Spectrum Analyzers

Analyseurs de spectre

La meilleure gamme d’analyseurs de spectre portables du marché

Analyseurs de spectre portables, par VIAVI

Depuis plus de 50 ans, les analyseurs de spectre constituent des outils de test utiles pour presque toutes les formes de communications radio et par fibre optique. En quantifiant le comportement du signal par fréquence, l’analyse de spectre crée la visibilité requise pour déverrouiller le potentiel de la 5G mobile.

Fermement engagé en faveur des technologies émergentes et de la satisfaction client, VIAVI a créé un portefeuille d’accessoires et d’analyseurs de spectre optique et RF de pointe correspondant à des budgets variés. Nos solutions d’analyse de spectre intégrées et robustes offrent aujourd’hui une précision supérieure et s’adaptent aussi bien à un usage en laboratoire que sur le terrain.

Faites défiler vers le bas pour découvrir les caractéristiques fondamentales des analyseurs de spectre.

Produits

Une solution. Une procédure. Un rapport.
CellAdvisor 5G
VIAVI CellAdvisor 5G constitue la solution de terrain portable idéale pour valider tous les aspects du déploiement, de la maintenance et de la gestion des antennes-relais 5G.
Le premier analyseur de réseaux LAN sans fil/WiFi conçu pour les installateurs de tous niveaux, dont les fonctionnalités intuitives permettent la caractérisation, l’optimisation et le dépannage rapides des réseaux WiFi domestiques.
L’outil d’analyse des signaux OneExpert CATV permet de vérifier la performance des réseaux et rend le dépannage plus simple, plus rapide et plus efficace.
La première solution de mesure d’OSNR « in-band » en service des réseaux DWDM avec multiplexage en polarisation.
Compact, low-cost test solution for installation, maintenance, and upgrades of CWDM & DWDM networks.
CellAdvisor RF Analyzer combines the functionality of spectrum analysis, cable and antenna analysis, and power measurements, covering all of your needs for test, acceptance, and troubleshooting of the physical layer of cellular networks.
Single-channel, polarization-independent semiconductor optical amplifier (SOA)
An easy-to-use solution that allows users to quickly locate an interference source by following guidance on a tablet-based map application.
  • L’importance des analyseurs de spectre

    Alors que les ondes sont de plus en plus chargées du fait de l’évolution rapide de la technologie et de la demande, il vous est aujourd’hui tout bonnement impossible de travailler sans analyseur de spectre. 
    Les analyseurs de spectre sont utilisés pour mesurer la magnitude du signal d’entrée par rapport à la fréquence pour une gamme de spectres donnée. Dans ses premières versions, cette fonctionnalité distinguait l’analyseur de spectre de l’oscilloscope en intégrant une fenêtre sur le domaine de fréquence du signal en plus du domaine temporel. Les analyseurs de spectre actuels constituent une source de données détaillées sur la fréquence (en MHz ou en KHz), l’amplitude, la phase et les comportements modulaires du signal.

    Les résultats inévitables de la révolution mobile incluent notamment une utilisation élevée du spectre et une haute densité de canaux, la multiplication des sources d’interférences et diverses options de duplexage et de multiplexage afin d’extraire davantage de bande passante des ondes et de la fibre optique. L’analyseur de spectre reste la meilleure et l’unique solution de test capable de vérifier et de dépanner les problèmes de performance dans cet environnement complexe. Cette exigence s’applique depuis la phase de conception de nouveaux dispositifs de communication jusqu’aux tests sur le terrain garantissant la QoE.  

  • Les types d’analyseurs de spectre

    Du point de vue de sa conception et de son architecture, un analyseur de spectre rappelle un récepteur radio classique. Avec l’adjonction d’un mélangeur, d’un oscillateur et d’un affichage graphique de la force du signal mis à niveau, l’analyseur de spectre devient capable de traduire les signatures d’ondes radio en format visuel quantifiable. Au fil des ans, et à mesure que les applications de test gagnaient en ampleur et en complexité, la technologie d’analyse du spectre a évolué et s’est améliorée.

    Analyseur à balayage
    La conception initiale de l’analyseur de spectre utilisait le principe de récepteur superhétérodyne inventé par Edwin Armstrong en 1918. Un oscillateur local utilisé pour générer un signal est associé au signal d’entrée pour traduire la fréquence. Grâce à ce concept ingénieux, le réglage de la fréquence du signal peut être contrôlé à l’aide de l’oscillateur, lequel est associé à la fréquence d’entrée au niveau du mélangeur du circuit. Avec un analyseur de spectre à balayage, l’oscillateur est continuellement « balayé » au sein de la plage de fréquences désirée à un rythme constant, et cette bande balayée est ce qui apparaît à l’écran.

    Analyseur FFT
    L’analyseur à transformation de Fourier rapide (Fast Fourier Transform, FFT) marque la toute première utilisation de la technologie numérique dans les analyseurs de spectre. Cette révolution technologique doit son nom à une transformation mathématique du 19e siècle développée par Joseph Fourier. En pratique, la logique sert à traiter l’onde en la répartissant en divers composants de son spectre de fréquence grâce à la conversion du signal du domaine temporel vers le domaine de fréquence. Un analyseur FFT décompose le signal, puis le réassemble à l’écran à l’aide d’un convertisseur analogique/numérique. Cette technologie permet également de capturer les informations sur la phase. 

    Analyseur en temps réel
    L’analyseur FFT présente plusieurs limitations, parmi lesquelles les « angles morts » propres à cette technologie qui apparaissent au fil du temps entre les cycles de traitement du signal. Les vitesses de traitement ayant augmenté de manière exponentielle, cette limitation peut être résolue en capturant continuellement des données, en faisant se chevaucher les cycles de collecte des données et en analysant la forme d’onde très rapidement afin de ne rien manquer. D’où la dénomination « d’analyseur en temps réel ». L’analyse du spectre en temps réel (Real Time Spectrum Analysis, RTSA) utilise également la transformation FFT, mais avec une puissance de traitement supérieure, de sorte qu’un historique complet du comportement du signal peut alors être stocké. Le recours à un analyseur de spectre en temps réel permet de capturer systématiquement les événements ponctuels et les rapides sursauts du signal pouvant avoir de l’importance pour l’utilisateur.

  • Les nombreuses applications des analyseurs de spectre

    La généralisation du Wi-Fi et le développement de la 5G ont mis en évidence le besoin d’une technologie d’analyse de spectre de pointe dans le domaine des fréquences radio (RF). À mesure que les réseaux de télécommunications se développent, les analyseurs de spectre calculent l’utilisation des fréquences et les interférences dans chaque domaine. Un analyseur de spectre portable peut aussi être utilisé pour déterminer le niveau de précision d’un émetteur sans fil en comparant les fréquences et les bandes passantes d’un signal sortant à un signal entrant reçu.

    Installations d’antennes-relais

    Le besoin d’une analyse de spectre RF avancée n’est nulle part plus évident qu’avec les nouveaux déploiements d’antennes-relais permettant d’étendre la portée des services de 5G mobile dans le monde entier. La technologie 5G NR propulse le cellulaire en territoire inconnu en utilisant des bandes haute fréquence supérieures à 26 GHz en onde millimétrique. Afin d’optimiser la bande passante et la couverture de la 5G, des options de pointe telles que le duplex par séparation temporelle (TDD) et l’annulation par auto-interférence dynamique (DSS) doivent être exploitées au maximum.

    Le déploiement d’une nouvelle antenne-relais 5G nécessite des kilomètres de câbles et exige que des dizaines de matrices d’antennes s’adaptent de manière fluide à cette nouvelle capacité avancée de traitement du signal. Les testeurs d’installation et de maintenance d’antenne-relais « tout-en-un » relèvent ce défi en combinant l’analyse de spectre en direct avec les tests d’interférences, la validation de la fibre optique et des câbles, et les capacités de test d’antennes. Le OneAdvisor-800 dispose également d’un ensemble de fonctionnalités RTSA avancées, parmi lesquelles la mesure de la puissance de persistance, pour une visibilité supérieure sur les performances du TDD et sur le comportement intermittent du signal.

    Blindage RF

    Un règlement applicable à la plupart des hôpitaux exige un blindage RF pour les équipements électroniques placés à proximité de systèmes d’imagerie par IRM, car les composants électroniques peuvent émettre des signaux involontaires pouvant potentiellement déformer les résultats de l’imagerie. De même, la compatibilité électromagnétique (CEM) peut être affectée par les émissions indésirables que de nombreux types d’appareils électriques ou électroniques produisent et par leur influence sur les transmissions de communications sans fil existantes.

    En matière d’émissions, cela peut aussi affecter les réseaux câblés qui transportent des informations depuis et vers nos domiciles et nos lieux d’activité. Des terminaisons ou des blindages compromis peuvent entraîner des interférences dues à fuites du signal vers l’extérieur (sorties), des transmissions hertziennes perturbantes ou des fuites du signal à l’intérieur du câble (entrées) qui affectent les signaux filaires. Des analyseurs de spectre portables et conçus sur mesure, comme le OneExpert CATV, sont parfaitement adaptés aux tests et dépannages rapides et automatisés, quel que soit le scénario.

    Applications Wi-Fi

    Un analyseur de spectre est un outil important pour l’évaluation des réseaux Wi-Fi, lesquels continuent de croître en nombre autant qu’en complexité. Les bandes de fréquence Wi-Fi encombrées, entre 2,4 GHz et 60 GHz, sont constamment victimes de problèmes d’interférences, de chevauchement de canaux et de capacité. La solution WiFi Advisor de VIAVI utilise la puissance de l’analyse de spectre pour créer des représentations intuitives des spectres et des données d’utilisation des canaux. La puissance du signal, les interférences RF et l’utilisation de chaque canal sont présentées en temps réel. L’analyseur de spectre Wi-Fi fournit également des mesures et des recommandations afin d’optimiser les temps de chargement et les performances du Wi-Fi.

    Applications optiques

    Bien que la lumière visible soit souvent perçue comme quelque chose de naturel, sans relation avec les ondes de fréquence radio, elles constituent pourtant toutes deux des formes de rayonnement électromagnétique. Il se trouve juste que la lumière devient visible à des fréquences beaucoup plus élevées que celles occupées par les ondes radio. Étant donné que la lumière possède ses propres fréquence et intensité, l’analyseur de spectre peut être un outil extrêmement utile pour l’étude des sources optiques visibles, ultraviolettes et infrarouges.

    Dans le secteur des télécommunications, la technologie optique est prise en charge par la puissance de l’analyse du spectre. Les innovations telles que le multiplexage en longueur d’onde dense (DWDM) dépendent de la précision et de l’intégrité de la longueur d’onde continue pour chaque signal individuel. L’analyseur de spectre optique OSCA-710 réalise des mesures du rapport signal/bruit optique à haut débit pour caractériser et diagnostiquer chaque canal DWDM en service. Les analyseurs de canaux optiques SmartClass OCC-55 et OCC-56 constituent des options supplémentaires dédiées aux mesures de puissance des canaux CWDM et DWDM automatisées pour chaque longueur d’onde/fréquence.

    Applications audio

    Bien que les ondes audio (sonores) occupent des fréquences beaucoup plus basses que les ondes radio et qu’elles se diffusent dans l’air à une vitesse moindre, le principe de base de fréquence contre amplitude s’applique tout aussi bien dans le domaine audio. Les ingénieurs du son peuvent utiliser un analyseur de spectre pour comparer la sortie à l’entrée audio en direct tout en ajustant les niveaux de volume pour différentes fréquences de manière appropriée, ou encore en baissant le volume pour les fréquences engendrant des larsens ou des sifflements indésirables. On peut aussi mentionner des applications plus scientifiques des analyseurs de spectre audio, parmi lesquelles l’analyse des harmoniques d’un signal audio ou encore la conception de dispositifs à ultrasons.

  • Fondamentaux de l’analyseur de spectre

    La fonctionnalité de base d’un analyseur de spectre a très peu changé depuis les premiers modèles. Une fois l’équipement allumé et une entrée sélectionnée, les paramètres de base consistent à sélectionner la fréquence centrale, la largeur de la bande et les niveaux de référence pour l’amplitude (axe Y). La bande passante de résolution (RBW), la bande passante vidéo (VBW) et les paramètres de temps de balayage sont utilisés pour contrôler la précision des mesures et l’image obtenue à l’écran. Étant donné que la RBW définit la largeur du filtre qui balaye le signal, une RBW plus basse signifie une résolution plus élevée et une image plus précise et détaillée du signal.

    Au-delà de ces paramètres et contrôles de base, les fonctionnalités additionnelles peuvent généralement être classées en deux catégories : pratiques ou « qu’il serait agréable d’avoir ». Les premiers analyseurs de spectre commerciaux intégraient déjà des fonctionnalités pratiques telles que le réglage de la portée, les marqueurs de fréquence et le réglage de la durée de balayage. Parmi les autres fonctionnalités disponibles, très utiles pour presque tous les types d’applications, on peut citer les marqueurs de bruit, la recherche de pic, les générateurs de suivi et les ports d’entrée supplémentaires pour l’analyse de multiples canaux.

    Pour un analyseur de spectre RF, l’intégration d’un démodulateur permet à l’utilisateur « d’écouter » le signal en cours d’analyse. Les masques en longueur d’onde font passer l’utilité des marqueurs au niveau supérieur en créant le contour de votre profil de signal et de bruit « acceptable », puis en vous indiquant si vous respectez les spécifications. Les solutions avancées de la gamme d’analyseurs RF CellAdvisor de VIAVI incluent également des fonctionnalités telles que l’analyse des interférences, la détection d’intermodulation passive (PIM), le contrôle Bluetooth distant et les microscopes d’inspection des connecteurs optiques.

    En raison du niveau actuel d’intégration de l’informatique à la conception des analyseurs de spectre, la plupart des fonctionnalités « qu’il serait agréable d’avoir » parce qu’elles améliorent la facilité d’utilisation, la facilité de programmation et la connectivité (via des interfaces modernes telles que l’USB) sont étroitement liées au développement des logiciels plutôt qu’à celui d’éléments matériels. Les ensembles de fonctionnalités aujourd’hui disponibles via des logiciels sont virtuellement sans limites. Parmi les fonctionnalités les plus utiles et intéressantes offertes par des logiciels avancés et par l’informatique figurent :

    • Le téléchargement et la capture d’images au format .jpg ou .pdf
    • Les fonctionnalités de mémoire et de rappel
    • Les écrans tactiles
    • Les routines d’analyse du bruit de phase programmables

    Comme c’est le cas pour les équipements électroniques, les ensembles de fonctionnalités et de caractéristiques peuvent aller de standard à exceptionnels, avec une infinité de combinaisons entre les deux. Bien comprendre votre application spécifique et savoir ce dont vous avez besoin pour effectuer vos tâches de manière efficace est un bon début pour s’y retrouver parmi les spécifications de produits et les listes de fonctionnalités.

  • Facteurs de forme des analyseurs de spectre

    Les analyseurs de spectre sont maintenant disponibles dans tous les niveaux de complexité, tailles et formes envisageables. Pour chaque application spécifique, VIAVI a développé des solutions qui prennent en charge la grande variété des activités de tests de mesure, de maintenance et de dépannage.  

    Analyseur de spectre de paillasse

    Un analyseur de spectre alimenté par courant électrique CA est appelé modèle de paillasse. Certains de ces analyseurs de paillasse sont conçus pour être montés sur des racks de 19 pouces. D’autres sont simplement destinés pour être posés sur une paillasse ou un comptoir. L’avantage évident d’un tel facteur de forme est l’absence de limite de taille. Il est ainsi possible de bénéficier d’une plus grande puissance de traitement et de davantage d’espace pour les ports, commandes et boutons, lesquels offrent à leur tour une plus grande utilité fonctionnelle.

    Étant donné que les analyseurs de spectre pour laboratoire peuvent être régulièrement utilisés en association avec d’autres équipements tels que des oscilloscopes, le modèle de paillasse constitue le facteur de forme idéal pour un équipement hybride pouvant fonctionner comme analyseur de spectre aussi bien que comme oscilloscope, ou pour toute autre combinaison de produits similaire. Par définition, un analyseur de spectre de paillasse est conçu pour rester stationnaire, bien que certains soient équipés de packs de piles qui en font une sorte d’hybride vers la catégorie portable.

    Le traitement informatique, le conditionnement des éléments électroniques et les améliorations en matière d’autonomie de la batterie ont permis aux équipements portables (moins de 7 kg) d’incorporer des fonctionnalités auparavant réservées aux modèles de paillasse. Ces avancées ont également contribué à réduire l’encombrement de nombreux analyseurs de spectre de paillasse utilisés dans des configurations de laboratoire ou de production. La gamme des analyseurs de paillasse pour plateformes d’applications multiples (MAP) de VIAVI prend en charge des applications optiques avancées, notamment l’analyse du signal DWDM, les tests de sensibilité et les tests de conformité automatisés.

    Analyseur de spectre portable
    Alors que le nombre d’applications de terrain des analyseurs de spectre augmente, la question de la portabilité revêt une importance croissante. Afin de s’adapter aux conditions environnementales variables, les analyseurs de spectre portables doivent aussi disposer d’écrans avec réduction de l’éblouissement et de poignées et commandes ergonomiques.

    Le CellAdvisor 5G a fait passer la catégorie des analyseurs de spectre portables au niveau supérieur en associant l’analyse de spectre en temps réel en onde millimétrique à l’analyse de faisceaux directifs 5G (5G beam analysis), la vérification de la fibre optique et les capacités de test d’antenne. La robustesse et la capacité à supporter les expéditions, les vibrations et les conditions météorologiques sont des caractéristiques essentielles pour un analyseur de spectre de la meilleure qualité et appartenant à la catégorie des appareils portables.

    Analyseur de spectre portable
    La définition de ce type d’analyseur est évidente : il s’agit d’appareils pouvant être consultés, contrôlés et utilisés alors qu’ils tiennent dans la paume de la main. Sans surprise, le poids et les limites spatiales des analyseurs de spectre portables limitent également leur fonctionnalité. Les appareils de ce type peuvent être utilisés lorsque les exigences en matière de précision et de portée des mesures sont faibles. Les analyseurs de spectre portables sont souvent utilisés pour le suivi des interférences des communications sans fil et pour la localisation du signal sur le terrain. Mais, quelle que soit l’application, il existe toujours un compromis entre taille et précision. Il revient à l’utilisateur de décider du niveau de précision ainsi que de la capacité de stockage et de traitement dont il a besoin pour le travail à effectuer.

    Analyseur de spectre intégré
    Avec la puissance et la flexibilité actuelles des ordinateurs portables, des tablettes et même des smartphones, il n’est pas surprenant que les analyseurs de spectre fonctionnent désormais souvent en association avec ce type d’appareils. En tirant profit des capacités de traitement, de mise en réseau, de mémoire et d’affichage de l’appareil associé, la « boîte noire » que représente désormais l’analyseur de spectre peut ainsi se consacrer à l’optimisation de la précision, de la bande passante et de la portée. Il existe de nombreux autres avantages propres à cette approche, car les mises à jour logicielles et la mise en réseau des appareils peuvent tirer parti d’Internet, mais aussi des logiciels et équipements communs à tout type d’appareil informatique.

  • À qui sont destinés les analyseurs de spectre ?

    De manière générale, un analyseur de spectre peut être décrit comme étant un outil de mesure de la puissance du spectre pour des signaux connus et inconnus. La liste des technologies et professions bénéficiant de la technologie d’analyse du spectre continue de s’allonger à mesure que les outils gagnent en polyvalence et deviennent plus compacts. 
    Dans les environnements de laboratoire et de production, les analyseurs de spectre peuvent être utilisés pour concevoir, caractériser et tester n’importe quel produit générant des (ou sensible aux) ondes RF, optiques et sonores de toutes sortes. Du fait de l’ajout de capacités mobiles à pratiquement n’importe quel appareil grâce à l’Internet des objets (IdO), les applications semblent illimitées.
    Les déploiements d’antennes-relais constituent l’application de terrain classique pour l’analyse du spectre RF. Alors que les techniciens sont épuisés par le rythme effréné du déploiement de la 5G, des analyseurs de spectre polyvalents, intuitifs et portables permettent des installations hautement efficaces et des mises en service en toute confiance. Les solutions intégrées proposées par VIAVI, comme OneAdvisor-800 et CellAdvisor 5G, peuvent être utilisées pour vérifier rapidement l’intégrité des câbles et isoler les zones de perte une fois le pylône érigé et la fibre optique mise en place. Une fois la phase de construction terminée, les fonctionnalités d’analyse de spectre RF avancées de ces mêmes outils polyvalents peuvent être utilisées pour :

    • Valider la couverture radio et la propagation du signal
    • Réaliser des tests de recherche d’interférences en direct et en localiser la ou les source(s) avec InterferenceAdvisor
    • Effectuer des tests de réflexion d’antennes et des validations de beam (faisceau directif)
  • L’évolution de l’analyseur de spectre

    Depuis que James Maxwell nous a fourni le premier aperçu du potentiel illimité des ondes il y a 150 ans, l’analyseur de spectre est devenu un outil véritablement indispensable dans les secteurs de l’électronique, des RF, de l’audio et de l’optique.

    Sans le développement de l’analyseur de spectre, il n’aurait jamais été possible d’analyser les éléments d’un signal ni de mesurer la performance d’un circuit. Le laser serait ainsi resté de l’ordre de la science-fiction et les réseaux de télécommunications inhérents à notre société moderne n’auraient jamais pu voir le jour. Et puisque les analyseurs de spectre sont capables d’une grande variété de mesures pour des fonctions diverses et variées, l’utilité de cette innovation ne peut être sous-estimée.

    Tout comme l’évolution des « autoroutes » radio, dont le nombre d’applications s’est développé de manière exponentielle au milieu des années 1900, les fonctionnalités disponibles des analyseurs de spectre modernes se sont largement développées au cours de la dernière décennie, notamment à mesure que les technologies informatiques continuaient d’offrir des capacités supérieures dans des facteurs de forme toujours plus compacts.

    La gamme VIAVI d’analyseurs de spectres RF et optiques illustre et accélère cette évolution. Les analyseurs de spectre robustes, adaptés à la 5G et portables, ainsi que les solutions conçues sur mesure pour chaque application de blindage, réseau Wi-Fi et système optique, constituent la clé permettant de libérer le plein potentiel des technologies actuelles et de visualiser les interférences et autres données de performance.

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