Ce qu'est l'affaiblissement
L'affaiblissement est la diminution de la puissance optique au fil de la propagation de la lumière dans une fibre, exprimée en décibels. Les décibels étant logarithmiques, les pertes le long d'une liaison s'additionnent simplement : un tronçon de câble, quelques épissures et deux paires de connecteurs peuvent être additionnés pour obtenir la perte totale entre émetteur et récepteur. Pour le câble, la valeur est donnée par kilomètre, en dB/km, à des longueurs d'onde indiquées. Une perte de 3 dB signifie qu'environ la moitié de la lumière a disparu ; 10 dB signifie qu'il en reste environ un dixième.
Dans le verre, la perte provient principalement de la diffusion et de l'absorption, qui dépendent toutes deux de la longueur d'onde. C'est pourquoi la fibre monomode est spécifiée à 1310 et 1550 nm, et souvent à 1383 et 1625 nm, et la fibre multimode à 850 et 1300 nm. À la perte intrinsèque s'ajoutent les effets d'installation : macrocourbures lorsque la fibre est lovée trop serrée, microcourbures lorsqu'elle est comprimée, et la perte à chaque jonction. La part intrinsèque est fixée par le fabricant de fibre ; le reste dépend de la conception du câble et de l'installateur.
Quelles valeurs ont leur place sur une fiche technique
Les acheteurs se voient souvent présenter une seule valeur d'affaiblissement dans un message commercial. Il est utile de savoir d'où viennent les valeurs honnêtes, et il en existe trois sortes :
| Source | Valeurs | Usage |
|---|---|---|
| Limites de fibre câblée des tableaux G.652 (monomode) | 0.4 dB/km de 1310 à 1625 nm ; 0.3 dB/km à 1550 nm | Plafond de référence pour la fibre G.652.D câblée |
| Anciennes valeurs de planification TIA-568 (fibre câblée) | Multimode 3.5 dB/km à 850 nm, 1.5 dB/km à 1300 nm ; monomode 1.0 dB/km en intérieur, 0.5 dB/km en extérieur | Planification prudente en l'absence de spécification de câble |
| Fiche technique du fabricant de câble et rapport du touret | Selon fiche technique, par fibre, par longueur d'onde | Les valeurs sur lesquelles la commande est réceptionnée |
Les deux premières sont des références ; la troisième est ce que vous achetez. Le bureau inscrit l'affaiblissement maximal par longueur d'onde issu de la fiche technique confirmée dans la fiche de spécification et vérifie les rapports de touret par rapport à celui-ci avant expédition. Une valeur qui figure sur un site web mais pas sur la fiche technique ni sur le rapport d'essai n'a aucune valeur contractuelle.
Épissures et connecteurs
Chaque épissure par fusion et chaque paire de connecteurs accouplés ajoute une perte. Les anciennes valeurs de planification TIA-568 prévoient 0.3 dB par épissure et 0.75 dB par paire de connecteurs accouplés ; utilisez la spécification du fabricant de câble ou de composants lorsqu'elle existe. Les bonnes épissures de terrain sont généralement bien en dessous de la valeur de planification, mais celle-ci existe pour que la liaison fonctionne encore lorsque certaines ne le sont pas.
Pour les connecteurs, l'IEC 61753-1 définit des grades de perte d'insertion sous forme de valeurs statistiques sur des accouplements aléatoires. En monomode, le grade B signifie une moyenne ne dépassant pas 0.12 dB, avec au moins 97% des accouplements ne dépassant pas 0.25 dB ; le grade C signifie une moyenne ne dépassant pas 0.25 dB. Les grades de perte de retour les accompagnent : le grade 1, au moins 60 dB accouplé, correspond au polissage APC, et le grade 2, au moins 45 dB, à l'UPC. Le guide de la perte d'insertion des jarretières et le guide UPC ou APC vont plus loin.
Un bilan de liaison simple
Un bilan de liaison additionne les pertes attendues et les compare à ce que les optiques peuvent tolérer. Les deux exemples ci-dessous n'utilisent que les valeurs de référence ci-dessus, pour montrer la méthode ; une conception réelle utilise les fiches techniques du câble, des connecteurs et des émetteurs-récepteurs retenus, ainsi que la marge exigée par le propriétaire du réseau.
| Élément | Tracé monomode de 12 km à 1310 nm | Liaison OM4 de 300 m à 850 nm |
|---|---|---|
| Câble | 12 km x 0.4 dB/km = 4.8 dB | 0.3 km x 3.5 dB/km = 1.05 dB |
| Épissures | 6 x 0.3 dB = 1.8 dB | Aucune |
| Paires de connecteurs | 2 x 0.75 dB = 1.5 dB | 2 x 0.75 dB = 1.5 dB |
| Perte totale attendue | 8.1 dB | 2.55 dB |
| À comparer avec | Budget de puissance de l'optique moins la marge, selon fiche technique | Budget de perte et portée de l'optique en OM4, selon fiche technique |
Deux enseignements en découlent. Sur les longs tracés monomodes, la perte du câble domine ; la spécification d'affaiblissement du câble et le nombre d'épissures pilotent donc le bilan ; à 1550 nm, le même tracé utiliserait 0.3 dB/km et donnerait un résultat plus faible. Sur les liaisons multimodes courtes, les connecteurs dominent, et la limite est généralement la bande passante et la portée de l'optique plutôt que la perte ; le guide monomode ou multimode explique pourquoi les grades OM sont définis par la bande passante.
Ce qui augmente la perte après la sortie d'usine
Un câble qui a réussi son essai de touret peut tout de même donner une mauvaise liaison. Les causes courantes sont mécaniques et surviennent sur le chantier. Des fibres lovées trop serrées dans les boîtiers et les prises murales ajoutent une perte par macrocourbure, surtout visible à 1550 et 1625 nm ; la fibre G.657 insensible aux courbures la réduit mais ne dispense pas de cassettes adaptées. Des câbles tirés au-delà de leur valeur de traction ou écrasés sous des colliers et des attaches ajoutent une perte par microcourbure ou des défauts ponctuels. Des faces de connecteurs sales sont une cause fréquente de forte perte sur les liaisons courtes, et nettoyer et inspecter un connecteur avant accouplement ne prend que quelques secondes.
La manutention des tourets compte aussi. Un touret tombé d'un camion ou stocké sur le bord de sa joue peut endommager les couches extérieures, et une extrémité de câble non scellée peut laisser entrer l'eau. Le bureau demande aux usines de sceller les deux extrémités, de laisser une extrémité intérieure accessible pour les essais et de consigner le numéro de touret sur chaque rapport, afin qu'un résultat de terrain puisse être rapproché de l'enregistrement d'usine. Les entreprises peuvent alors comparer les traces OTDR du chantier aux traces d'usine du même touret et voir rapidement si la perte est apparue avant ou après la livraison.
Comment la perte est mesurée et réceptionnée
En usine, l'affaiblissement est mesuré par fibre sur chaque touret, généralement avec un OTDR, qui révèle aussi les défauts ponctuels sur la longueur. Sur le terrain, la liaison installée est testée de bout en bout avec une source lumineuse et un photomètre, et avec un OTDR pour les tracés plus longs. Lorsque des fibres de diamètres de champ de mode différents sont épissurées, par exemple un câble de transport G.652.D sur un branchement G.657, les lectures OTDR unidirectionnelles peuvent montrer de faux gains ou des pertes exagérées aux épissures ; mesurer depuis les deux extrémités et faire la moyenne est la pratique habituelle. Le guide des rapports d'essai OTDR liste ce que doit contenir un rapport de touret, et la page essais et inspection explique comment le bureau vérifie les rapports avant expédition.
Lors de la rédaction d'un appel d'offres, indiquez les longueurs d'onde utilisées par le réseau, l'affaiblissement maximal par longueur d'onde que vous accepterez pour le câble, les longueurs de touret et le format de rapport requis. Le formulaire de devis comporte un champ pour chacun.