Caractérisation des fibres optiques et réseaux par réflectométrie

Al'origine, les réseaux fibre optique subissaient un nombre limité de tests avant leur mise en service effective. L'augmentation des débits jusqu'à plusieurs dizaines de Gbit/s, le multiplexage en longueur d'onde CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) ou DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), l'élargissement de la fenêtre spectrale de transmission aux bandes O, E, S et L (1 260 à 1 625 nm) ont rapidement montré que les mesures de distance et d'affaiblissement devaient être impérativement complétées par des mesures caractérisant plus finement les performances de l'infrastructure. La caractérisation de fibre regroupe ainsi une liste de mesures à réaliser permettant de connaître l'aptitude du réseau à répondre aux besoins de transmission actuels et futurs et ainsi de le qualifier avant sa mise en route ou son évolution. La combinaison d'un certain nombre d'appareils de mesure permet aujourd'hui la mesure des distances, des affaiblissements linéiques des fibres, des pertes d'insertion et des réflectances, de l'ORL (Optical Return Loss), de la dispersion chromatique (CD, Chromatic Dispersion), de la dispersion de mode de polarisation (PMD, Polarization Mode Dispersion) ainsi que du profil d'affaiblissement spectral (AP).

Les possibilités étendues du réflectomètre optique temporel (OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) en font l'appareil de mesure clef au sein de cette famille d'outils de caractérisation de réseaux fibre optique.

Dans la majorité des applications, le réflectomètre optique a supplanté la méthode radiométrique qui nécessitait la connexion d'un radiomètre et d'une source de part et d'autre de la liaison. Sorte de RADAR optique, le réflectomètre n'impose l'accès qu'à une seule extrémité de la liaison sous test, nécessitant ainsi la présence d'un seul opérateur.

Certaines mesures de caractérisation peuvent être, dans certains cas, considérées comme optionnelles. En revanche, les mesures de distances et d'affaiblissements fournies par l'OTDR doivent être impérativement effectuées.

Dans les pages qui suivent, nous nous intéressons plus particulièrement à l'utilisation de la réflectométrie optique au sein du processus de caractérisation de réseaux fibre optique. Malgré quelques similitudes, nous ne traiterons pas le cas de la caractérisation en production de fibre ou de câble mais resterons focalisés sur l'application réseaux.

Pour commencer, quelques notions et données de base sur les réseaux à caractériser sont rappelées, suivies par une description de la réflectométrie, des phénomènes physiques mis en jeu et du réflectomètre. Après la description du principe et de l'outil, l'utilisation du réflectomètre est à son tour décrite, de la mise en œuvre du réflectomètre et de la mesure jusqu'à l'analyse et l'interprétation des courbes et des résultats. Cet article se termine par la présentation des tendances actuelles vers l'automatisation de la caractérisation de fibres par réflectométrie.

Cet article a ainsi pour objectif de fournir les bases techniques de la réflectométrie dans son application en caractérisation des réseaux de télécommunications, que ce soient des réseaux longues, moyennes ou courtes distances comme les réseaux d'accès de type fibre à l'abonné (FTTH , Fiber-To-The-Home). Nous évoquerons que très brièvement les mesures réflectométriques sur réseau optique passif (FTTX PON, Passive Optical Network). L'utilisation de réflectomètres dans les systèmes de surveillance réseau de type RFTS (Remote Fiber Test Systems) ne sera pas abordée dans ce document.