English
EspañolQu'est-ce qu'un OTDR ?
Il s'agit d'un instrument à fibre optique utilisé caractériser, dépanner et entretenir les réseaux de télécommunications optiques. Les tests OTDR sont effectués en transmettant et en analysant la lumière laser pulsée traversant une fibre optique. La mesure est dite unidirectionnelle car la lumière est insérée à l'extrémité d'une liaison par câble à fibre optique.
En utilisant les informations obtenues à partir de la signature lumineuse résultante réfléchie ou diffusée vers le point d'origine, l'OTDR agit comme un système radar optique, fournissant à l'utilisateur des informations détaillées sur l'emplacement et l'état général des épissures, des connexions, des défauts et d'autres caractéristiques d'intérêt. .
Principes de fonctionnement de l'OTDR
La précision et l'utilité des tests OTDR ne seraient pas être possible sans la science qui l’a précédé. Comprendre la physique derrière l'instrument fournit un aperçu inestimable des principes de fonctionnement de l'OTDR.
Lorsqu'Albert Einstein a émis l'hypothèse que les électrons pouvaient être stimulés pour émettre une forme d'onde particulière, la graine de possibilité qui mènerait finalement au premier laser opérationnel en 1960 est née. Même si les applications envisagées à l’époque n’incluaient probablement pas les télécommunications mondiales utilisant la fibre optique, cette technologie est aujourd’hui devenue synonyme de connectivité du XXIe siècle.
Au fil des années, de nombreuses découvertes révolutionnaires ont été exploitées dans le développement de testeurs OTDR.
Significations des symboles OTDR
Un OTDR contient une source de diode laser, un détecteur de photodiode et un circuit de synchronisation (ou base de temps) de haute précision. Le laser émet une impulsion de lumière à une longueur d'onde spécifique, cette impulsion de lumière se déplace le long de la fibre testée, à mesure que l'impulsion descend, les parties de la fibre de la lumière transmise sont réfléchies/réfractées ou diffusées vers le photodétecteur dans la fibre. l'OTDR. L'intensité de cette lumière renvoyée et le temps nécessaire pour qu'elle revienne au détecteur nous indiquent la valeur de la perte (insertion et réflexion), le type et l'emplacement d'un événement dans la liaison fibre.
La lumière est renvoyée au photodétecteur via un certain nombre de mécanismes :
Diffusion et rétrodiffusion de Rayleigh
Les physiciens du siècle précédent étaient encore préoccupés par des questions aussi fondamentales que : « Pourquoi le ciel est-il bleu ? La réponse à cette question, découverte par Lord Rayleigh en 1904, est ce que l'on appelle aujourd'hui la diffusion Rayleigh. Lorsque des photons lumineux diffusent des molécules dans l'air, les ondes lumineuses visibles sur la Terre se situent principalement à l'extrémité bleue du spectre, car la lumière bleue est diffusée plus efficacement que la rouge.
Lorsque la lumière est injectée dans une fibre, certains photons de lumière sont diffusés dans des directions aléatoires en raison des particules microscopiques présentes dans la fibre. Cet effet est la diffusion de Rayleigh. De plus, une partie de la lumière est rétrodiffusée dans la direction opposée à la lumière transmise, c’est ce qu’on appelle la rétrodiffusion.
La nature prévisible de la diffusion Rayleigh a été exploitée comme principe de fonctionnement fondamental de la technologie OTDR. Le volume d'énergie lumineuse de la source rétrodiffusée vers le détecteur fournit une indication fiable de l'atténuation et de la perte de signal (ou optique) dans la liaison par fibre optique.
Réflexion de Fresnel
Les propriétés de réflexion de la lumière, caractérisées par le physicien optique Augustin-Jean Fresnel, étaient antérieures aux découvertes de Rayleigh, mais étaient tout aussi importantes pour le développement des principes de fonctionnement de l'OTDR.
Fresnel a découvert le coefficient de réflexion qui est un rapport entre l'amplitude de l'onde lumineuse réfléchie et l'onde source d'origine. Il a découvert que le coefficient de réflexion pouvait être prédit pour l'interface de deux matériaux sur la base des indices de réfraction respectifs de ces composants.
La réflexion de Fresnel se produit lorsque la lumière se reflète sur une limite de deux matériaux optiquement transmissifs, chacun ayant un indice de réfraction différent. Cette limite peut se produire au niveau d'un joint (connecteur ou épissure mécanique), à une extrémité de fibre non terminée ou à une rupture.
Étant donné que de nombreux événements intéressants dans une liaison par fibre optique, tels que les épissures, les ruptures, les connexions et les terminaisons, représentent tous des intersections de matériaux spécifiques telles que le verre et l'air, les équations de réflexion de Fresnel peuvent être utilisées pour déterminer le type, l'emplacement et l'intensité de ces événements. .
Absorption
Une autre propriété physique faisant partie intégrante des performances de la fibre optique est l’absorption de la fibre. Comme son nom l’indique, un petit pourcentage de l’intensité lumineuse d’origine est absorbé par les impuretés internes sur toute la longueur du cœur de la fibre. Plus la fibre est pure, moins l'absorption se produira, ce qui signifie qu'un matériau de meilleure qualité entraînera moins de perte de signal (ou optique).
Étant donné que les éléments qui induisent l’absorption sont intrinsèquement non réfléchissants, ils ne seraient pas détectés par les mesures de réflexion de Fresnel. Au lieu de cela, les effets d’absorption sont capturés par l’effet de rétrodiffusion, car la lumière revenant à la source est absorbée proportionnellement à la lumière incidente.
Bases et fonctions de l'OTDR
La valeur inhérente des tests OTDR vient du diagnostic de l’état d’un câble à fibre optique qui serait autrement impossible à voir. Ceci est essentiel lorsque le lien contient plusieurs épissures et connexions susceptibles de tomber en panne.
La perte de réflexion optique (ORL) et la réflectance peuvent être utilisées pour diagnostiquer des conditions dans lesquelles une perte plus importante que prévu se produit à un emplacement spécifique du parcours de fibre. L'atténuation totale des fibres peut également être évaluée, puisque la quantité de rétrodiffusion fournit une indication de cette valeur.
Ces mêmes principes sont utilisés pour calculer des mesures de distance qui sont inestimables lorsque des besoins de réparation, de dépannage ou de maintenance se font sentir. La fin de la liaison fibre ou une rupture de fibre sera détectable par réflexion de Fresnel, puisqu'une rupture ou une extrémité de fibre non terminée est également un changement de milieu matériel (verre vers air). En plus de la longueur totale de la fibre, la distance jusqu'aux défauts, épissures et connexions peut être déterminée grâce à une présentation graphique des résultats accompagnant l'analyse.
Types OTDR
À mesure que l’utilité fonctionnelle des tests OTDR augmente parallèlement à la demande de vitesses de test, de précision, de génération de rapports et de capacités de stockage améliorées, la variation des offres de produits continue de se diversifier. Les deux catégories prédominantes sont les appareils de table et les appareils portatifs. Un OTDR de table est essentiellement un instrument riche en fonctionnalités doté d'une source d'alimentation CA directe, tandis qu'un OTDR portatif ou compact est généralement un appareil léger alimenté par batterie destiné à être utilisé sur le terrain.
Au-delà de cette division de base, les fonctionnalités et options disponibles pour un OTDR doivent être soigneusement examinées en fonction de l'utilisation prévue. Une considération importante est le type de fibre que vous allez tester : multimode, monomode ou les deux. Une autre variable est la longueur de la fibre que vous allez tester. Les produits conçus pour les applications longue distance ont généralement des capacités de plage dynamique plus élevées qui ne seraient pas nécessaires pour tester des liaisons à fibre optique plus courtes, telles que FTTA.
Les fonctionnalités d'utilisabilité varient également selon le produit, ce qui constitue une autre raison pour laquelle l'application prévue de l'OTDR devrait être le facteur le plus important dans la sélection du produit (facteurs d'importation pour le choix d'un OTDR). Par exemple, un produit léger n'est peut-être pas nécessaire pour un test stationnaire, mais si le test doit être effectué par des techniciens grimpant sur des tours de téléphonie cellulaire ou travaillant dans un environnement par ailleurs actif, le poids, ainsi que les caractéristiques telles que la durée de vie de la batterie et la robustesse du l'enceinte du produit devient plus importante.
Paramètres OTDR
Compte tenu de la grande variété d’applications des tests OTDR, le réglage précis des paramètres pour la tâche à accomplir garantira des mesures précises. L'utilisation d'une fonction de test automatique peut être suffisante pour certains tests, mais le réglage manuel des paramètres est toujours conseillé étant donné la variation de longueur, de type et de complexité des parcours de fibres optiques. Une fois que les paramètres corrects pour tester un parcours de fibre donné ont été établis, ces configurations de test OTDR peuvent être rappelées à partir de la mémoire d'un instrument la prochaine fois qu'un parcours identique ou similaire est évalué.
Largeur d'impulsion
Le réglage de la largeur d'impulsion réglable détermine la durée de l'impulsion émise dans la liaison fibre optique. Une largeur d'impulsion plus courte est généralement sélectionnée pour des longueurs de câble plus courtes, car cela maximisera la résolution, tout en minimisant l'énergie.sortie gy. Les largeurs d'impulsion courtes sont particulièrement utiles pour évaluer les segments de câble les plus proches de l'OTDR. Étant donné que ces largeurs d'impulsion plus courtes produiront également des zones mortes plus courtes, vous aurez une plus grande capacité à détecter les événements proches d'une connexion ou d'une épissure. Des réglages de largeur d'impulsion plus longs peuvent être nécessaires lors du test d'un câble plus long, car plus d'énergie optique est nécessaire pour produire une rétrodiffusion suffisante à de grandes distances de l'OTDR.
Zones mortes
Lorsque le détecteur OTDR est saturé par une interface hautement réfléchissante dans la liaison fibre, la période de récupération de l'OTDR se traduit par une distance par rapport à l'événement, connue sous le nom de zone morte, qui est essentiellement une partie du câble pour laquelle aucune donnée ne sera transmise. disponible. Les entrefers, les mauvaises épissures, les faces d'extrémité plates des fibres (connecteurs ou extrémité de la fibre) et autres incidences produisant une réflexion de Fresnel élevée sont les causes habituelles de zones mortes.
Portée de distance
Le réglage de la plage de distance sur un OTDR contrôle la plage d'affichage de la quantité de câble à présenter sur l'écran. Il définit également le taux d'émission des impulsions, puisque chaque impulsion doit être renvoyée au détecteur avant que l'impulsion suivante ne soit envoyée.
La définition appropriée de ce paramètre nécessite une documentation précise de la liaison par fibre optique. Si l'OTDR a des paramètres de plage de distance prédéfinis, vous devez choisir le paramètre le plus court qui est toujours plus long que la longueur maximale de la fibre. Par exemple, si l'instrument a des réglages de 10, 100, 200 et 500 kilomètres et que votre liaison fibre optique réelle est de 150 kilomètres, vous sélectionnerez le réglage de 200 kilomètres.
Durée moyenne
En général, des mesures plus précises sont obtenues en faisant la moyenne de plusieurs répétitions du même test. Ce même principe s'applique aux mesures OTDR. Des temps de moyenne plus longs, se traduisant par davantage de répétitions du même test, produiront une mesure avec un rapport signal/bruit amélioré, mais prendront plus de temps à capturer. Pour les conditions où la précision et le bruit sont moins critiques, une « mesure en temps réel », sans fonction de moyenne, pourrait suffire. Toutefois, dans les cas où les données de distance et de perte doivent être aussi précises que possible, des durées de moyenne plus longues peuvent être justifiées.