans eacuteveacutenement
La somme de toutes les sections de fibre drsquoune trace entiegravere est eacutegale agrave la longueur
totale de la fibre Les eacuteveacutenements deacutetecteacutes sont distincts mecircme srsquoils couvrent
plusieurs points sur la trace
Une valeur de perte est indiqueacutee pour les eacuteveacutenements de section de fibre Aucune
reacuteflectance nrsquoest speacutecifieacutee pour ce type drsquoeacuteveacutenement
Chaque section de fibre a une longueur atteacutenuation et valeur de perte speacutecifique
Figure 68(316) Trace drsquoune section de fibre
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
85
31110 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Figure 69(317) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant combineacute agrave un ou plusieurs autres eacuteveacutenements
Il indique eacutegalement la perte totale geacuteneacutereacutee par les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes
indiqueacutes agrave la suite de celui-ci dans le tableau des eacuteveacutenements
- Un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute et composeacute drsquoeacuteveacutenements reacutefleacutechissants Seuls
les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants fusionneacutes srsquoaffichent dans le tableau les sous-
eacuteveacutenements reacutefleacutechissants qui le composent ne sont pas visibles
- Les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants peuvent indiquer la preacutesence de connecteurs
deacutefectueux drsquoeacutepissures meacutecaniques voire de fissures ou drsquoeacutepissures par fusion de
mauvaise qualiteacute
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour lrsquoensemble des eacuteveacutenements reacutefleacutechissants
fusionneacutes et indique la reacuteflectance maximale pour lrsquoeacuteveacutenement fusionneacute Une valeur
de reacuteflectance correspondant agrave la celle la plus haute parmi tous les sous-eacuteveacutenements
composant lrsquoeacuteveacutenement reacutefleacutechissant fusionneacute srsquoaffiche eacutegalement
- La perte totale (Δ dB) produite par ces eacuteveacutenements est mesureacutee agrave partir de deux
droites traceacutees
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
86
La premiegravere est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le premier eacuteveacutenement
La deuxiegraveme est traceacutee en placcedilant selon la meacutethode drsquoapproximation par les moindres
carreacutes les points dans la reacutegion lineacuteaire preacuteceacutedant le deuxiegraveme eacuteveacutenement Srsquoil y avait
plus de deux eacuteveacutenements fusionneacutes cette droite serait traceacutee dans la reacutegion lineacuteaire
suivant le dernier eacuteveacutenement fusionneacute Cette ligne est par la suite projeteacutee en direction du
premier eacuteveacutenement fusionneacute
La perte totale (Δ dB) est eacutegale agrave la diffeacuterence de puissance entre le point de deacutepart du
premier eacuteveacutenement (point A) et le point de la droite projeteacutee situeacute juste au-dessous du
premier eacuteveacutenement (point B)
Aucune valeur de perte ne peut ecirctre speacutecifieacutee pour les sous-eacuteveacutenements
31111 Eacutecho
Ce symbole indique qursquoun eacutecho a eacuteteacute deacutetecteacute apregraves la fin de la fibre
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee se deacuteplace jusqursquoau connecteur final et
est reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Elle atteint ensuite le deuxiegraveme connecteur et est agrave nouveau
reacutefleacutechie vers le connecteur final puis vers lrsquoOTDR
Figure 70(318) Trace drsquoeacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
87
- Lrsquoapplication interpregravete cette nouvelle reacuteflexion comme un eacutecho en raison de ses
caracteacuteristiques (reacuteflectance et position particuliegravere par rapport aux autres reacuteflexions)
- La distance entre la reacuteflexion du deuxiegraveme connecteur et celle du connecteur final est
eacutegale agrave la distance entre la reacuteflexion du connecteur final et lrsquoeacutecho
- Aucune perte nrsquoest speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements de type eacutecho
31112 Eacuteveacutenement reacutefleacutechissant (eacutecho possible)
Ce symbole deacutesigne un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant qui peut ecirctre une reacuteflexion reacuteelle ou un eacutecho
geacuteneacutereacute par une autre reacuteflexion plus forte situeacutee plus pregraves de la source
- Dans lrsquoexemple ci-dessus lrsquoimpulsion injecteacutee atteint le troisiegraveme connecteur est
reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR et agrave nouveau dans la fibre Elle atteint ensuite une nouvelle fois
le troisiegraveme connecteur et est agrave nouveau reacutefleacutechie vers lrsquoOTDR Lrsquoapplication
deacutetecterait donc un eacuteveacutenement reacutefleacutechissant situeacute agrave deux fois la distance du troisiegraveme
connecteur Cet eacuteveacutenement eacutetant quasiment nul (aucune perte) et sa distance eacutetant un
multiple de celle du troisiegraveme connecteur lrsquoapplication lrsquointerpreacuteterait comme un
eacutecho possible
Figure 71(319) Trace drsquoun eacuteveacutenement reacutefleacutechissant avec la possibiliteacute drsquoun
eacutecho
Chapitre III La reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
88
- Une valeur de reacuteflectance est speacutecifieacutee pour les eacuteveacutenements reacutefleacutechissants (eacutecho
possible)
312 Conclusion
Afin drsquoobtenir les meilleurs performances drsquoune fibre optique en matiegraveres de transmissions
des mesures sont effectueacutees pour deacutetecter les diffeacuterentes anomalies qui perturberais la
transmission
Dans ce chapitre nous avons eacutetudieacute lrsquoun des appareils de mesure les plus performants qui est
le reacuteflectomegravetre optique OTDR Nous avons preacutesenteacute le principe de son fonctionnement et son
rocircle dans les diverses installations ses speacutecifications les plus importants ainsi que la
description de ses multiples eacuteveacutenements
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
88
Conclusion geacuteneacuterale et perspectives
Il est indispensable de tester la fibre optique pour srsquoassurer que le reacuteseau est optimiseacute et peut
fournir des services fiables et efficaces sans deacutefaut Dans les installations de fibre optique agrave
lrsquoexteacuterieur chaque cacircble doit faire lrsquoobjet de tests agrave lrsquoaide drsquoun reacuteflectomegravetre optique pour
confirmer que lrsquoinstallation a eacuteteacute effectueacutee correctement Les reacuteflectomegravetres optiques
permettent drsquoeacutetablir un cahier de recette qui atteste de la conformiteacute de leur travail De plus
ils pourront servir agrave rechercher les pannes telles que des ruptures provoqueacutees par des travaux
de terrassement
On a montreacute qursquoil est possible drsquoanalyser avec un OTDR une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Les objectifs rechercheacutes agrave travers cette contribution
sont la compreacutehension des concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut
retenir pour le choix drsquoun reacuteflectomegravetre optique Les techniques de localisation des
eacutevegravenements et de mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions ont eacuteteacute eacutegalement eacutetudieacutees
Reacutefeacuterences bibliographiques
89
Bibliographie
Chapitre 1
[1] Techniques de lrsquoIngeacutenieur laquo Teacuteleacutecommunications optiques raquo Reacutef Internet 42454 | 4e eacutedition
httpwwwtechniques-ingenieurfr
[2] La fibre optique application technologique reacutecente et impact sur les reacuteseaux de transmission
[3] HADJERES Ismail et Noura Imad Meacutemoire Master Thegraveme laquo Etude et Simulation de la
technique CDMA appliqueacute agrave la transmission optique utilisant les reacuteseaux de Bragg raquo
Universiteacute Djillali Bounaama Khemis-Miliana anneacutee 2016
[4] White Paper Mars 2010 laquo Reacuteseaux Optique Classification des fibres optiques suivant lrsquoISO raquo
[5] wwwworl-telecommunicationblogspotcom wwwreseau-telecom10over-blogcom
[6] Pierre Lecoy laquo Communications sur fibres optiques raquo 4e eacutedition anneacutee 2015
[7] Cogisys Architectures des systegravemes de communication laquo MEMO SUR LES RESEAUX
FTTH raquo - Juillet 2009 -
[8] Fibre to the home Council Europe FTTH Handbook Edition 6 par Eileen Connolly Bul
anneacutee 2014
[9] httpwwworangecomsiriusreseaucartes_reseauxcartehtml Visite du showroom sur la
fibre optique de Orange Orleacuteans 2011 wwwexfibercomOptical-Network-Unit-list1html
[10] wwwcharlieubelmontcom
[11] Mlle LOUAZANI Marwa et Mlle MEDDANE Samira THEME laquo ETUDE DES
RESEAUX DrsquoACCES OPTIQUE EXPLOITANT LE MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS
DONDE raquo Meacutemoire de Master Universiteacute de Tlemcen anneacutee 2017
[12] laquo Livre Blanc raquo -Les reacuteseaux PON laquo Passive Optical Network raquo eacuteleacutements drsquoappreacuteciation
techniques eacuteconomiques et reacuteglementaire 18 Deacutecembre 2006 Extrait Ndeg 801 de la Revue
Geacuteneacuterale des Routes
[13] Mlle FEROUI Sarah THEME laquo Etude Drsquoun Reacuteseau B-PON Bidirectionnel raquo Meacutemoire de
MASTER universiteacute de Tlemcen anneacutee 2013
[14] ADegdag et HSayeh laquo Etude des diffeacuterents formats de modulation dans une liaison optique
agrave haut deacutebitraquo Juin 2006
Reacutefeacuterences bibliographiques
90
[15] D Qian N Cvijetic J Hu and T Wang 108 Gbs OFDMA-PON With Polarization
Multiplexing and Direct Detection Journal of Lightwave Technology vol 28 no 4 pp
484 493 2010
Chapitre 2
[1] Thegravese La fibre optique application technologiques reacutecentes et impact sur les reacuteseaux de
transmission
[2] httpswwwnexanscomFrancepublicationimgmob36_frpdf
[3] httpsfrc3comunicacionesesletalonnage-calibration-des-equipements-de-mesurejdsu-
mts-6000
[4] httpsthd-opticcomcliveuse-fibre-optique538107-cliveuse-fibre-optique-automatique-
sumitomo-fc-7r-f-0101043
[5] httpswwwexfocomfrproduitstests-reseaux-terraininspection-fibresfip-400b-usb
Chapitre 3
[1] Livre blanc VIAVI Solutions Certifier de maniegravere systeacutematique et proactive les
connecteurs optiques selon la norme IEC agrave lrsquoaide drsquoun test drsquoacceptation automatiseacute
[2] Livret VIAVI Guide de reacutefeacuterence de VIAVI pour les tests de la fibre optique Volume 1
[3] Poster VIAVI Comprendre la reacuteflectomeacutetrie optique (OTDR)
Reacutesumeacute
91
Reacutesumeacute
Lrsquoobjectif de ce meacutemoire de fin drsquoeacutetudes est drsquoeacutetudier le principe de fonctionnement drsquoun
reacuteflectomegravetre optique (Optical Time Domain reflectometer OTDR) qui est un appareil de
test de fibre optique utiliseacute pour caracteacuteriser les reacuteseaux optiques utiliseacutes dans les
teacuteleacutecommunications Lrsquoobjectif drsquoun OTDR est de deacutetecter localiser et mesurer les
eacuteleacutements nrsquoimporte ougrave le long drsquoune liaison de fibre optique Un reacuteflectomegravetre nrsquoa besoin
que drsquoun accegraves agrave une extreacutemiteacute de la liaison et fonctionne comme un systegraveme radar agrave
une dimension Avec un OTDR il est possible drsquoobtenir une repreacutesentation graphique de
lrsquoensemble de la liaison de fibre optique Il a pour objectifs la compreacutehension des
concepts techniques des performances et les critegraveres qursquoon peut retenir pour le choix
drsquoun reacuteflectomegravetre sont abordeacutes Les techniques de localisation des eacutevegravenements et de
mesure de lrsquoatteacutenuation au niveau des jonctions sont eacutegalement preacutesenteacutees
Mot cleacutes Transmission optique - Reacuteseaux drsquoaccegraves optiques ndash Maintenance ndash
Reacuteflectomeacutetrie OTDR
Reacutesumeacute
92
Reacutesumeacute (en arabe) الملخص
الهدف من هذه الأطروحة هو دراسة مبدأ التشغيل لمقياس انعكاس المجال الزمني البصري وهو جهاز
الضوئية يستعمل لوصف الشبكات الضوئية المستخدمة في مجال الاتصالات اختبار خاص بالألياف
يتمثل دور الجهاز في اكتشاف العناصر وتحديد موقعها وقياسها في أي مكان على طول رابط الألياف
البصرية يحتاج جهاز مقياس الانعكاس إلى الوصول إلى أحد طرفي الوصلة ويعمل كنظام رادار أحادي
البعد
باستخدام من الممكن الحصول على تمثيل بياني لرابط الألياف البصرية بأكمله وتتمثل أهدافه في
لاختيار الجهاز مكن استخدامهااستيعاب المفاهيم التقنية والأداء وتحديد المعايير التي ي
كما يتم عرض التقنيات لتحديد موقع الأحداث وقياس التوهين عند التقاطعات
مقياس انعكاس المجال ndashالصيانة ndashالبصرية الوصولشبكات -- الارسال البصري الكلمات المفتاحية
الزمني البصري
Abstract
The objective of this thesis is to study the operating principle of an optical time domain
reflectometer (OTDR) which is an optical fiber test device used to characterize optical
networks used in telecommunications The goal of an OTDR is to detect locate and measure
items anywhere along a fiber optic link A reflectometer only needs access to one end of the
link and functions as a one-dimensional radar system With an OTDR it is possible to obtain
a graphical representation of the entire fiber optic link Its objectives are the understanding of
technical concepts performance and the criteria that can be retained for the choice of a
reflectometer are discussed Techniques for locating events and measuring attenuation at
junctions are also presented
Key words Optical transmission ndash optical access networks ndash maintenance ndash reflectometry
OTDR