Recommandations pour la certification sur site des liaisons multimode

1 Contexte
Différentes catégories de câbles multimode
Aujourd'hui, on peut classer les câbles multimode en 4 catégories différentes : d'OM1 à OM4. Toutes ces catégories prennent en charge la transmission de flux lumineux dans des longueurs d'onde de 850 à 1300 nm, tout en différant en termes de bande passante modale, de longueur maximale de fibre prise en charge et autres paramètres de transmission optique. La longueur maximale de fibre prise en charge dépend également de l'application requise. Une différence supplémentaire entre ces catégories est celle du diamètre du cœur de la fibre optique. L'OM1 a un cœur de diamètre de 62,5 µm, tandis que les câbles OM2, OM3 et OM4 ont un cœur de diamètre de 50 µm. La prochaine révision des normes internationales applicables prendra également en compte la nouvelle catégorie de câbles OM5 qui, bien que pourvus aussi d'un cœur de diamètre 50 µm, pourra prendre en charge davantage de longueurs d'onde que les catégories OM1 à OM4 afin d'augmenter la quantité maximale possible d'informations transmises.

La présence des catégories de câble multimode OM4 actuelle et OM5 à venir soulève une question intéressante en matière de tests de fibre optique : « La catégorie de câblage du ou des câble(s) de mesure influe-t-elle sur les résultats de test ? »

En d'autres termes, le résultat obtenu diffèrera-t-il si j'utilise un câble OM2 ou un câble OM4 ?
Comme souvent dans la vie, la réponse est : « Et bien, ça dépend… »

Malheureusement, il n'y a pas de réponse simple par « oui » ou « non » : cela dépend du câblage que vous avez besoin de tester et de la méthode de test employée, à savoir l'instrument de test de déperdition optique (OLTS) ou le réflectomètre optique dans le domaine temporel (OTDR).

La note d'application suivante vous apporte 10 réponses pour vous aider à réaliser des mesures exactes sur la fibre optique.

Réponse n°1 : Quels que soient les connecteurs, les catégories de fibre optique ou le type de mesure, il est indispensable de toujours s'assurer, de préférence à l'aide d'un microscope d'inspection vidéo, de la propreté de vos câbles de mesure et des prises sur les appareils AVANT d'effectuer un branchement de fibre optique. Il convient de toujours utiliser des ustensiles de nettoyage professionnels.

Réponse n°2 : Toujours utiliser des câbles de mesure munis de connecteurs de référence.

Réponse n°3 : Oui, le diamètre du cœur des câbles a toute son importance, vous devez toujours vous assurer d'utiliser le bon diamètre de cœur pour les tests !

Réponse n°4 : Si une conformité EF s'impose, assurez-vous que les câbles de mesure ne sont pas constitués de fibre optique BIMMF, mais conviennent à des essais de conformité EF.

Réponse n°5 : Il importe peu pour un OLTS que des câbles de mesure OM3 ou OM4 soient utilisés pour tester des liaisons OM3 ou OM4.

Réponse n°6 : Cela n'a aucune importance pour l'OLTS en tant que tel que des câbles de mesure OM3, OM4 ou OM5 soient employés pour tester des liaisons OM5, mais nous ne pouvons que vous conseiller de tenir compte des réponses précédentes, ainsi que du récapitulatif ci-dessous !

Réponse n°7 : Si une mise en conformité EF s'impose, n'employez pas de câbles à conditionnement de mode, mais des câbles de mesure compatibles EF ou des sources lumineuses compatibles EF

Réponse n°8 : Quelle que soit la catégorie du câble employé, assurez-vous que la longueur du câble de mesure soit suffisante. Pour plus de détails, consultez les spécifications de l'appareil de test concerné. N'utilisez pas de câbles de mesure plus courts que ce qui est recommandé. Vous remarquerez que certaines normes exigent d'employer des longueurs différentes pour les câbles de lancement et les câbles de réception.

Réponse n°9 : Il est recommandé d'employer la même catégorie de fibre pour les câbles de lancement et de réception que pour la liaison soumise à essai en vue de réduire au minimum les effets potentiels provoqués par les non-concordances de fibre entre le premier et le dernier connecteur de la liaison soumise à essai.

Réponse n°10 : Toujours employer des câbles de lancement et de réception munis de connecteurs de référence.

2 Références de normes
On pourrait donner ici la liste complète des références de normes. Par souci de concision, seules les 2 normes les plus pertinentes sont indiquées. À l'échelle internationale, la norme CEI 14763-3 définit la méthode de test pour soumettre à essai les câbles de fibre optique au moyen d'un OLTS ou d'un OTDR. La CEI 61280-4-1 définit, quant à elle, les propriétés des sources lumineuses employées pour les mesures par OLTS sur les câbles de fibre optique.

3 Cahier des charges contractuel
Si un aspect passe avant toute autre considération relative aux câbles de mesure, c'est celui du cahier des charges contractuel.
Pour mener à bien un projet de câblage, le prestataire devra remplir le cahier des charges contractuel. Si celui-ci inclut des spécifications particulières pour les câbles de mesure, ce sont celles-ci qui devront être suivies pour les tests. Si le cahier des charges apparaît incorrect ou incomplet, il convient que le prestataire remonte le souci au client et clarifie les questions qui peuvent encore se poser avant de commencer à procéder à la certification de la fibre optique.

4 Recommandations générales
Propreté
Avant de brancher LA MOINDRE fibre à un appareil de mesure de la fibre optique, il est impératif de s'assurer que les connecteurs des câbles de mesure sont propres. Softing recommande l'utilisation de sondes d'inspection vidéo, comme le microscope vidéo Softing qui est en mesure de déclarer les connecteurs en conformité ou non avec les normes internationales du CEI, ainsi que des produits de nettoyage de fibre optique appropriés. L'utilisateur doit aussi garder à l'esprit que l'extrémité du câble de mesure connecté à la liaison devra également être propre afin de a) parvenir à l'exactitude des mesures et b) ne pas répandre de saleté sur les liaisons soumises à essai. Softing recommande l'utilisation de microscopes d'inspection vidéo pour le contrôle de l’extrémité de connecteurs. Les microscopes modernes tels que le microscope vidéo 226539 de Softing sont même en mesure de déclarer le résultat de l'inspection en conformité ou non avec les normes internationales du CEI.

Connecteurs
Quelle que soit la catégorie optique, le style de connecteur ou le type ou la norme de mesure, il est bon de rappeler certaines précautions concernant les connecteurs. Les normes reconnaissent l'existence de connecteurs « génériques » et de connecteurs « de référence ». Les connecteurs « génériques » possèdent une plage de valeurs admissibles bien plus large que les connecteurs « de référence » en termes de tolérances des paramètres optiques. La CEI 14763-3 prescrit l'usage de connecteurs « de référence » pour les tests. Vous devez veiller à employer des câbles de mesure munis de connecteurs de référence pour les tests, faute de quoi les tolérances dues uniquement aux écarts dans l'atténuation au connecteur pourront être comprises dans les valeurs d'atténuation prévues pour la liaison soumise à essai ou les dépasser. (Par exemple : une connexion multimode au moyen de connecteurs génériques peut présenter une atténuation pouvant aller jusqu'à 0,75 dB. Une connexion au moyen de connecteurs de référence peut n'afficher une atténuation que de 0,1 dB) L'atténuation au connecteur peut être influencée par des paramètres tels que la concentricité du cœur du câble ou la qualité et la forme de la surface du connecteur. Les connecteurs de référence répondent à des spécifications bien plus draconiennes concernant ces paramètres et font l'objet de tests complets au regard de ces derniers.

5 OLTS – Tier 1
Principe de la mesure
L'OLTS mesure l'atténuation globale du câblage de fibre optique à l'aide d'une source lumineuse à un bout de la liaison et d'un wattmètre optique à l'autre bout. Cette méthode est également appelée mesure « Tier 1 ». Cette méthode emploie des câbles de mesure courts d'une longueur-type de 2 mètres pour les tests. En fonction de la configuration de test, on utilisera 1 câble branché à la source lumineuse ou 2 câbles (1 côté source lumineuse et l'autre côté wattmètre). Des instruments de test plus sophistiqués, tels que le WireXpert 4500, sont à même d'effectuer ces tests sur 2 longueurs d'onde, de prendre en charge les tests bidirectionnels et même de mesurer la longueur de la liaison soumise à essai.

Diamètre du cœur des câbles
Le diamètre du cœur des câbles de mesure a une influence considérable sur les résultats de mesure. L'OLTS a été référencé (étalonné sur site pour les câbles de mesure utilisés pour les tests) avec des câbles de mesure de 62,5 µm (OM1 ou OM2), mais si l'opérateur a besoin de tester des câbles OM3 ou OM4 de 50 µm, il notera une atténuation substantielle due à la non correspondance entre les diamètres de cœur. À l'inverse, si l'OLTS a été référencé à l'aide de câbles de mesure de 50 µm, mais que l'opérateur a besoin de tester des câbles de 62,5 µm, l'OLTS demeurera « aveugle » aux événements (par exemple : de la saleté sur les connecteurs) survenant sur la circonférence entre 50 et 62,5 µm.

Câbles insensibles aux courbures et tests compatibles EF (flux encerclé) Les câbles BIMMF (fibre multimode insensible aux courbures) sont une très bonne solution pour la transmission en fibre optique dans la mesure où ils présentent de très faibles rayons de courbure et subissent une moindre atténuation en raison des courbures. Toutefois, ces types de câbles de fibre optique ont un effet indésirable sur les essais de conformité EF. Le flux encerclé, ou EF, est caractérisé par la CEI 61280-4-1, et définit en gros les propriétés de la source lumineuse employée pour les tests. En multimode, de nombreux modes lumineux transitent au travers du cœur de la fibre optique. EF indique la répartition de puissance admise de tous ces modes. Les fibres optiques BIMMF peuvent modifier la répartition sur les modes si le câble de fibre optique rencontre une courbure et par conséquent changer la répartition de puissance des modes. En quoi cela concerne-t-il les câbles de mesure ? Si des essais de conformité EF s'imposent, il est nécessaire que le câble de mesure ne modifie pas les modes lumineux ci-dessus transitant au travers des câbles afin de garantir qu'un flux lumineux compatible EF pénètrera dans la liaison soumise à essai. Tous les câbles de raccordement de fibre optique disponibles sur le marché ne sont pas en mesure de garantir cela dans la mesure où, pour un raccordement normal, la question de la conformité EF ne se pose pas.

OM3 ou OM4, est-ce que cela est déterminant pour un OLTS ?
La différence entre les fibres optiques OM3 et OM4 réside dans la bande passante modale, qui détermine en gros la quantité d'informations que la fibre pourra transmettre sur une longueur donnée. Avec une atténuation moindre et une meilleure dispersion modale différentielle (DMD), une fibre optique OM4 est à même de transmettre davantage d'informations sur une plus grande distance que les fibres de catégorie inférieure. Sur une liaison fibre multimode plus longue, la DMD rend « indistincte » une brève impulsion (comme celle des trames Ethernet) pour en faire une plus large « étalée » car les modes extérieurs ont un temps de transit plus long que les modes intérieurs au travers de la fibre. Comme l'OLTS effectue ses mesures avec un flux lumineux continu, cette « indistinction » n'est pas pertinente. En outre, l'atténuation des câbles de mesure n'est pas intégrée à la mesure puisque l'OLTS a été référencé au regard des câbles avant la mesure ; par conséquent, la différence potentielle d'atténuation entre une fibre OM3 et une OM4 n'a pas d'importance non plus.

Et pour les OM5 ?
Les OM5 utiliseront une longueur d'onde supplémentaire pour la transmission optique d'informations en parallèle. Ces nouvelles longueurs d'onde seront comprises dans la gamme classique comprise entre 850 et 1300 nm. Dans la mesure où la courbe d'atténuation d'une fibre optique OM5 entre 850 et 1300 nm est relativement linéaire, les normes internationales n'exigeront de réaliser les tests que sur la traditionnelle gamme de longueurs d'onde de 850 à 1300 nm.
Les mêmes considérations que celles décrites plus haut concernant EF, la bande passante modale, etc. s'appliqueront aux fibres OM5.

Câbles de raccordement à conditionnement de mode et conformité EF Les câbles de raccordement à conditionnement de mode s'avèrent utiles dans certaines applications d'Ethernet, mais ne peuvent être employés pour réaliser des essais de conformité EF et ne doivent pas être confondus avec des câbles de mesure compatibles EF. Les câbles de raccordement à conditionnement de mode ne transforment pas une source lumineuse non compatible EF en dispositif compatible EF.

Récapitulatif :
La catégorie de la fibre elle-même ne suffit pas à déterminer si un câble peut être employé comme câble de mesure. Avec les réponses qui précèdent, vous pouvez vous rendre compte qu'il n'est pas recommandé d'utiliser de simples câbles de raccordement vendus dans le commerce pour les mesures par OLTS. Softing recommande vivement d'utiliser les câbles de mesure adéquats pour l'obtention de résultats de mesure exacts.

6 OTDR – Tier 2
Une mesure par OTDR est une mesure d'un seul côté. L'OTDR envoie des impulsions lumineuses nettes dans la liaison soumise à essai et mesure sur la même prise la réflexion renvoyée par la fibre. Les OTDR sont capables de mesurer des événements très ténus (tels que connecteurs, épissures, macro- et micro-courbures) le long de la fibre optique tout en donnant des informations exactes sur la localisation de cet événement sur la fibre. L'OTDR utilise un « câble de lancement » pour se brancher à la liaison soumise à essai. Si le dernier connecteur de la liaison doit lui aussi être mesuré avec exactitude, un « câble de fin » ou de réception devra également être branché à cette extrémité de la liaison.

Du fait que la source lumineuse envoie des impulsions puissantes et nettes et emploie un récepteur très sensible sur la même prise de mesure, d'autres effets, qui ne comptaient pas pour les tests par OLTS, doivent ici être pris en compte.

Longueur des câbles de lancement et de fin
Les OTDR envoyant et recevant les impulsions lumineuses sur la même prise, les câbles de lancement et de réception d'un OTDR se doivent d'être substantiellement plus longs que les câbles de mesure d'un OLTS. Ce surcroît de longueur est nécessaire pour donner au récepteur suffisamment de temps de repos après l'envoi d'une impulsion par l'émetteur. Lorsque l'émetteur envoie une impulsion, le récepteur est totalement saturé (« aveugle ») pendant un laps de temps et n'est plus en mesure d'effectuer de mesure. Le temps pendant lequel le récepteur demeure « aveugle » équivaut à une certaine longueur de fibre optique. Habituellement, le câble de lancement est substantiellement plus long que la longueur minimale requise afin d'éviter tout problème.

Catégorie de câble
Les OTDR mesurant les événements survenant le long de la fibre optique, ils peuvent détecter une non-concordance entre les types de fibre. Si cette non-concordance apparaît entre le câble de lancement et la liaison soumise à essai, elle est susceptible d'influer sur le résultat du premier connecteur de la liaison soumise à essai.

Connecteurs
Comme pour les mesures par OLTS (voir la réponse n°2 ci-dessus), l'utilisation de connecteurs de référence a toute son importance pour les mesures par OTDR. Pour mesurer avec exactitude le premier connecteur de la liaison soumise à essai, des connecteurs de référence s'avèrent essentiels pour restreindre les tolérances dues au connecteur du câble de lancement.

Récapitulatif :
Comme pour les mesures par OLTS, il n'est pas recommandé d'utiliser un câble de raccordement ordinaire vendu dans le commerce pour réaliser vos mesures. Veillez à toujours utiliser des câbles de lancement et de réception adéquats pour les mesures afin d'obtenir des résultats de mesure exacts.

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