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3 Tests essentiels pour évaluer la qualité des câbles à fibres optiques

Howard

Traducteur David
2 février 2021

Pour fournir aux clients des câbles de raccordement à fibres optiques de haute qualité, les fabricants effectuent une série de tests au cours du processus de conception et de fabrication. Ces tests de sont essentiels pour tout type de réseau de fibres optiques. Il est nécessaire que non seulement les fournisseurs mais aussi les utilisateurs soient familiarisés avec ces tests pour être en mesure de garantir la qualité des câbles à fibre optique et de décider par la suite si leur application est réalisable. Cet article introduit les trois tests suivants : Métrologie 3D, test de perte d'insertion (IL) et de perte de retour (RL), et clarification des extrémités, qui fournissent aux utilisateurs la garantie que les câbles sont de haute qualité et répondent aux exigences des câbles de raccordement en fibre optique.

1. Test de métrologie 3D : Garantie de haute qualité de l'extrémité du connecteur

Le test de métrologie 3D, ou mesure de surface tridimensionnelle, est un test fondamental pour contrôler les performances des connecteurs à fibres optiques. Dans la production et le fonctionnement des composants de câbles à fibres optiques, l'interféromètre 3D, en tant qu'instrument d'interférométrie optique, joue un rôle important pour permettre aux fournisseurs d'inspecter et de contrôler la dimension de la face des extrémités des fibres. Les trois caractéristiques principales mesurées sont le rayon (radius) de courbure, décalage de l'Apex et la hauteur de la fibre.

Rayon de courbure

Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous, le rayon de courbure est la rondeur de l'extrémité de la ferrule. Le rayon (radius) de courbure de l'extrémité d‘un câble à fibres optiques de haute qualité doit se trouver dans une certaine marge. Un radius trop resserré entraînera une forte compression sur le verre et un radius trop large provoquera une forte compression sur la ferrule enveloppante alors que la compression du verre sera insuffisante. Un radius trop grand ou trop petit peut entraîner une dispersion de la lumière ou un contact physique inadéquat pour un transfert optimal du signal. Seul un rayon (radius) approprié permettra une compression correcte et des performances maximales.

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Figure 1 : Test de métrologie 3D, rayon de courbure

Décalage Apex

Le décalage Apex fait référence à la distance linéaire entre le point le plus élevé de la face polie de la ferrule et le centre de la fibre. C'est un critère essentiel auquel il faut accorder une importance particulière pendant le processus de polissage. Un polissage incorrect peut être la cause d'un décalage Apex.


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Figure 2 : Test de métrologie 3D, décalage Apex

En théorie, les connecteurs avec des décalages Apex centrés devraient avoir une connexion noyau à noyau parfaite, sans aucun espace vide. S'il y a un grand décalage Apex, un espace vide peut être créé, ce qui se traduit par un IL et RL élevés. Les connecteurs optiques avec des ferrules PC ou UPC devraient régler le décalage Apex à un angle vertical de 0 degré pendant le polissage. Lorsque la ferrule est parfaitement perpendiculaire à la surface de polissage, le sommet ou Apex est exactement au centre. La ferrule APC est un autre cas. La ferrule doit former un angle de 8 degrés par rapport à la fibre, au lieu d'être parfaitement verticale. Pour plus d'informations sur les types de polissage PC, UPC et APC, veuillez consulter l‘article ‘‘Connecteur PC, UPC et APC: Choisir le bon type de connecteur de fibre".

Hauteur de la fibre

La hauteur de la fibre est la hauteur à laquelle un noyau de fibre se prolonge à partir de la surface de la ferrule. La hauteur de la fibre ne doit pas être trop élevée ou trop basse. Si elle est trop haute, la fibre risque d'être endommagée lors de l'accouplement ; si elle est trop basse, il y aura un espace entre le connecteur accouplé, ce qui augmentera la perte d'insertion. Surtout pour les transmissions dont les exigences en matière de perte d'insertion sont strictes, il convient certainement d'éviter les espaces vides.


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Figure 3 : Test de métrologie 3D, hauteur des fibres

Les valeurs standard de l'interféromètre 3D sont différentes selon les modes de fibres et styles de polissage. Les produits spécifiques doivent donc satisfaire ou être supérieurs aux normes de géométrie des faces des extrémités acceptées par l'industrie. Le tableau suivant présente les exigences en matière de géométrie de la face terminale du connecteur de câble MTP Trunk monomode sur la base des normes IEC/PAS 61755-3-31 et IEC/PAS 61755-3-3-32.

Article Exigences
Angle X Ferrule (SX) -0.2~0.2° (PC et APC)
Angle Y Ferrule (SY) ±0.2°
Radius X Ferrule (RX) ≥2000 mm
Radius Y Ferrule (RY) ≥5 mm
Radius de Courbure de Fibre (RF) ≥1 mm
Hauteur de fibre (H) 1000~3000 nm
Diff. hauteur de fibre max. (HA) 500 nm
Diff. maximale de hauteur adjacente (HB) 300 nm
Coplanarité ≤2000 nm
Profondeur du noyau -100nm~+200 nm

2. Test IL & RL : Mesure critique pour le déploiement optique

IL, ou perte d'insertion, est la perte de puissance du signal résultant de l'insertion d'un dispositif dans une ligne de transmission ou une fibre optique. RL, ou perte de retour, fait référence à la perte de la puissance du signal réfléchi par la source lumineuse. Dans la section "Perte d'insertion et perte de retour pour les connecteurs à fibres optiques", la définition des IL et RL, les causes et les conseils pour l‘optimisation des valeurs des pertes d'insertion/retour sont introduits.

Peu importe le processus de fabrication ou l'installation, le test IL & RL est beaucoup plus important. Pour les vendeurs de câbles optiques, la perte d'insertion et la perte de retour testées doivent être conformes à une série de normes correspondantes. Par exemple, les normes de la TIA spécifient une perte maximale de 0,75dB dans l'insertion des connecteurs de fibres, ce qui représente le plus mauvais résultat. La plupart des connecteurs à fibre optique du marché présentent une plage de 0,3 à 0,5 dB pour une perte standard et de 0,15 à 0,2 dB pour une perte faible. Les fabricants utilisent des appareils pour tester les pertes d‘insertion et de retour pour vérifier si les valeurs sont dans les limites normales afin que les utilisateurs puissent recevoir des produits qualifiés.

Pour les utilisateurs, à part considérer les valeurs IL & RL indiquées dans les listes de spécifications des produits comme référence pour mettre en place la liaison optique, il est également possible de réaliser des tests par soi-même avec des outils ou équipements de test adaptés. Cela aide les installateurs à identifier et dépanner les composants défectueux du système. OTDR, OFDR sont des techniques fréquemment utilisées pour mesurer les pertes de retour.

3. Clarifications des faces d‘extrémités : Inspection nécessaire pour garantir la propreté de la face frontale

Nous avons mentionné à plusieurs reprises le nettoyage des fibres, et plus précisément le nettoyage de la face frontale des connecteurs. La clarification de la face d‘extrémité est une procédure essentielle pour la maintenance des fibres optiques. Les fabricants procèdent à des inspections des faces d'extrémités pour confirmer la présence de contaminants, rayures ou fissures sur la face du connecteur. Presque tous les ingénieurs spécialisés dans la fibre optique disposent de testeurs/outils de nettoyage des fibres optiques tels que le stylo de nettoyage ou le nettoyeur de cassettes, souvent utilisés lors de l'installation de câbles.


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Figure 4 : Clarification de la face d‘extrémité

Pourquoi est-il important de procéder à une clarification des faces d‘extrémités des connecteurs ? La propreté et netteté de l'extrémité du connecteur à fibre optique est l‘un des critères les plus importants pour assurer la qualité des connexions à fibre optique. Ce nettoyage est différent de tout autre type de nettoyage en raison de la déformation de la face frontale du connecteur et des particules contaminantes qui la recouvre. Même une poussière microscopique peut augmenter la perte de retour et causer des dommages potentiellement permanents aux connecteurs. De plus, de la poussière entre deux faces frontales peut rayer les surfaces, provoquant des espaces vides ou un mauvais alignement entre les noyaux de fibres, ce qui dégrade le signal optique. Comme ces contaminants sont minuscules et difficile à observer sans microscope, si vous accouplez un connecteur avec une extrémité sale, l'autre extrémité peut également être contaminée. C'est pourquoi, même si les fournisseurs ont déjà effectué des tests de clarification des faces lors de la vérification des connecteurs à fibres optiques, il convient de les inspecter et de les nettoyer chaque fois que vous les connectez ou déconnectez. Vous trouverez plus d'informations sur le nettoyage des connecteurs dans cet article : “Comment procéder pour le nettoyage des connecteurs en fibre optique ?“.

Conclusion

IL'industrie de la fibre optique améliore la qualité des connecteurs en examinant les paramètres essentiels qui doivent être évalués et les associations et comités industriels définissent les critères de fabrication pour assurer la qualité de la fibre. Si les câbles à fibres optiques ont été soumis aux trois tests mentionnés dans cet article et que les résultats des tests sont conformes aux normes, ils seront compétents pour contribuer à une transmission optique de haute qualité. Pour les utilisateurs, il est nécessaire de vérifier si les fournisseurs effectuent ces tests et de confirmer les paramètres de test au moyen des rapports de test fournis.

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