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LA RETRODIFFUSION:
La rétrodiffusion consiste à mesurer le temps
mis par une impulsion lumineuse pour aller et
revenir dans la liaison.
L’atténuation est le rapport entre la lumière
envoyée et la lumière reçue. En réalité,
l’atténuation est double car il y a l’aller mais
aussi le retour de la lumière dans la fibre.
La vitesse dans la fibre est d’environ: 200m/µs
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LA RETRODIFFUSION:
Le but de la réflectométrie:
- Mesurer la longueur de la liaison ou de l’événement
- Connaître l’atténuation
- Visualiser les variations et incidents le long de la fibre
Les contraintes de mesures:
- La résolution en distance (échelle horizontale)
- La résolution en dB (échelle verticale)
- L’atténuation totale de la fibre
- La longueur de la fibre en contrôle
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LA RETRODIFFUSION:
VITESSE DE PROPAGATION:
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200m/µs (10 ns = 2 m dans la fibre)
VITESSE DE PRESENTATION SUR LE
REFLECTOMETRE:
100m/µs (10ns = 1 m sur l’écran)
Impulsion émise
Implusion réfléchie
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LA RETRODIFFUSION:
La résolution spatiale et le pouvoir séparateur:
La distance d’un point sur la fibre au réflectomètre est égale à:
D = T x C/2n (avec T: temps de trajet aller et retour de l’impulsion).
Pour les fibres optiques en silice D = (T x 100) en m
Le pouvoir séparateur dépend du choix de l’impulsion.
Si L = 10ns, le pouvoir séparateur correspondra à 1 mètre.
Le pouvoir séparateur est d’autant meilleur que l’impulsion
est étroite.
L
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LA RETRODIFFUSION:
En résumé, plus la résolution spatiale est
élevée, plus le réflectomètre pourra distinguer
de défauts voisins. Pour cela, les impulsions
doivent être brèves (exemple une nanoseconde).
Dans ce cas la longueur explorée sera réduite.
Le pouvoir séparateur d’un réflectomètre est sa
capacité à distinguer deux (ou plusieurs)
défauts consécutifs.
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LA RETRODIFFUSION:
Schéma de principe de réflectomètre:
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Générateur
d’impulsions
LASER
Coupleur directif
Fibre à mesurer
Amplificateur
Photodiode à
avalanche
dB
Synchro
ECRAN
Km
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LA RETRODIFFUSION:
Structure d’une fibre optique. Diffusion de RAYLEIGH
Gaine optique
Coeur
Imperfection
structurale de la
matière.
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LA RETRODIFFUSION:
Principe de la rétrodiffusion dans la fibre optique:
Information
incide nte
Impe rfe c tion
s tructura le de la
matiè re .
Information
ré trodiffus é e
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
Ri s qu e de m é l an ge si l a di stan ce e st trop
gran de
Le choix d’impulsions
courtes limite la distance
d’exploration de la
liaison.
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
L u m i ère p a ra si te v e rs le laser!
Attention: Pour les lasers de forte
puissance, la réflectance d’entrée
peut provoquer des dégradations
de l’appareil. C’est pour cette
raison qu’il est indipensable de
coupler le réflectomètre à la fibre
avec des connecteurs à faible
réflectance (FC/PC par exemple).
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LA REFLECTOMETRIE:
Bobine ou fibre amorce:
Di st: 10 Km
12 dB
D’une longueur de 1000 à 5000 mètres, elle permet:
-De décaler la zone aveugle de sortie du réflectomètre (1er
connecteur)
-D’avoir une pente avant la 1ére connectique pour une
mesure de rupture de pente.
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
Traitement du signal.
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
Traitement des valeurs de
puissance par rapport au
temps d’acquisition
programmé.
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions courtes (suite)
Résultat de la mesure
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions longues
Le choix des impulsions
longues permet d’explorer
une distance plus longue
mais réduit la précision de
localisation des défauts.
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Choix des impulsions: Impulsions longues
Résultat de la mesure.
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
La Dynamique de mesure:
La distance d’exploration d’une liaison dépend de la puissance
d’injection du signal. En effet il faut que la lumière puisse faire l’aller
et le retour avant d’être traitée par le réflectomètre.
Pour les longues distances, il faut une dynamique importante:
dB
250 Km
Exemple: Dynamique
40 dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Une faible dynamique réduit la distance d’exploration:
dB
80 Km
Km
Exemple de dynamique 20 dB
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LA REFLECTOMETRIE:
La réflectance d’un événement:
C’est le rapport entre la puissance incidente et la puissance
réfléchie aux événements (épissure mécanique, connecteurs,
etc…)
La qualité des connecteurs monomodes doit garantir une
réflectance meilleure que -60 dB
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LA REFLECTOMETRIE:
Le coefficient de diffusion:
Le coefficient de diffusion d’une fibre représente la quantité
de lumière rétrodiffusée par la fibre. Ces coefficients sont
spécifiques à chaque fibre et dépendent de la longueur
d’onde.
Information
ré trodiffusé e
Exemple:
•à 1310 nm = -79 dB
•à 1550 nm = -81dB
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LA REFLECTOMETRIE:
Pertes et affaiblissements dans la fibre optique:
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LA REFLECTOMETRIE:
Indice de réfraction:
Noté « n », c’est le rapport entre la vitesse de la lumière dans
le vide et la vitesse dans le milieu considéré.
n = C/v
C’est un paramètre important en réflectométrie car il permet
la localisation d’un événement (en Km), par rapport au temps
mis par l’impulsion pour aller et revenir. Une imprécision
d’indice provoque une erreur de localisation.
Exemple:
* 1,467 en monomode.
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LA REFLECTOMETRIE:
La fréquence de répétition (portée):
Elle est choisie en fonction de la longueur de la liaison à
mesurer. Une nouvelle impulsion ne doit pas être émise tant
que la première n’a pas parcourue le trajet aller et retour de
la longueur de la fibre.
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LA REFLECTOMETRIE:
Le pouvoir séparateur:
C’est l’aptitude d’un réflectomètre à identifier deux défauts
proches l’un de l’autre (C’est directement lié à la largeur
d’impulsion choisie et à l’amplitude du défaut).
dB
Impossible de
différencier les
défauts
dB
Km
Les défauts sont
localisables et
mesurables
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Zone morte d’un événement (ou zone morte):
C’est la limitation du réflectomètre à explorer une zone
d’événements après tout défaut réfléchissant.
La zone aveugle est, quand à elle, la zone non exploitable
après le connecteur de sortie de l’appareil. Pour en minimiser
les effets, on utilise une bobine amorce.
dB
ZONE AVEUGLE
dB
ZONE MORTE
Km
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Mesure de la zone morte
Explication: Les composants (photodiode, amplificateur) n’ont pas de bande passante suffisante pour
représenter l’ensemble du pic. Il y a donc saturation et désaturation (Zone b-c). Cette zone varie d’un
appareil à l’autre et suivant le largeur d’impulsion (30 ou 300 nm). Dans cette zone nous n’avons
aucune vision de ce qu’il se passe sur la fibre.
Il est donc nécessaire d’utiliser une fibre amorce, placée entre le réflectomètre et la fibre à tester avec
un raccordement non réfléchissant
dB
a
c
a: Emission
b: saturation
c: désaturation
0,1 dB
ZONE MORTE
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Fantômes:
Ces défauts sont principalement causé par des pics de
réflexion fortement importants. C’est un écho sur le
connecteur d’entrée. L’énergie est ensuite renvoyée vers la
liaison. Ces pics fantôme ne comporte pas
d’affaiblissement.
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LA REFLECTOMETRIE:
Mesures de pentes
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Il existe deux méthodes: Droite entre les deux curseurs et
droite des moindres carré (Least Mean Square). Exprimé en
dB/Km.Il ne doit pas y avoir trop de différence entre
l’affaiblissement linéique de la fibre et l’affaiblissement
mesuré.
dB
A
B
A-B = 8960 m
A-B = 3,31 dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Mesures de défaut
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La mesure peut se faire de deux manières (plus ou moins
précise).
•Mesure par l’écart des pentes,
•Mesure locale du défaut
Mesure locale d’un défaut:
dB
AB
dB
A-B = 12 m
A-B = 0,5 dB
AB
NON
A
B
OUI
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Mesures de défaut
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•Mesure par l’écart des pentes, plus précise que la précédente
Mesure par l’écart des pentes:
dB
A a
Ecart des pentes
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Détection d’une contrainte par comparaison des longueurs
d’onde.
dB
Mesure à 1310 nm
Mesure à 1550 nm
Ecart des pentes < 0,05 dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
1) Défaut non réfléchissant (épissures, contraintes):
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
2) Défaut réfléchissant (épissures mécanique, fibre cassée,
connecteur):
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
3) Défaut non réfléchissant avec changement de pente (
contrainte sur la fibre):
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
4) Défaut positif ( variation du coefficient de rétrodiffusion,
variation du diamètre de champ de mode).
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
5) Fibre stressée
dB
Km
41
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
6) Défauts non réflectifs cumulés (soudure et lovage)
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
7) Défauts non réflectifs cumulés à un défaut réflectif (Rayon
de courbure avant une connectique ou cassure de fibre)
dB
Km
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LA REFLECTOMETRIE:
Interprétation des défauts de réflectométrie
8) Pics fantôme (Réflexion de Fresnel trop importante aux
défauts) D1
F1-F2-F3-F4: PICS FANTOMES
dB
Origine
Origine
de F3
de F1 e
t F2
Origine
de F
D1: DEFAUT REFLECTIF
D2
4
D2: FIN DE FIBRE
F3
F4
300m
300m
200m
F2
F1
200m
300m
800m
800m
Km
44
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
QUELQUES EXERCICES….
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
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LA REFLECTOMETRIE:
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