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Comprendre la perte optique : de quoi s'agit-il et comment la calculer

Howard

Traducteur David
29 janvier 2021

Des mesures et tests précis lors de l'installation de câbles à fibre optique sont essentiels pour garantir l'intégrité et la performance globale du réseau. Une perte de signal importante dans la fibre optique peut provoquer une transmission peu fiable. Comment déterminer la valeur de perte sur une liaison de fibre optique ? Cet article vous expliquera comment calculer les pertes dans la fibre optique et évaluer les performances de la liaison.

Types de pertes dans la fibre optique

Qu'est-ce que la perte optique ? La perte de fibre peut également être appelée atténuation de la fibre optique ou perte d'atténuation, qui mesure la quantité de rayons lumineux perdus entre l'entrée et la sortie. Les facteurs causant la perte de fibres sont divers, tels que l'absorption de matériaux intrinsèques, les courbures, la perte sur les connecteurs, etc.

Les pertes dans la fibre optique peuvent être classées en pertes intrinsèques et pertes extrinsèques en fonction des caractéristiques intrinsèques de la fibre ou des conditions de fonctionnement. Les pertes intrinsèques des fibres optiques consistent en perte d'absorption, perte de dispersion et perte de diffusion causées par les défaillances structurelles. Les pertes de fibres optiques extrinsèques incluent les pertes d'épissage, pertes de connexion et pertes de courbure. Des informations détaillées sur ces pertes optiques et comment procéder à leur réduction sont présentées dans la section “Comment réduire les différents types de pertes dans la fibre optique ?

Normes pour la perte de fibres

La Telecommunications Industry Association (TIA)/Electronic Industries Alliance (EIA) développe des normes TIA/EIA, qui spécifient les exigences de performance et de transmission pour les câbles à fibres optiques, les connecteurs, etc. et sont largement acceptés et utilisés dans l'industrie de la fibre optique. L'atténuation maximale est en fait le coefficient d'atténuation du câble à fibres optiques, qui est exprimé en unités dB/km. C'est l'un des paramètres les plus importants pour la mesure de la perte optique. Selon la norme TIA/EIA-568, l'atténuation maximale pour différents types de câbles à fibres optiques est indiquée dans le tableau suivant :

Type de câble Longueur d'onde du câble (nm) Atténuation maximale(dB/km) Capacité de transmission minimale (Mhz * km)
Multimode 50/125 microns 850 3.5 500
1300 1.5 500
Multimode 62,5/125 microns 850 3.5 160
1300 1.5 500
Monomode 1310 1.0 N/A
1550 1.0 N/A
Monomode 1310 0.5 N/A
1550 0.5 N/A

Comment calculer les pertes optiques ?

Pour détecter si la liaison fonctionne correctement, il convient d'effectuer le calcul suivant.

Calcul pour les pertes optiques

C'est souvent le cas pour calculer la perte maximale du signal sur une liaison lors de l'installation d'un câble optique. Tout d'abord, il faut connaître la formule de perte optique:

La perte totale de liaison = atténuation du câble + perte de connecteur + perte d'épissure

Atténuation du câble (dB) = Coefficient maximal d'atténuation du câble (dB/km) × Longueur (km)

Perte de connexion (dB) = Nombre de paires de connecteurs × Tolérance de perte de connexion (dB)

Perte d'épissure (dB) = Nombre d‘épissures × Tolérance de perte d'épissure (dB)

Comme le montrent ces formules, la perte totale est la somme maximale des variables les plus défavorables au sein d'un segment de fibre. Il convient de noter que la perte totale calculée de cette manière n'est qu'une estimation qui suppose les valeurs possibles des pertes des composants, de sorte que la perte réelle pourrait être plus ou moins élevée en fonction de divers facteurs.

Prenons un cas pratique comme exemple pour démontrer les étapes de calcul. Un câble à fibre optique monomode a été installé entre deux bâtiments, sur une distance de 10 km et une longueur d'onde optique de 1311 nm. Le câble possède 2 paires de connecteurs ST et 1 épissure.

Calcul de la perte de liaison sur Monomode de 10 km.png

Figure 1 : Calcul de la perte de liaison sur Monomode de 10 km


  • Calculer la perte d'atténuation du câble à fibres optiques. Selon le tableau ci-dessus, l'atténuation optique du câble Monomode avec une longueur d‘onde de 1310nm est de 0,5dB/km, donc l'atténuation totale du câble est de 0,5dB/km × 10km = 5dB.

  • Calculer la perte totale du connecteur. Utilisez la perte maximale TIA/EIA par paire comme 0,75 et la perte totale du connecteur est de 0,75dB × 2 =1,5dB. Dans le calcul pratique, la perte de connexion réelle peut se référer à la valeur figurant dans les spécifications des câbles à fibres optiques indiquées par les fournisseurs.

  • Calculez la perte totale de l'épissure. Utilisez la perte maximale du TIA/EIA comme 0,3 par épissure et la perte totale de l'épissure est de 0,3dB × 1=0,3dB.

  • Calculer la perte des autres composants s'il existe des composants supplémentaires tels que les atténuateurs.

  • Ajoutez la perte de câble, la perte de connecteur et la perte d'épissure et vous obtenez la perte de liaison totale. La perte totale pour ce lien est de 5dB + 1,5dB + 0,3dB = 6,8dB.

Notez que les estimations ne sont que des hypothèses, le moyen le plus simple et le plus précis est d'utiliser la trace OTDR d'un lien existant.

Calculer le budget de la puissance

En quoi la valeur de cette perte de liaison est-elle importante pour l'ensemble de la transmission ? Nous devons mentionner ici un autre terme étroitement lié - le budget de la puissance. Ceci est utilisé pour la comparaison avec la perte totale calculée afin de s'assurer que la station de câblage est correctement installée. La liaison ne fonctionnera normalement que lorsque la perte de la liaison est comprise dans le budget des pertes. Le bilan énergétique (PB) est calculé comme le résultat de la différence entre la sensibilité du récepteur (PR) et la sortie de l'émetteur dans la fibre (PT). La formule de calcul est PB = PT - PR. Supposons que la puissance de sortie moyenne de l'émetteur soit de -15dBm, que la sensibilité du récepteur soit de -28dBm, le budget de puissance sera de -15dB - (-28dB) = 13dB.

Calcul de la marge de puissance

Après avoir calculé la perte de liaison et le budget de puissance, vous pouvez calculer la marge de puissance, qui est également appelée marge de sécurité. Il représente la quantité de puissance disponible après avoir soustrait la perte de liaison du budget de la puissance. La formule est PM = PB - LL.


Budget de puissance, perte de liaison et marge de puissance.png

Figure 2 : Budget de puissance, perte de liaison et marge de puissance

Prenons l'exemple du câble Monomode de 10 km, le budget d'alimentation est de 13 dB et la perte de liaison est de 6,8 dB, donc le budget de sécurité est de 13 dB - 6,8 dB = 6,2 dB. La valeur supérieure à zéro indique que la liaison dispose d'une puissance suffisante pour la transmission.

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