Tests de réflectométrie bidirectionnels

Qu’appelle-t-on tests de réflectométrie bidirectionnels ?

L’un des avantages propres aux tests de réflectométrie est que leur réalisation n’exige l’accès qu’à une seule extrémité du câble de fibre optique. Comme les mesures de distance et d’atténuation sont basées sur la rétrodiffusion optique et sur les principes de réflexion de Fresnel, les photons de lumière diffusés et réfléchis peuvent être analysés directement sur le lieu d’origine du signal de test. 

Afin de minimiser l’impact des erreurs et les incertitudes qui peuvent accompagner les tests unidirectionnels traditionnels, des méthodes de tests de réflectométrie bidirectionnels ont été développées pour améliorer la précision et l’exactitude de cette importante méthodologie de test.  Comme leur nom l’indique, les tests de réflectométrie bidirectionnels constituent une méthode de caractérisation de la fibre optique et de la mesure d’atténuation et des pertes de chaque élément à partir des deux extrémités d’une fibre optique.

Fonctionnement d’un test bidirectionnel 

En plus du réflectomètre optique et du lien optique testé, il faudra également une bobine amorce et une bobine amorce « de réception » à l’extrémité. La bobine amorce connecte le port de l’OTDR au lien optique testé. On parle alors de « suppresseur d’impulsion », car il sert à stabiliser l’impulsion optique initiale issue du réflectomètre avant qu’elle ne pénètre dans le câble testé. La bobine amorce « de réception » est connectée à l’extrémité du lien et permet d’évaluer le connecteur de terminaison. 

L’existence de ces bobines amorces crée une configuration symétrique aux deux extrémités du câble. Dans les tests d’OTDR bidirectionnels, on teste la même fibre optique dans les deux sens à l’aide d’un ou de deux OTDRs. On calcule alors la moyenne des résultats obtenus dans les deux sens.

Les tests de fibre optique bidirectionnels fournissent souvent des résultats plus précis que les tests unidirectionnels, du fait même de la méthode de test utilisée. Comme la rétrodiffusion de Rayleigh est utilisée pour quantifier l’affaiblissement induit par la fibre optique et l’atténuation de chaque événement, le coefficient de rétrodiffusion de la fibre optique doit être connu et programmé dans le réflectomètre optique. Ce coefficient peut varier d’une fibre à l’autre, et l’OTDR pourra afficher une atténuation excessive ou même une atténuation négative (gain) au niveau des jonctions entre des fibres optiques avec des coefficients différents. La valeur réelle de l’affaiblissement du lien et de chaque événement lors de la présence de fibres avec différents coefficients sur un même lien pourra être calculée en faisant la moyenne des résultats obtenus avec un test OTDR bidirectionnel.

Avantages des test de réflectométrie bidirectionnels

Si une fibre optique présentant un coefficient de rétrodiffusion plus faible a été soudée à une fibre avec un coefficient plus élevé, l’affaiblissement de l’épissure mesuré par l’OTDR sera négatif (donc faux). Cet effet est appelé « gain », car la quantité de rétrodiffusion observée sera plus élevée après l’événement qu’avant. Réciproquement, si une fibre optique présentant un coefficient de rétrodiffusion plus fort a été soudée à une fibre avec un coefficient plus faible, l’affaiblissement de l’épissure mesuré par l’OTDR sera plus important que l’affaiblissement réel de cette épissure. Faire une moyenne des valeurs obtenues depuis les deux extrémités permet d’obtenir la valeur réelle de l’affaiblissement d’une épissure ou d’une connexion. 

 

Apparent loss/gain at the fiber junctions due to the backscatter coefficient difference as seen through bidirectional OTDR test

 

Valeur réelle de l’affaiblissement d’une connexion obtenue par un test de réflectométrie bidirectionnel

OTDR
 
Origine ->>Fin
Fin ->>Origine
Somme
Moyenne
Perte réelle
Épissure A
-0,02
0,08
0,06
0,03
0,03
Épissure B
0,12
0,02
0,14
0,07
0,07

 

Un autre avantage des tests OTDR bidirectionnels est la réduction des zones mortes. En effet, la réflexion de Fresnel d’un événement, comme une épissure ou un connecteur, aveugle temporairement le détecteur du réflectomètre optique, l’empêchant alors de voir les événements très proches suivant cet événement initial. Une mesure OTDR depuis l’extrémité opposée permet de détecter des événements qui étaient masqués dans la zone morte lors des mesures dans la direction initiale.

Les câbles optiques longue distance, comme les réseaux inter-urbains, doivent être testés par des réflectomètres optiques puissants (dotés d’une plage dynamique élevée) afin d’évaluer avec précision le lien optique. Les tests OTDR bidirectionnels constituent un excellent moyen de caractériser précisément ces liaisons très longue distance.

En combinant les mesures de réflectométrie obtenues depuis chaque extrémité, il est possible de caractériser et certifier les liaisons longue distance de bout en bout. Plutôt que de faire la moyenne des résultats, il existe une autre méthode d’analyse utilisée pour les longues distances. Cette méthode consiste à utiliser l’acquisition OTDR depuis chaque extrémité d’un câble pour les sections situées à proximité desdites extrémités, puis à créer une trace OTDR recomposée à l’endroit où les deux acquisitions se rencontrent réellement au milieu de la liaison.

Inconvénients des tests de réflectométrie bidirectionnels

Malgré les avantages des tests OTDR bidirectionnels en termes de précision et de portée, la complexité supplémentaire de cette méthode ne doit pas être ignorée. Dans une configuration de test bidirectionnel n’utilisant qu’un réflectomètre optique, celui-ci doit être transporté d’une extrémité de la fibre à l’autre pour que le test soit complet.

Même lorsque plusieurs réflectomètres optiques sont utilisés, les tests bidirectionnels peuvent ajouter des temps de configuration, des coûts de transport et des analyses supplémentaires à la procédure de tests OTDR.

Les tests OTDR bidirectionnels peuvent globalement améliorer la qualité et la précision de vos données de mesure, mais il est important de reconnaître qu’ils ne compenseront pas les problèmes tels que les connecteurs sales, les paramètres de test incorrects ou les bruits excessifs sur la trace OTDR. Et puisque la réflectométrie bidirectionnelle exige une duplication des tests, les risques d’erreurs et d’anomalies sont multipliés.

Méthodes de tests de réflectométrie bidirectionnels

Alors que les avantages et les inconvénients de la réflectométrie bidirectionnelle se sont révélés au fil des années, des solutions créatives ont été développées et ont débouché sur des méthodes de test nouvelles et innovantes. Les avantages, en termes de précision et de portée, sont visibles dans nombre de ces méthodes, tout comme l’amélioration de l’efficacité et de la régularité.

  • Tests de réflectométrie bidirectionnels conventionnels

    La méthode de test de réflectométrie bidirectionnelle « traditionnelle », ou conventionnelle, est la plus simple et c’est celle qui exige la plus faible quantité d’équipement. Deux mesures indépendantes sont effectuées à l’aide du même réflectomètre optique. La première mesure est effectuée en connectant le réflectomètre optique à une bobine amorce, tandis qu’une bobine amorce dite « de réception » est placée à l’autre extrémité (sans être connectée à un appareil de test).

    Tous les câbles demeurant dans leur position d’origine, le réflectomètre optique est ensuite déconnecté et déplacé jusqu’à l’extrémité opposée. Lorsque le réflectomètre est connecté à la bobine amorce à l’extrémité opposée, la mesure OTDR peut être effectuée dans la direction opposée. Il importe que tous les segments de fibre optique conservent le même ordre lors des deux tests pour que la moyenne de la perte de données obtenue soit pertinente.

  • Tests de réflectométrie bidirectionnels automatisés

    Le temps, la complexité et l’analyse exigés par la réflectométrie bidirectionnelle conventionnelle peuvent être considérablement réduits grâce aux méthodes automatisées de tests de réflectométrie bidirectionnels. En associant un OTDR local à un OTDR connecté à l’extrémité opposée du câble de fibre optique, la communication entre les deux réflectomètres optiques garantira des configurations de test identiques, la continuité du lien fibre optique, et une acquisition et une compilation plus faciles des données. La commodité des tests automatisés peut améliorer leur rapidité d’exécution tout en réduisant grandement le taux d’erreurs. Si une solution de test « tout-en-un » est utilisée, les mêmes fonctionnalités automatisées peuvent servir à réaliser des tests de réflectométrie sur de multiples longueurs d’onde (afin d’améliorer la détection des courbures de la fibre optique) et inclure des tests d’affaiblissement et de perte par réflexion optique (ORL) bidirectionnels.

  • Autres méthodes de tests de réflectométrie bidirectionnels

    D’autres méthodes de réflectométrie bidirectionnelles ont été développées afin d’améliorer l’efficacité ou de tenter de réduire le nombre d’équipements de test nécessaires. Parmi ces méthodes figurent les tests par « bouclage ». Plutôt que d’utiliser deux OTDR à chaque extrémité, un câble de bouclage connectant deux fibres peut être utilisé à l’extrémité opposée de là où se trouve le réflectomètre. De cette manière, on peut tester à l’aide d’un seul réflectomètre les deux fibres simultanément et de manière unidirectionnelle. Pour profiter des avantages des tests de réflectométrie bidirectionnels, les deux fibres (boucle comprise) sont ensuite testées dans la direction opposée à partir du même point. Cette méthode peut utiliser une approche de réflectométrie traditionnelle comme dans le cas n°1, où un réflectomètre optique unique est déplacé de la première à la seconde fibre pour réaliser manuellement les tests dans chaque direction, les résultats étant ensuite combinés manuellement, ou suivre une approche automatisée comme dans le cas n°2, où deux réflectomètres optiques sont utilisés, chacun étant connecté à une fibre optique, pour tester automatiquement chaque direction et combiner les résultats des tests.


Outils de tests de réflectométrie bidirectionnels

Il existe actuellement une grande variété d’outils de tests de réflectométrie bidirectionnels conçus pour faciliter les tests de la fibre optique et les rendre plus efficaces et plus polyvalents. Les réflectomètres optiques et les appareils de test à usages multiples peuvent facilement être configurés pour la réflectométrie bidirectionnelle automatisée ou pour d’autres tests de fibre optique bidirectionnels, sur simple pression d’un bouton. Des instruments de test placés à chaque extrémité d’un câble de fibre optique peuvent communiquer et partager des données presque instantanément via Ethernet, le Wi-Fi ou des hotspots mobiles. Ces appareils intègrent également une fonctionnalité leur permettant de générer des rapports pour gagner en vitesse et en commodité.

Des solutions de test intégrées peuvent effectuer des tests de fibre optique bidirectionnels en utilisant de multiples longueurs d’onde à partir d’un port de test unique afin de fournir un processus de test plus efficace, ce qui fait gagner un temps précieux lors des phases d’installation et d’acceptation des tests et harmonise les procédures de dépannage et de maintenance. De hauts niveaux de précision, de répétabilité et d’automatisation créent une solution fiable pour de nombreuses applications de qualification et de caractérisation de la fibre optique.

L’apparition des réflectomètres optiques il y a bientôt 40 ans a participé au développement de la communication par fibre optique. Effectuer des tests de réflectométrie bidirectionnels nécessitait auparavant un compromis entre commodité et intégrité des données. Par leur nouveauté et leurs améliorations, les méthodes et appareils de tests de réflectométrie bidirectionnels ont changé la donne. Ils fournissent désormais des fonctionnalités supplémentaires permettant de gagner du temps et font de la caractérisation précise de la fibre optique la nouvelle norme du secteur.

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