Tests de la fibre optique

Découvrez tout ce qu’il y a à savoir sur les tests de la fibre optique ainsi que sur les meilleures pratiques et procédures en matière de tests de la fibre optique.

Que sont les tests de la fibre optique ?

Fiber optic testers from VIAVI

Le concept de tests de la fibre optique englobe l’ensemble des procédures, outils et normes utilisés pour tester les composants optiques, les liens fibre optiques et les réseaux optiques déjà déployés. Cela inclut les tests optiques et mécaniques de chaque élément distinct, ainsi que les tests de transmissions globaux servant à vérifier l’intégrité des installations de réseaux optiques complets.

Les réseaux de fibres optiques sont récemment devenus le principal moyen de transport de communications au monde. La diversité grandissante des applications de fibre optique a mis en évidence la nécessité de former les techniciens et de disposer de solutions de test polyvalentes et conviviales.

Depuis leurs débuts dans les années 1970, les réseaux optiques n’ont cessé d’évoluer et de s’étendre. L’arrivée de la 5G, des réseaux sous-marins et de la fibre à l’abonné (FTTH) ont mis en avant l’importance de tests et d’une surveillance solides de la fibre. En plus de 80 ans d’activité, VIAVI s’est construit une expérience inégalée en matière de connaissances, de fiabilité et de collaboration techniques, et l’entreprise a été la première du marché à proposer des solutions de tests optiques.

Du fait de la taille et de la complexité des réseaux optiques modernes, la productivité est devenue un impératif. L’efficacité doit être présente dès le laboratoire et perdurer durant les phases de construction et d’entretien. VIAVI propose une gamme entièrement intégrée d’instruments de test de la fibre optique, de logiciels et de services compatibles avec le cloud, tous flexibles et interopérables. Les outils de test de la fibre optique de nouvelle génération sont plus rapides, plus simples d’utilisation et plus puissants que jamais.

Ressources essentielles :

Normes en matière de tests de la fibre optique

Les normes du secteur de la fibre optique se sont développées au fil des années pour certifier les composants et les installations des réseaux optiques avant leur mise en service. En raison de la multiplication des déploiements, la conformité à des normes nationales et internationales est devenue une nécessité afin de préserver la cohérence, l’interopérabilité et les performances.

Différents organismes de normalisation et groupes de travail se sont formés pour chaque catégorie de test. En tant que participant actif au développement et à la révision de ces normes, VIAVI travaille main dans la main avec les organismes de normalisation en vue de simplifier la prochaine génération de produits et de services de tests de la fibre optique.

CEI 

La Commission électrotechnique internationale (CEI) est une organisation de normalisation mondiale qui prépare et publie des normes internationales relatives aux technologies électriques et électroniques, et aux techniques connexes. Fondée en 1906, la CEI a mis en place divers comités techniques et normes en matière de fibre optique. Il s’agit notamment de normes internationales reconnues en matière de géométrie de la fibre optique, d’atténuation, de pertes de contraintes macroscopiques et de dispersion chromatique.

TIA/EIA

Aux États-Unis, la Telecommunications Industries Association (TIA) et l’Electronic Industries Alliance (EIA) produisent des normes nationales importantes pour de nombreuses applications de télécommunications, y compris les tests des réseaux et équipements optiques.

Les normes TIA comprennent notamment les exigences de certification d’installation de la fibre optique de niveau 1, très couramment utilisées. Alors que la certification de niveau 1 concerne uniquement la longueur, la polarité et la perte de liaison générale, les tests de niveau 2 sont utilisés pour produire des résultats plus descriptifs, indiquant notamment la localisation des événements de perte et leur magnitude, et s’effectuent à l’aide d’équipements de test de la fibre optique OTDR.

IETF

L’Internet Engineering Task Force (IETF) est une organisation ouverte qui se focalise exclusivement sur les normes et politiques relatives à Internet. À mesure que la fibre optique continue de fournir une base de construction essentielle de l’architecture d’Internet, l’IETF coopère avec la Commission électrotechnique internationale (CEI), l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et d’autres groupes de travail importants en vue de sécuriser les réseaux optiques en tant que support d’accès à Internet.

Pourquoi les réseaux optiques ont-ils besoin d’être testés ?

Les normes du marché et les exigences en matière de garantie rendent inévitables les tests de réseaux optiques, mais il existe bien d’autres bonnes raisons de tester et de contrôler les performances de ces réseaux.

La demande du marché en matière de bande passante a entraîné une augmentation de la taille et de la complexité des réseaux optiques. L’architecture de réseau optique passif (PON), le multiplexage en longueur d’onde dense (Dense Wavelength Division Multiplexed, ou DWDM) et d’autres innovations ont introduit encore plus d’emplacements de segmentation des câbles et d’affaiblissement, alors même que les exigences en matière de performance augmentaient et que les budgets consacrés aux pertes diminuaient. Des tests de la fibre optique détaillés et précis à tous les niveaux et dans toutes les phases du réseau permettent de garantir la satisfaction des clients et de s’assurer un avantage concurrentiel.

En dépit de toute la bonne volonté de techniciens expérimentés, la fragilité et l’étendue des fibres optiques peuvent s’avérer redoutables en ce qui concerne les contaminations, les microcontraintes et les dommages au niveau des connecteurs. Les connecteurs sales restent la première cause de pannes des réseaux optiques. Tester l’ensemble du réseau avant son activation permet de détecter les défauts ou dommages et de les résoudre/réparer de manière proactive.

Testing fiber optic networks with VIAVI inspection equipment

Le cycle de vie des tests de la fibre optique

Les tests de la fibre optique sont souvent considérés comme les activités d’installation permettant de vérifier la bonne préparation d’un réseau optique. Dans la pratique, les tests de la fibre optique commencent en laboratoire, dès les toutes premières phases du développement de nouveaux composants et systèmes optiques, et se poursuivent jusqu’aux phases de contrôle et de dépannage, permettant ainsi de garantir des années de performance fiable sur le terrain.

Viavi Fiber Testing Portfolio 2020
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Développement et vérification de système

Chaque nouveau composant ou système optique débute en tant que concept en laboratoire. Les tests effectués lors de cette phase sont indispensables à la démonstration de faisabilité et à la vérification de la conception. Pour la fibre optique, cela inclut la transmission de paramètres tels que la perte par réflexion optique (ORL) et la dispersion chromatique. Les produits optiques récemment conçus peuvent aussi être soumis à des tests de traction, de torsion et de température.

Pour que les tests en laboratoire des composants de réseaux optiques soient efficaces, une simulation de réseau optique précise est nécessaire afin d’anticiper les problèmes réels et de vérifier la performance du système. Les éléments de réseaux optiques tels que les modules optiques cohérents numériques (digital coherent optical, DCO) peuvent être conçus et entièrement validés en laboratoire à l’aide du système de mesure et de test optique MAP-300 de VIAVI. Cet ensemble haut de gamme de modules de test optique remplaçables à chaud est également évolutif pour les applications de test durant la phase de production.

Production

Les tests effectués durant la phase de production des réseaux optiques sont essentiels pour garantir que le système fonctionnera correctement avant d’engager un important investissement dans l’installation, les équipements et la validation. Les mesures de perte optique doivent être effectuées par le fabricant au niveau du composant. Des tests de type mécanique relatifs à certains paramètres importants doivent aussi être réalisés.

Les câbles construits sur mesure sont souvent pré-terminés afin d’accélérer l’installation. Le même équipement polyvalent de test et d’inspection de la fibre optique que celui utilisé sur le terrain peut être employé pour contrôler la qualité des câbles durant la production et pour établir un référentiel de perte optique.

Chaque module, connecteur, coupleur et transpondeur d’un réseau de fibre optique déployé doit être soumis aux mêmes normes de qualité élevée. Des systèmes de tests environnementaux et de production évolutifs et automatisés offrent l’efficacité nécessaire pour répondre aux exigences de production croissantes du marché de la fibre optique.

Installation et activation

Lorsque tous ces aspects convergent lors de l’installation du réseau de fibre optique, toute l’attention se concentre sur des mesures et certifications précises effectuées dans les délais. Un déploiement réussi exige des préparatifs préalables, tels que des affichages détaillés, des budgets de perte et des inspections de connecteurs optiques avant l’installation. Un tel déploiement nécessite également un personnel formé et équipé d’appareils de test de la fibre optique précis et calibrés.

Des tests d’installation et de mise en service sont réalisés pour vérifier la qualité des câbles, des épissures et des terminaisons (atténuation, localisation et réflectance). Les tests et la caractérisation de la fibre optique de niveaux 1 et 2 requièrent des outils variés, parmi lesquels des stylos optiques (VFL), des kits de test de perte optique (OLTS) et des réflectomètres optiques dans le domaine temporel (OTDR). Les solutions de test VIAVI de la gamme SmartClass comprennent des produits portatifs intégrés capables d’effectuer efficacement l’inspection des connecteurs optiques, la certification de niveau 1 et la génération de rapports à l’aide d’un seul instrument.

Surveillance et recherche de panne

Les tests des réseaux de fibre optique ne s’arrêtent pas à l’activation du réseau. Une fois le réseau activé, la surveillance de la fibre optique est utilisée pour évaluer son intégrité en continu. Cette surveillance s’effectue parfois par le biais de contrôles périodiques, bien que la surveillance active de la fibre optique (AFM), qui détecte de manière continue les problèmes et intrusions, s’impose de plus en plus comme une pratique courante du secteur. Les solutions de test de la fibre optique à distance ONMSi et SmartOTU de VIAVI simplifient la surveillance continue de la fibre optique en permettant un contrôle à distance et mains libres via des alertes automatisées.

Lorsque des problèmes sont détectés sur le réseau, le système de dépannage doit être en mesure d’en identifier rapidement la cause profonde. Parmi les problèmes de terrain typiques figurent des pannes et des dégradations de service, souvent liées à des câbles, connecteurs ou équipements compromis. Les réflectomètres optiques (OTDR) et les autres outils de test de la fibre optique utilisés lors des phases d’installation et de mise en service peuvent aussi servir à dépanner efficacement ces problèmes et à réduire le temps moyen de réparation (MTTR).

Quelques conseils pour tester les câbles de fibre optique

Il est nécessaire de tester les réseaux fibre optique pendant leur installation et en phase de maintenance. Le respect de certaines pratiques fondamentales assure des déploiements de la fibre et des activations de réseaux plus sûrs, plus efficaces et plus fiables.

Fiber Optic Cable Testing Best Practices

  • La propreté des connecteurs optiques de la fibre et des connecteurs du matériel de tests est cruciale. Un microscope d’inspection de fibre optique peut être utilisé comme testeur de fibre optique pour vérifier la propreté du cœur et des férules de connexion. Il est possible d’utiliser des outils d’inspection automatisés pour les interfaces de fibre optique courantes, PON et MPO par exemple. Il est recommandé d’utiliser des produits de nettoyage spécialisés pour nettoyer les connexions de la fibre optique. La propreté des câbles de référence et des connecteurs de l’équipement de test est tout aussi importante.
  • En cas d’utilisation d’un testeur de fibre optique de type stylo optique (VFL) pour localiser les défauts, la protection des yeux est primordiale. En effet, un VFL utilise une source de lumière laser haute intensité. Il faut donc éviter de regarder la source ou le cœur de la fibre optique illuminée par le VFL à l’œil nu.
  • L’utilisation d’une source optique et d’un photomètre, ou d’un kit de test de perte optique (OLTS), est recommandée pour s’assurer que le budget de la puissance optique est conforme aux spécifications initiales. Une source optique (OLS) calibrée peut être utilisée conjointement à un photomètre optique (OPM) afin de quantifier l’affaiblissement du lien avant son activation.
  • L’OTDR est l’outil de test de la fibre optique recommandé pour un référencement détaillé et pour l’enregistrement des « caractéristiques » d’un lien fibre optique.
  • La vocation d’un réflectomètre optique (OTDR) est de détecter, localiser et mesurer les éléments n’importe où le long d’un lien fibre optique. Des informations de localisation relatives à la perte et aux événements réflectifs sont générées. Les techniciens peuvent ainsi connaitre les caractéristiques de la fibre au moment du test.
  • Lorsque vous utilisez un OTDR, servez-vous de bobines amorces/de fin pour qualifier les connecteurs à chaque extrémité. Une bobine amorce est connectée entre le testeur et la fibre testée, et la bobine de fin est connectée à l’autre extrémité de la liaison fibre optique. Attention : la fibre optique utilisée dans les bobines amorces et de fin doit être identique à la fibre testée (type, taille du cœur, etc.).
  • Les principes d’automatisation du processus de test (TPA) qui sont efficaces durant la phase de production peuvent aussi s’appliquer lors de l’installation du réseau de fibre optique. La réduction des procédures de tests manuelles, des risques d’erreurs et de la durée de formation rend la réalisation et l’enregistrement des certifications et des activations fiables et prévisibles.
  • Enfin, une planification et une préparation appropriées constituent les meilleures pratiques de base pour tester la fibre optique. L’assemblage et la préparation d’un kit d’outils de test nettoyé, calibré et complet sont essentiels pour effectuer des tests de la fibre optique à un niveau d’efficacité et de précision optimal.

Qu’est-ce que la fibre optique ?

De par sa simplicité, l’utilisation des communications par fibre optique peut sembler séduisante. Pourtant, les tests des câbles en fibre optique nécessitent de comprendre quelques principes élémentaires qui les différencient des tests portant sur les câbles analogiques qui les ont précédés.

Une fibre optique se compose d’un fil de verre très fin, entouré d’une enveloppe de protection en plastique. La lumière, injectée au cœur de la fibre de verre, suit le chemin physique de cette fibre à cause de sa réfraction interne totale entre le cœur et la gaine.

Fiber Testing

Les trois composants d’une fibre optique

Les trois éléments de base d’une fibre optique pour les tests de la fibre sont les suivants :

  • Le cœur : le centre du câble en fibre optique, composé de verre ou de plastique spécialement traité. Il sert à la transmission de la lumière sur toute la longueur du câble et doit donc être aussi pur et propre que possible.
  • La gaine : une couche supplémentaire, faite d’un matériau semblable à celui du cœur, mais avec un indice de réfraction inférieur pour faciliter la réflectance continue de la source lumineuse vers le cœur.
  • Le revêtement : la couche externe du câble qui enveloppe, protège et isole le cœur et la gaine.

Types de fibre optique

La fibre optique est classée en différents types (multimode ou monomode) en fonction de la façon dont elle permet à la lumière de se déplacer. Le type de fibre est étroitement lié au diamètre du cœur et de la gaine. La fibre multimode présente un diamètre de cœur plus important, lequel permet le passage simultané de plusieurs modes de lumière.

La fibre multimode offre plusieurs avantages, notamment un coût moins élevé, une simplicité de couplage aux émetteurs et récepteurs et des procédures de connectorisation et d'épissure simplifiées. Cependant, son atténuation élevée (perte optique) et sa faible bande passante limitent la transmission à de courtes distances.

La fibre monomode est avantagée par ses performances supérieures en matière de bande passante et d’atténuation.

Du fait de la petite taille de son cœur, la fibre monomode nécessite des émetteurs et des systèmes d’alignement plus chers pour obtenir un couplage efficace. Néanmoins, pour les systèmes à hautes performances ou mesurant plus de quelques kilomètres, la fibre monomode demeure la meilleure option.

Méthodes de test et types de mesures de la fibre optique

Pour évaluer la qualité d’une installation en fibre optique, approuver sa mise en service et garantir le fonctionnement fiable dans la durée d’un lien fibre optique, certains outils et méthodes de test doivent être employés.

Plusieurs éléments importants doivent être mesurés, évalués et contrôlés :

Inspection des connecteurs optiques

Lorsque deux fibres optiques sont couplées, il est crucial de s’assurer que la lumière passe d’une fibre optique à l’autre sans perte ni rétrodiffusion excessive. Sur le terrain, il est cependant difficile de garder des connecteurs propres et sans aucune égratignure. Une seule particule sur le centre de la fibre optique peut causer une perte d’insertion importante, une rétrodiffusion et même des dommages à l’équipement. L’ inspection proactive des connecteurs optiques est essentielle pour garantir la fiabilité des connexions entre deux fibres.

Fiber End-Face Inspection

Test de continuité de la fibre optique

Lors des tests des réseaux câblés en fibre optique, une source laser visible connectée à une extrémité du câble peut servir à vérifier la transmission jusqu’à l’extrémité opposée. Ce type de test de fibre optique est uniquement destiné à détecter les anomalies majeures de la fibre, comme les macrocourbures. Les tests de continuité de la fibre optique peuvent aussi permettre de déterminer si le bon câble en fibre optique est connecté au bon panneau de brassage.

Une pince à trafic (FI) est un outil de test de la fibre optique portatif pratique, capable d’identifier et de détecter les signaux optiques depuis l’extérieur, à n’importe quel point du lien fibre optique. Les pinces à trafic peuvent servir à confirmer la présence de trafic sur une fibre optique, ainsi que la direction de la transmission.

Un stylo optique (VFL) utilise une lumière laser à spectre visible pour tester la continuité de la fibre optique et détecter les défauts. La source lumineuse rouge est visible à travers le revêtement partout où existe un gros défaut ou une épissure défectueuse. Pour les liaisons en fibre optique de plus de 5 km ou présentant un accès limité à la fibre, un réflectomètre optique peut être utilisé en tant que testeur de câble optique pour localiser précisément les problèmes de continuité.

Mesure de perte optique

Quand la source optique traverse la fibre, sa puissance diminue. Cette baisse de puissance, aussi appelée perte optique, est exprimée en décibels (dB).

Certains se demandent quelle est la bonne méthode de test de la fibre optique. La façon la plus précise de mesurer la perte optique globale d’une fibre via un testeur consiste à injecter un niveau de lumière connu à une extrémité et à mesurer le niveau de lumière à l’autre extrémité à l’aide d’un OLTS. Étant donné que la source optique et le photomètre sont connectés aux extrémités opposées du lien, cette méthode implique d’accéder aux deux extrémités de la fibre optique.

Mesure de la puissance optique

Une mesure de la puissance est un test de la force du signal à partir de l’émetteur une fois le système activé. Un photomètre optique affiche la puissance optique reçue sur sa photodiode et peut être directement connecté à la sortie de l’émetteur optique ou à l’endroit où se trouverait le récepteur optique sur un câble en fibre. L’unité de mesure de la puissance optique est le dBm, le « m » représentant 1 milliwatt et le « dB » faisant référence aux décibels.

Tester la fibre optique pour mesurer les pertes optiques

Pour mesurer les pertes optiques d’une fibre, les testeurs de fibre optique doivent se connecter à une source test pour fournir une norme de lumière optique, ainsi qu’à une bobine amorce pour fournir une référence de « perte de 0 dB » calibrée. Un photomètre à l’extrémité opposée du circuit mesure la source optique avec et sans la fibre à tester afin de quantifier la perte en dB de la fibre même.

D’autres méthodes de tests des connexions de câbles de fibre optique utilisent une bobine amorce et une bobine de fin connectées au photomètre. Ce type de méthode constitue la norme en matière de test de perte optique sur une installation câblée et inclut des mesures de perte aux deux extrémités du câble testé. C’est pourquoi il est important de vérifier que tous les connecteurs optiques sont d’une propreté irréprochable.

Testing Fiber for Optical Loss

Optical Time Domain Reflectometer

Il est également possible d’utiliser un réflectomètre optique (OTDR) pour tester la perte optique d’une fibre. À l’aide d’une lumière laser à haute intensité émettant à un intervalle d’impulsion prédéfini connectée via une jarretière ou une bobine amorce à une extrémité du câble en fibre optique, le réflectomètre analyse la rétrodiffusion lumineuse renvoyée à la source.

Cette méthode de test de la fibre optique à une extrémité peut être utilisée pour analyser la perte de manière quantitative, mais aussi pour localiser ces pertes lors des phases d’installation, d’entretien et de dépannage. Les produits mini-OTDR offrent le même niveau de fonctionnalité qu’un OTDR, mais dans un format portatif. Ils peuvent en outre intégrer d’autres capacités, comme l’inspection des extrémités, un VFL et la mesure de la puissance. En savoir plus sur les tests OTDR.

Les origines des tests de la fibre optique

The Origins of Fiber Testing

La transmission d’un signal optique par le biais d’une « fibre » en verre fin n’est pas un nouveau concept. Il y a plus de 100 ans, des expériences avaient démontré que la lumière pouvait se déplacer à travers un substrat de verre incurvé en ne perdant quasiment pas de son intensité initiale. À la fin des années 1960, les lasers optiques, les fibres optiques à base de verre de silice et les signaux numériques ont été associés pour former la base des réseaux de communication en fibre optique que nous connaissons aujourd’hui. Déjà dans les années 1990, les réseaux en fibre optique pouvaient transporter 100 fois plus d’informations que les câbles traditionnels avec amplificateurs électroniques.

Pour être acheminés sur la fibre optique, les signaux électroniques sont convertis en signaux optiques sous la forme d’impulsions lumineuses numériques. Ces signaux sont transmis, par le biais des câbles en fibre optique, à un récepteur situé à l’extrémité de la ligne, où les signaux sont convertis de façon à retrouver leur forme binaire d’origine. Il s’agit du format lisible par les systèmes et appareils informatiques. Pour vérifier et prendre en charge l’intégrité de ces signaux optiques sur toute la longueur des câbles longue distance et des réseaux complexes sans se laisser dépasser par les augmentations de la bande passante, les processus de test fibre optique doivent sans cesse évoluer.

L’avenir des tests de la fibre optique

Le potentiel de la fibre optique en tant que moyen de communication semble illimité et de nouvelles possibilités révolutionnaires sont continuellement découvertes. Des recherches prometteuses dans des technologies telles que la transmission de « lumière torsadée » montrent qu’il pourrait être possible, à terme, d’améliorer la bande passante jusqu’à 100 fois par rapport à l’utilisation d’une fibre optique monomode.

Cette nouvelle capacité s’avèrera peut-être nécessaire plus tôt que prévu, notamment compte tenu de l’augmentation, année après année, de la consommation déjà élevée entraînée par la 5G, l’Internet des objets (IdO) et l’intelligence artificielle. Rien d’étonnant donc à ce que le marché des tests de la fibre optique prévoie une croissance de près de 9 % par an dans un avenir proche.

Fiber optic testers from VIAVI

Pour que l’avenir tienne toutes ces promesses, une approche commune et par étapes est essentielle en ce qui concerne les tests de la fibre optique. Les innovations, apparues tout d’abord sous forme de concepts à éprouver, passent au stade de la production avant de devenir des éléments essentiels des réseaux de fibre optique du monde entier. En mettant en place des solutions de test fiables et interopérables, partageant une même « architecture de réseau numérique » (Digital Network Architecture ou DNA) qui englobe l’ensemble des phases de test, VIAVI crée des solutions de test et de surveillance de la fibre optique qui concrétisent ce qui a été imaginé.

  • Notes techniques

    Reference Guide to Fiber Optic Testing: Volume 1

    A comprehensive guide to testing best practices, standards, specifications, and more

  • Guide de poche - Technologie

    Reference Guide to Fiber Optic Testing: Volume 2

    The industry standard for understanding fiber test challenges, standards, and processes

  • Interactive Solution Selector

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  • Études de cas

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    Use StrataSync (TM) Test Process Automation

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