Quel est le principe de base du test OTDR

De nombreux outils de test de fibre optique sont disponibles pour tester les différentes étapes du réseau et répondre à diverses exigences. Ces tests permettent de déterminer la perte totale, l'affaiblissement de réflexion optique (ORL) et la longueur de fibre, que ce soit pour une seule fibre ou un réseau complet. De plus, le test peut nécessiter un examen plus approfondi des différents éléments de la liaison mesurée. Qu'il s'agisse d'identifier les caractéristiques de chaque composant de la liaison, de localiser les problèmes potentiels d'une fibre ou de détecter les défauts du réseau, l'utilisation d'un réflectomètre optique temporel ( OTDR ) est inévitable. De la mise en service au dépannage et à la maintenance du réseau optique, l'OTDR est le choix idéal. Cet article décrit les principes de base d'un test OTDR afin de vous permettre de mieux comprendre les spécifications de l'instrument.

Qu'est-ce qu'un OTDR ?

L'OTDR permet d'évaluer l'état de la liaison en mesurant le niveau de lumière renvoyé par l'impulsion optique. Il existe deux types de lumière réfléchie : la lumière continue de faible intensité produite par la fibre est appelée rétrodiffusion de Rayleigh ; le pic de réflexion élevé au point de connexion est appelé réflexion de Fresnel. La rétrodiffusion de Rayleigh est utilisée comme fonction de distance pour calculer le niveau d'atténuation dans la fibre optique (unité de dB/km), représenté par la pente linéaire de la trajectoire de l'OTDR. Ce phénomène provient de la réflexion et de l'absorption des impuretés inhérentes à la fibre. Lorsque la lumière rencontre des impuretés, celles-ci la redirigent dans différentes directions, générant une atténuation et une rétrodiffusion du signal. Plus la longueur d'onde est grande, moins l'atténuation est importante. Par conséquent, transmettre la même distance dans une fibre standard nécessite une puissance moindre. L'image ci-dessous illustre la rétrodiffusion de Rayleigh.

La seconde réflexion (réflexion de Fresnel) utilisée par l'OTDR permet de détecter les événements physiques le long de la liaison. Lorsque la lumière atteint la position de mutation de l'indice de réfraction (par exemple, du verre à l'air), une grande partie de la lumière est réfléchie, ce qui entraîne une réflexion de Fresnel, parfois des milliers de fois plus intense que la rétrodiffusion de Rayleigh. La réflexion de Fresnel peut être identifiée grâce au pic de la trace OTDR. Des exemples de telles réflexions sont les connecteurs rapides, les épissures mécaniques, la fibre optique, les ruptures de fibre ou les connecteurs ouverts.

Qu'est-ce que la zone aveugle ?

La réflexion de Fresnel conduit à une spécification importante de l'OTDR : la tache aveugle. Il existe deux types de taches aveugles : les événements et l'atténuation. Toutes deux sont générées par la réflexion de Fresnel, et la variation de la distance (en mètres) dépend des variations de la puissance réfléchie. La tache aveugle est définie comme la durée pendant laquelle le détecteur, sous l'effet de la lumière réfléchie de forte intensité, est temporairement aveuglé, jusqu'à ce qu'il revienne à la normale. Imaginez, lorsque vous conduisez de nuit et croisez des voitures, vos yeux seront temporairement aveuglés. En OTDR, le temps est converti en distance ; plus le détecteur est réfléchissant, plus le temps de récupération est long, plus la tache aveugle est longue. La plupart des fabricants proposent des largeurs d'impulsion les plus courtes possibles, avec une fibre monomode de -45 dB et une fibre multimode de -35 dB pour la réflexion. Par conséquent, il est essentiel de lire les notes de bas de page des spécifications, car les fabricants utilisent différentes conditions de test pour mesurer la zone aveugle, en accordant une attention particulière aux valeurs de largeur d'impulsion et de réflectance. Par exemple, une fibre monomode à réflexion de -55 dB offre des spécifications de zone aveugle plus courtes qu'une fibre à -45 dB. Comme cette réflexion est plus faible, la récupération du détecteur est plus rapide. De plus, l'utilisation de différentes méthodes de calcul de la distance entraînera une zone aveugle plus courte que la valeur réelle.

Zone aveugle de l'événement

La zone aveugle d'un événement correspond à la distance minimale entre un autre événement que l'OTDR peut détecter après réflexion de Fresnel. Autrement dit, il s'agit de la longueur de fibre minimale nécessaire entre les deux événements de réflexion. Prenons l'exemple de la plongée mentionné précédemment : lorsque vos yeux ne peuvent pas s'ouvrir à cause de l'éblouissement d'un véhicule en sens inverse, après quelques secondes, vous constaterez la présence d'un objet sur la route, mais vous ne pourrez pas l'identifier correctement. L'OTDR permet la détection d'événements continus, mais ne permet pas de mesurer la perte. L'OTDR fusionne les événements successifs et calcule une réflexion et une perte globales sur tous les événements combinés. Pour établir les spécifications, la méthode industrielle la plus courante consiste à mesurer la distance entre chaque côté des pics de -1,5 dB. Une autre méthode consiste à mesurer la distance entre le début de l'événement et la chute du niveau de réflexion du pic à -1,5 dB. Cette méthode permet un aveuglement plus long, moins utilisé par les fabricants.

Il est essentiel de réduire au maximum la zone aveugle des événements OTDR afin de détecter les événements rapprochés sur la liaison. Par exemple, les exigences de test de la zone aveugle des événements OTDR sont très faibles sur le réseau du bâtiment, car la fibre optique reliant les différents centres de données est très courte. Si la zone aveugle est trop longue, certains connecteurs peuvent être manqués et les techniciens ne peuvent pas les identifier, ce qui complique la localisation des problèmes potentiels.

Zone aveugle d'atténuation

La zone aveugle d'atténuation se situe après la réflexion de Fresnel. L'OTDR permet de mesurer avec précision la distance minimale de perte des événements successifs. Prenons l'exemple ci-dessus : après une période prolongée, la vue est complètement rétablie et peut identifier et analyser les attributs possibles des objets sur son chemin. Comme illustré ci-dessous, le détecteur dispose de suffisamment de temps pour récupérer afin de détecter et de mesurer la perte des événements successifs. La distance minimale requise entre le début des événements de réflexion et leur réduction à un niveau de rétrodiffusion de 0,5 dB est la distance minimale requise.

L'importance de la zone aveugle

La courte zone d'atténuation permet à l'OTDR non seulement de détecter les événements continus, mais aussi de détecter les pertes d'événements proches. Par exemple, il est désormais possible de détecter les pertes de fibres courtes sur le réseau, ce qui aide les techniciens à comprendre la situation au sein de la liaison.

La zone aveugle est également affectée par d'autres facteurs : la largeur d'impulsion. Les spécifications utilisent la largeur d'impulsion la plus courte afin de réduire la zone aveugle. Cependant, la zone aveugle n'a pas toujours la même longueur : plus l'impulsion est large, plus les angles morts sont étirés. Utiliser la bande passante d'impulsion la plus longue possible entraînera une zone aveugle particulièrement longue, mais son objectif est différent.

Conclusion

Sur le marché, il existe de nombreux types d'OTDR, du localisateur de défauts aux équipements avancés, capables de répondre aux différentes exigences de test et de mesure. Pour choisir le bon OTDR, il est essentiel de prendre en compte les paramètres de base. En effet, si le modèle sélectionné n'est pas adapté à l'application, le choix de l'équipement uniquement basé sur les performances globales et le prix peut poser problème. Les OTDR aux spécifications complexes sont souvent le fruit de compromis. Une compréhension approfondie de ces paramètres et la maîtrise de leur vérification peuvent aider les acheteurs à faire le bon choix, répondant ainsi à leurs besoins, optimisant ainsi leur productivité et leur rentabilité.