Si vous venez d'entrer dans le monde de la fibre optique, tous les termes techniques et les abréviations peuvent vous sembler insurmontables. C'est pourquoi j'ai créé cette série de glossaires sur la fibre optique, afin de vous aider à comprendre la signification réelle de ces termes, de la manière la plus simple possible.
TABLE DES MATIÈRES
Introduction
Dans l'article précédent, nous avons parlé de perte d'insertion - La partie de la lumière qui n'atteint pas la destination lorsqu'elle passe par les connecteurs, les épissures et les autres composants d'une liaison par fibre optique.
Mais une autre question se pose naturellement : Si une partie de la lumière n'avance pas, où va-t-elle ?
Dans de nombreux cas, cette lumière ne disparaît pas simplement. Au lieu de cela, elle se réfléchit vers l'arrière, voyageant dans la direction opposée à la source lumineuse. Cette réflexion vers l'arrière est décrite par un paramètre connu sous le nom de RL(perte de retour).
Alors que l'affaiblissement d'insertion se concentre sur la quantité de lumière perdue le long du chemin, l'affaiblissement de retour raconte une histoire différente : la quantité de lumière perdue le long du chemin, la quantité de lumière perdue le long du chemin. renvoyé vers l'émetteur. Dans les systèmes modernes de fibre optique, en particulier les liaisons à grande vitesse et à longue distance, cette distinction est plus importante qu'on ne le pense.
Perte de rendement : ce qu'elle décrit vraiment
L'affaiblissement de retour mesure la quantité de puissance optique qui est réfléchie vers la source en raison d'imperfections dans la liaison par fibre.
Plutôt que de considérer la perte de retour comme une spécification parmi d'autres, il est utile de la considérer comme un signe d'efficacité. le degré de “propreté” d'une connexion. Une bonne connexion permet à la lumière d'avancer avec un minimum de réflexion. Une mauvaise connexion agit comme un petit miroir, renvoyant une partie du signal.
Il convient de garder à l'esprit un contraste important :
- Perte d'insertionconcerne la lumière qui n'atteint pas le récepteur
- Perte de retourIl s'agit d'une lumière qui fait demi-tour et retourne vers l'émetteur.
Les deux décrivent la perte, mais ils révèlent des problèmes différents. Une connexion peut présenter une perte d'insertion acceptable tout en ayant une faible perte de retour - une situation qui conduit souvent à des systèmes instables ou bruyants.
Pourquoi la lumière se réfléchit-elle dans les systèmes à fibres optiques ?
En théorie, les fibres optiques guident la lumière le long de l'âme. En pratique, chaque connexion introduit une interface, et chaque interface crée une opportunité de réflexion.
À la base, la réflexion se produit chaque fois que la lumière rencontre un changement d'indice de réfraction. Dans les systèmes à fibres optiques, cela signifie généralement des transitions entre le verre et l'air ou entre des matériaux légèrement inadaptés. Ces transitions sont inévitables, mais leurs effets peuvent être minimisés - ou amplifiés - en fonction de la qualité de l'installation.
Plusieurs facteurs réels jouent un rôle.
Lacunes d'air aux interfaces des fibres
Lorsque les deux extrémités de la fibre ne sont pas en parfait contact physique, même un espace d'air microscopique peut provoquer une forte réflexion. À la limite verre-air, une partie de la lumière est réfléchie vers l'arrière au lieu de continuer vers l'avant.
C'est l'une des causes les plus courantes d'une perte de retour élevée, et elle apparaît souvent en même temps qu'une augmentation de la perte d'insertion.
Qualité de la face finale et dommages de surface
Les rayures, les piqûres ou le polissage inégal de l'extrémité d'une fibre diffusent la lumière dans des directions imprévisibles. Une partie de cette lumière diffusée est renvoyée directement vers la source.
Même les connecteurs qui semblent parfaits à l'œil nu peuvent produire des reflets importants lorsqu'ils sont examinés à l'aide d'un microscope d'inspection des fibres.
Type de connecteur et géométrie de la face d'extrémité
La géométrie de la face d'extrémité d'un connecteur a un impact direct sur la perte de retour.
Les connecteurs PC et UPC s'appuient sur des surfaces planes ou légèrement incurvées, qui peuvent toujours renvoyer la lumière le long du même chemin. Les connecteurs APC, en revanche, introduisent un petit polissage angulaire qui redirige la lumière réfléchie loin du cœur de la fibre.
C'est pourquoi les connecteurs APC sont largement utilisés dans les applications où la réflexion doit être étroitement contrôlée.
Contamination : Un petit problème aux effets importants
La poussière, l'huile ou les résidus sur la face d'extrémité d'un connecteur peuvent augmenter considérablement la perte de retour. En fait, la perte de retour est souvent plus sensible à la contamination que la perte d'insertion.
Une liaison peut encore passer les tests de perte d'insertion tout en souffrant d'une faible perte de retour, simplement parce que la lumière réfléchie ne réduit pas de manière significative la puissance directe - mais elle déstabilise l'émetteur.
Pourquoi la perte de rendement est-elle plus importante que ce que l'on croit ?
La lumière réfléchie par l'arrière ne fait pas que réduire la qualité du signal. Dans les systèmes à laser, elle peut interférer directement avec la source lumineuse elle-même.
Lorsque la lumière réfléchie pénètre à nouveau dans un laser, elle peut provoquer.. :
- Augmentation du bruit et de la fluctuation du signal
- Instabilité du laser et dérive de la longueur d'onde
- Taux d'erreurs binaires plus élevés dans les systèmes numériques
Ces effets sont particulièrement perceptibles dans les :
- Liaisons à haut débit avec les centres de données
- Réseaux PON et FTTH
- Systèmes optiques analogiques tels que CATV
Dans de nombreux cas, un réseau qui semble “fonctionner” peut encore connaître des problèmes intermittents parce que l'affaiblissement de retour n'a jamais été correctement pris en compte.
Mesure de la perte de retour en pratique
La perte de retour est généralement mesurée à l'aide d'instruments tels qu'un OTDR ou un appareil de mesure de la perte de retour optique (ORL). Ces outils évaluent la quantité de lumière lancée qui est réfléchie vers la source.
L'expression de base de la perte de retour est la suivante
RL (dB) = -10 × log₁₀ (Préfléchi / Broche)
Un détail déroute souvent les débutants : des valeurs de perte de retour plus élevées indiquent une meilleure performance. C'est l'inverse de la perte d'insertion, pour laquelle des valeurs plus faibles sont préférables.
Une perte de retour plus élevée signifie moins de puissance réfléchie et une liaison optique plus propre.
Qu'est-ce qui est considéré comme une “bonne” perte de retour ?
Les valeurs de perte de retour acceptables dépendent du type de fibre, de la conception du connecteur et des exigences de l'application.
Les systèmes monomodes exigent généralement un contrôle plus strict des réflexions que les systèmes multimodes en raison des distances de transmission plus longues et des sources lumineuses plus sensibles. Si cette distinction est nouvelle pour vous, Fibre optique : Mode unique ou multimode - Quelle est la différence ? offre une introduction utile.
Tendance générale :
- Les connecteurs APC offrent la meilleure performance en matière de perte de retour
- Les connecteurs UPC sont plus performants que les connecteurs PC standard
- Les applications telles que le FTTH spécifient souvent l'APC pour minimiser la réflexion.
Si vous avez des questions sur l'APC et l'UPC, cet article pourrait vous être utile : Fibre optique APC vs UPC - Quelle est la vraie différence ?
Dans les environnements multifibres, tels que les connexions MPO et MTP, le maintien d'une perte de retour constante sur toutes les fibres devient plus difficile en raison de la complexité de l'alignement et de la variation des faces d'extrémité.
Conseils pratiques : Réduire la perte de retour dans les installations réelles
Les techniciens expérimentés ont tendance à suivre quelques règles pratiques.
Le nettoyage vient en premier. Avant de supposer qu'un connecteur ou un composant est défectueux, les deux extrémités doivent être soigneusement nettoyées à l'aide de lingettes non pelucheuses ou de stylos nettoyeurs de fibres.
L'inspection suit le nettoyage. L'inspection visuelle permet d'identifier les rayures, les éclats ou la contamination que le nettoyage seul ne peut pas réparer.
Enfin, le choix des connecteurs est important. L'utilisation de connecteurs APC dans des systèmes sensibles à la réflexion permet souvent de résoudre des problèmes qu'aucun dépannage ne pourra résoudre par la suite.
Ces mesures peuvent sembler simples, mais elles permettent d'éviter un grand pourcentage des problèmes de perte de retour rencontrés sur le terrain.
Réflexions finales
La perte par retour décrit ce qu'il advient de la lumière qui ne continue pas vers l'avant - et dans de nombreux systèmes, cette lumière qui voyage vers l'arrière est tout aussi importante que la puissance qui atteint le récepteur.
Ensemble, l'affaiblissement d'insertion et l'affaiblissement de retour donnent une image plus complète de la qualité de la liaison par fibre optique. L'une indique la quantité de signal perdue en cours de route, l'autre la quantité de signal réfléchi.
La compréhension de ces deux aspects permet aux ingénieurs et aux installateurs de construire des réseaux de fibres optiques qui sont non seulement fonctionnels, mais aussi stables, fiables et prêts à fonctionner à grande vitesse.
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