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1777-2-la-technologie-de-la-fibre-optique_0.ppt
- 1. La fibre optique •Avantages • Technologie • Structure • Les composants passifs • Repérage, marquage • Mise en œuvre, raccordement Auteur : Fabien GERDOUX – THALES Optronique
- 2. Les télécommunications modernesfont largement appel aux fibres optiques car celles-ci présentent de très grands avantages par rapport aux câbles en cuivre. •Faible atténuation •Grande bande passante •Guide insensible aux rayonnements •Légèreté •Sécurité Les inconvénients résident surtout dans le domaine de la fragilité et du coût. Les avantages de la fibre
- 3. Il existe deuxgrandes technologies de fibres optiques: •La fibre de verre •La fibre plastique La fibre plastique a un usage limité (éclairage et liaison très courte distance). Pour des transmissions haut-débit utilisées dans les télécommunications, seule la fibre de silice apporte des performances intéressantes. C’est pourquoi, dans la suite de cette formation, seule la fibre de verre sera étudiée. Technologies
- 4. 250 μm Elle estcomposée de deux parties concentriques distinctes: La fibre nue Structure
- 5. Elle est composéede deux parties concentriques distinctes: 125 μm partie optique La fibre nue • une partie optique qui canalise et propage la lumière Structure
- 6. Elle est composéede deux parties concentriques distinctes: La fibre nue Elle est composée de deux parties concentriques distinctes: La fibre nue • une couche de protection mécanique appelée revêtement primaire (coating) sans fonction de propagation 250 μm revêtement de protection Structure
- 7. La partie optique,qui propage la lumière, est constituée de deux couches concentriques indissociables: • Le coeur optique (Core) composé de silice dans lequel se propagent les ondes optiques. • La gaine optique (Cladding) composée en général du même matériau que le coeur mais dopée différemment. Elle confine les ondes optiques dans le cœur. Gaine optique d’indice ngaine Cœur d’indice ncoeur 9 - 50 - 62.5 μm 125 μm Coupe de la partie optique de la fibre Structure
- 8. Fibre nue Exemplede gaine de protection 900 μm 250 μm Structure Des gaines de protection • de structures variées • de diamètres différents
- 9. Longueurs d’onde utiliséespour la fibre optique (situées dans l’invisible) Spectre de la lumière
- 10. Spectre utilisé dansle cadre de la transmission par fibre optique Retour spectre visible 450 750 infrarouge 650 550 Fibre en plastique 850 Ifenêtre: systèmes multimodes II fenêtre systèmes multimodes et monomodes IIIfenêtre systèmes monomodes 1300 1550 longueur d’onde (nm) IV fenêtre systèmes monomodes 1625
- 11. •La fibre multimodedénommée MMF(MultiMode Fiber) Elle est principalement utilisée dans les réseaux locaux (LAN) dont la distance n’excède pas deux km.La transmission des données se fait, en général, au moyen d’une LED d’une longueur d’onde de 850 nm ou 1300nm. •La fibre monomode dénommée SMF (Single Mode Fiber) Elle est principalement utilisée par les opérateurs pour couvrir de grandes distances (WAN). La transmission des données se fait au moyen d’un laser d’une longueur d’onde de 1300 nm, 1550 nm ou 1625 nm. 2 Types de fibres
- 12. Classe de fibre Lafibre OM1 La fibre OM1 correspond à une fibre 62,5/125 µm « courante ». La fibre OM2 La fibre OM2 stipule une bande passante de 500 MHz.km dans les deux fenêtres 850nm et 1300nm. Les fibres 50/125 µm « courantes » répondent à cette spécification (et la dépassent). La fibre OM3 est définie pour couvrir les besoins des futures liaisons à 10 Gbit/s. Cette spécification de fibre vise à atteindre ce débit sur des distances de 300 m à 850 nm. La fibre OM3 stipule une bande passante de 1500 MHz.km dans la fenêtre 850 nm et des caractéristiques de bande passante mesurées avec un émetteur à diodes laser (fibre 50/125µm)
- 13. Structure de lafibre mise en câble Exemples de structures existantes: •La structure serrée •La structure semi-serrée (ou easy strip) •La structure libre •La structure ruban •GGP (voir fichier séparé)
- 14. La structure libre Tube1 mm Revêtement primaire 250 µm Fibre 125 µm •La fibre nue non solidaire du tube. •Dénudage très aisé. •Comportement face à l’effet de paille catastrophique. Retour •Matière: Nylon (cassant)
- 15. La structure serrée Gainede protection 900 µm Fibre 125 µm Revêtement primaire 250 µm •La fibre nue est recouverte d’une gaine de protection dont elle est solidaire. •Dénudage par petits tronçons de quelques millimètres. •A utiliser uniquement pour des jarretières. Cas d’utilisation rare. Retour •Bon comportement face à l’effet de paille.
- 16. La structure semi-serrée Gainede protection (hytrel) Øext =900 µm Øint =300 µm Revêtement primaire 250 µm Fibre 125 µm •La gaine de protection est réalisée par plusieurs couches concentriques. •Dénudage de plusieurs mètres (<3) en une seule passe. •Bon comportement face à l’effet de paille. Retour •Utilisé très souvent pour les pigtails avec épissurage en cassettes
- 17. Reducing Stress bylowering the glass Reducing Stress by lowering the glass diameter diameter Standard Fibre 9, 50 or 62.5 µm glass core 100 µm glass cladding 125 µm glass cladding 125 µm polymer coating 250 µm primary coating GGP Fibre Compatible with “standard” fiber 3 La structure GGP
- 18. 3 Home Cabling Home Cabling Lastructure GGP Retour
- 19. La structure ruban Fibre125 µm Revêtement primaire 250 µm •La structure ruban est réalisée par juxtaposition de 4, 6, 8, 12 fibres nues collées entre elles par une résine. •Ce type de structure est dédié à de l’épissure de masse. Retour
- 20. Différents types decâbles Toutes les structures permettent une mise en câble de la fibre. Le type de câble réalisé sera déterminé par la structure de la fibre avant sa mise en câble. •Structure serrée ou semi-serrée – câbles mini-break out •Structure serrée ou semi-serrée – câbles break out •Câble jarretière •Structure libre-câbles loose tube •Autres structures
- 21. Structure libre-câbles loosetube •La fibre est placée dans un tube rempli de gel hydrofuge. •Faible coût et simplicité d’installation Produit hydrobloquant Gel Protection anti-rongeur Gaine finale Fibre optique Tube
- 22. Câble jarretière Un câblejarretière peut se trouver sous différentes formes : Simplex Fibre optique Renforts d’aramide Gaine extérieure
- 23. Câble jarretière Un câblejarretière peut se trouver sous différentes formes : Divisex / Scindex Fibre optique Renforts Gaine finale
- 24. Câble jarretière Un câblejarretière peut se trouver sous différentes formes : Duplex Fibre optique Renforts Gaine finale Gaine jarretière
- 25. Câble jarretière Un câblejarretière peut se trouver sous différents diamètres : Les jarretières ont des diamètres 2,8 mm, 2 mm ou 1,6 mm : • Pour le 2,8 mm, les trois types de structures existent avec de la fibre gainée à 900 µm. • Pour le 2 mm, les trois types de structures existent également avec de la fibre gainée à 900 µm. • Pour le 1,6 mm, les structures semi-serrées et serrées existent avec de la fibre gainée à 600 ou 700 µm. Retour
- 26. Câbles mini-break out Cescâbles sont constitués d’un assemblage de fibres gainées à 900 µm. Ce câble est constitué de 2 à 12 fibres. Filin de déchirement Gaine finale Fibre optique Renforts Retour
- 27. Câbles break out Excellentestenues mécaniques (traction et écrasement). Ce câble est constitué de jarretières de 2 à 2,5 mm (2,4,6,12). Filin de déchirement Ruban Gaine finale Gaine jarretière Renforts Fibre optique Renfort central Retour
- 28. Autres structures Différentes caractéristiquesdoivent être étudiées pour décider du choix final d’un câble: Armure Étanchéité Protection chimique Protection contre les rongeurs. Protection au feu Retour
- 29. Repérage par couleurs Lesfibres sont colorées pour faciliter leur repérage dans le câble lors des phases de raccordement. Code de couleurs: • Incolore/rouge/bleu/vert/jaune/violet • orange/gris/marron/noir/turquoise/rose Possibilité d’avoir le 250µ de la même couleur que le 900µm. Retour
- 30. Marquage Le marquage surle câble peut contenir un certain nombre d’informations: • le nom du constructeur • l’année de fabrication • la structure de fibre (exemple: 9/125/900) • le type de fibre • le type de gaine (ZH, LSOH, ….) Retour
- 31. Le raccordement optique Introduction Lesdifférentes techniques Retour
- 32. Introduction Le raccordement optiquepermet de mettre bout à bout deux fibres afin d’assurer le passage de la lumière avec un minimum de pertes. On les caractérise par deux principaux critères: •Pertes d’insertion •Réflectance Retour
- 33. Il existe différentscritères de perte de couplage. Non alignement des axes des deux fibres Problèmes liés au raccordement de deux fibres Multimode Monomode
- 34. Il existe différentscritères de perte de couplage. Problèmes liés au raccordement de deux fibres Écartement des deux faces optiques Multimode Monomode
- 35. Il existe différentscritères de perte de couplage. Problèmes liés au raccordement de deux fibres Mésalignement angulaire des deux axes des fibres Multimode Monomode
- 36. Critères intrinsèques àla fibre Suivant la norme NF EN 188100, les fabricants de fibre se doivent de respecter les tolérances suivantes: Diamètre du cœur 9,05 ± 0,50 µm Diamètre de gaine optique 125 ± 2 µm Concentricité cœur/gaine <0,6 µm Diamètre cœur =9,50 µm Diamètre cœur =8,60 µm cœur gaine
- 37. Critères intrinsèques àla fibre Suivant la norme NF EN 188100, les fabricants de fibre se doivent de respecter les tolérances suivantes: Diamètre du cœur 9,05 ± 0,50 µm Diamètre de gaine optique 125 ± 2 µm Concentricité cœur/gaine <0,6 µm cœur gaine Diamètre gaine =125 µm Diamètre gaine =123 µm
- 38. Critères intrinsèques àla fibre Suivant la norme NF EN 188100, les fabricants de fibre se doivent de respecter les tolérances suivantes: Diamètre du cœur 9,05 ± 0,50 µm Diamètre de gaine optique 125 ± 2 µm Concentricité cœur/gaine <0,6 µm cœur gaine Retour
- 39. La réflectance estune grandeur permettant de caractériser le coefficient d’un élément optique réfléchissant. On la définit comme le rapport entre la puissance réfléchie par l’élément sur la puissance incidente. Non contrôlées, les réflexions peuvent dégrader les performances du système en perturbant le fonctionnement de l’émetteur laser, créer des perturbations sur du signal analogique ou générer du bruit sur le récepteur (surtout dans le cas d’une transmission par fibre monomode) La réflectance
- 40. Les pertes deFresnel Dioptres Énergie réfléchie Énergie transmise ngaine ncoeur nair Les réflexions sont dues aux discontinuités d’indice de réfraction. •Déperdition d’une partie de la puissance optique transmise •Retour d’une partie de la puissance lumineuse vers le générateur Elles sont également appelées pertes par réflexion ou Return Loss. Retour
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- 42. La courbe derétrodiffusion permet de déterminer sur un tronçon de fibre: • Sa longueur • Son atténuation et son affaiblissement linéique • Les caractéristiques d’une épissure, d’une connexion ou d’un défaut de ligne (réflectance et atténuation). Mesure par réflectométrie
- 43. Les différentes techniques deraccordement Il existe deux techniques : •l’épissure est un raccordement non démontable •le connecteur est un raccordement démontable Retour
- 44. Les différentes techniques deraccordement Il existe deux techniques : •l’épissure est un raccordement non démontable •le connecteur est un raccordement démontable Retour
- 45. L’épissure est lamise en contact définitive de deux fibres optiques clivées et alignées. Deux types d’épissures: Les épissures •épissure par fusion •épissure mécanique Retour
- 46. fibre clivée fibre clivée Clivagedes deux fibres avant de les placer sur le support Épissure par fusion Fibre 125 µm Fibre nue 250 µm
- 47. Épissure par fusion Fibre125 µm Fibre nue 250 µm Mise en contact des deux fibres électrode
- 48. La fusion estréalisée avec l’aide d’un arc électrique. Épissure par fusion Fibre 125 µm Fibre nue 250 µm électrode
- 49. Épissure par fusion Cetteépissure sera ensuite protégée mécaniquement par une gaine métallique présente dans un manchon thermorétractable. Épissures par fusion
- 50. Deux exemples desoudeuses : Épissure par fusion Retour
- 51. Fibres dans unvé Épissure mécanique Fibre 125 µm Support Les fibres sont positionnées dans un vé puis bloquées mécaniquement. Il y a présence d’un gel d’indice pour garantir la stabilité des performances.
- 52. Epissurage – Fusion Nécessiteune soudeuse et des manchons de protection puisque la fusion rend le verre très fragile. Investissement lourd bien que le prix de se genre d ’outils est considérablement baissé.
- 53. Épissure mécanique Fibrlok 2540G •Pour 250µm uniquement • Proposé au marché FTTH pour les épissures proches du client • Compacte, cette épissure est mise sur 2 niveaux dans une cassette de 10 mm
- 54. Épissure mécanique Fibrlok 2529 •Pour 250µm et 900 µm • Epissure universelle Splice holder • Epissure 2529 montée sur platine auto-adhésive • Pas d’outil
- 55. Epissurage – Mécanique FibrlokTMVALISE 2559
- 56. Avantages • Excellent alignementdes cœurs de fibre, même en présence d’impuretés • Faible perte d’insertion • Mise en œuvre dans n’importe quel milieu • Gain de coût main d’œuvre • Gain de gestion de stock, simplification des références • Intégrité du signal • Excellente performance FibrlokTM Caractéristiques • Elément de connexion en aluminium • Gel d’indice • Ne nécessite pas d’alimentation électrique • Raccordement en 30 secondes après préparation de la fibre • Une seule référence Fibrlok pour les fibres monomodes et multimode en 125μm et pour les fibres avec revêtement de 250 à 900μm • Taux de réflexion supérieur à 60 dB à 23°C • Atténuation inférieure ou égale à 0,1 dB
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- 59. Cliveuse Caractéristiques • Simple d’utilisation •Design compact et séduisant • Corps traité anti-rayures • Lame haute précision avec 16 positions de clivage pour 48000 clivages au total • Fibres de 250 à 900μm, clivage ajustable de 5 à 20mm • Réglage et remplacement de la lame simples Avantages • Gain de productivité • Meilleure ergonomie d’utilisation, rangement facile • Longévité de l’outillage • Continuité de la qualité au long des 48000 clivages • Grande polyvalence • Gain de temps
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- 61. Tiroir SPP3 Caractéristiques • Panneauà tiroir • Entrées de câbles multiples • Système de fixation des breakouts • Système de fixation des cassettes • Numérotation des ports en face avant • Vis non perdables et dévissables à la main • Ecrous cages et vis pour format 19" • Pour tous les connecteurs standards Avantages • Mise en œuvre facile • Supporte des câbles horizontaux et backbone • Supporte également des mini breakout • Maintenance des fibres facile • Repérage facile • Pas besoin d'outil pour l'ouverture du panneau • Installation aisée • Un panneau pour toutes les applications
- 64. Les Connecteurs On peutregrouper les différents types de connecteurs en trois grandes familles: • Le standard 2,5 mm à monter en usine Standard commun défini par les utilisateurs et les constructeurs (connecteurs de types SC,FC, ST). • Le SFF (Small Form Factor) Conception de connecteurs de nouvelles générations avec pour objectif prioritaire de diminuer leurs tailles. • Les autres standards 2,5 mm de terrain Retour Encombrement des connecteurs
- 65. Le standard 2,5mm •Le principe •Le polissage •Le montage des fiches •Connecteur SC •Connecteur ST •Connecteur FC Retour •Cahier des charges
- 66. Connecteur Il doit avoirune bonne résistance: • mécanique, permettant un nombre de manœuvres important (>500 connexions-déconnexions). • thermique, permettant de faibles variations d’atténuation dans la gamme choisie(<0,1 dB). • traction, permettant de tirer sur le câble sans risque de rupture (environ 100N pour un câble 2,8 mm). • hygrométrie, permettant de travailler suivant différentes conditions climatiques. Retour
- 67. Le principe Raccord Fiche 1Fiche 2 Une connexion optique est composée de deux fiches et d’un raccord. La fiche termine la fibre, la protège, la positionne et la rend manipulable. Le raccord réalise le guidage et le verrouillage des deux fiches pour assurer d’une part la continuité du signal optique d’une fibre à l’autre, et d’autre part l’attachement mécanique de l’ensemble.
- 68. Le principe Raccord Fiche 1Fiche 2 Une connexion optique est composée de deux fiches et d’un raccord. férule centreur Raccord: il est composé d’un cylindre fendu ou centreur (sleeve) de diamètre 2,5 mm dont le rôle est d’auto-aligner les embouts optiques l’un en face de l’autre. Fiche: elle est composée d’un embout optique appelé férule (ferrule) de diamètre 2,5 mm perçée en son centre dans lequel est fixé la fibre.
- 69. Pour des performancesoptimales de reproductibilité de la connexion, on utilise généralement des férules et des centreurs céramiques. On trouve également des férules et centreurs métalliques ou plastiques. Le principe Raccord Fiche 1 Fiche 2 Une connexion optique est composée de deux fiches et d’un raccord. férule centreur Retour
- 70. Connecteur ST (Fiche-Raccord-Fiche) ST1(baïonnettedroite) ST2 (baïonnette hélicoïdale) Concepteur Développé par AT&T an 1985 Dénomination BFOC 2.5 Norme CEI 60874-10 Verrouillage Baïonnette type de fibre Monomode/Multimode Concept Simplex Embout optique férule céramique, métallique ou plastique non ajustable Raccord à sleeve métallique ou céramique Contact PC Caractéristique Standard, mise en oeurvre simple Existe sous deux formes ST1 et ST2
- 71. Connecteur FC (Fiche-Raccord-Fiche) Traverséeà embase carrée Traversée à écrou Concepteur Développé par NTT en 1984 Dénomination FC Norme CEI 60874-7 Verrouillage A vis type de fibre Monomode/Multimode Concept Simplex Embout optique Férule céramique ajustable Contact PC/APC Caractéristique Nombre élevé de constructeurs Manchon de couleur noir pour le multimode, bleu pour le monomode (PC) et vert pour le monomode (APC)
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- 73. Connecteur VF-45 (Fiche-Prise) ConcepteurDéveloppé par 3M Dénomination SG, VF 45 Système Volition Norme CEI 61754-19 Verrouillage A languette type de fibre Monomode/Multimode Concept Bivoie Embout optique Sans férule Contact fibres maintenues mécaniquement Pertes par insertion typ -0,20 dB, max -0,75 dB Return Loss -45 dB pour le monomode Caractéristique Bas coût Retour DATASHEET VF 45
- 74. Connecteur LC (Fiche-Raccord-Fiche) ConcepteurDéveloppé par AVAYA Dénomination LC Norme CEI 61754-20 Verrouillage A languette type de fibre Monomode/Multimode Concept Duplex Embout optique Férule céramique 1,25 µm ajustable Contact PC/APC Pertes par insertion typ -0,15 dB, max -0,40 dB Return Loss -55 dB pour le monomode Caractéristique fibres espacées de 6,25 mm Retour DATASHEET LC
- 75. Connecteur MU (Fiche-Raccord-Fiche) ConcepteurIntroduit par NTT Dénomination MU, mini SC Verrouillage Push-Pull type de fibre Monomode/Multimode Concept Simplex/Duplex Embout optique Férule céramique Contact PC Caractéristique Compacité DATASHEET MU
- 76. Connecteur MTRJ (Fiche-Prise) ConcepteurDéveloppé par Tyco, Siecor ... Dénomination MT-RJ et système de câblage Solarum Norme CEI 61754-18 Verrouillage A languette type de fibre Monomode/Multimode Concept Bivoie Embout optique Férule plastique Contact PC Pertes par insertion typ -0,20 dB, max -0,50 dB Return Loss -45 dB pour le monomode Caractéristique offres et compacité fibres espacées de 750 µm Retour DATASHEET MTRJ
- 77. La connectique • Connecteursà coller • Connecteurs à sertir • Pigtails
- 78. NPC SC :connecteur préfibré
- 79. NPC SC :montage
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