Notes et transcriptions du cours intitulé “Les réseaux d'accès optiques FTTH” proposé par Mines-Telecom sur la plateforme FUN-MOOC.

La fibre optique est en fait un mince fil de verre protégé par deux couches de revêtement thermoplastique.

• Le diamètre du verre est de 125 µm;
• Le diamètre extérieur du revêtement est de 250 µm.

Le verre est constitué de deux parties:

• Le cœur optique d'un diamètre 9 µm sur les structures monomodes;
• Une gaine optique de diamètre 125 µm.

L'ensemble verre + revêtement thermoplastique constitue ce que l'on appelle la fibre nue.

Le revêtement est appliqué lors de la fabrication de la fibre, il est conservé tout au long de la vie de la fibre. Il n'est retiré que pour des opérations très spécifiques comme l'épissurage ou la connectorisation.

Immédiatement après ces opérations, la fibre est re-protégée soit par des manchons soit par le corps même du connecteur.

Dans un câble les fibres sont identifiées par leur couleur. Cette couleur est:

• Soit un mince film coloré rajouté sur la fibre;
• Soit directement la couleur du revêtement secondaire teintée dans sa masse.

Ce second procédé dit colorLock présente une meilleur résistance dans le temps.

Un code couleur spécifique est utilisé en France. Par convention, la fibre rouge est dite fibre numéro 1 … la fibre douze est de couleur rose. Le tableau ci-dessous présente les association indice - couleur des fibres.

Une fibre optique est certes un fil de verre, mais un verre d'une extrême pureté. La représentation ci-dessous compare différents types de verres et donne les absorption en dB/km.

Si l'on compare un verre de vitre avec une fibre optique, on voit que pour le verre de vitre l’absorption est de 200 000 dB/Km alors qu'il est de 0,2 dB/km pour la fibre optique.

Une fibre optique est donc 1 000 000 de fois plus transparente qu'un verre de vitre.

Cette extrême pureté est obtenue grâce à des procédés de fabrication très spécifiques.

On peut distinguer 3 étapes dans la fabrication de la fibre optique:

1. La fabrication de la préforme, un objet en verre (barreau de silice très pure) d'un diamètre allant de 100 à 150 mm;
2. Cet objet est ensuite étiré jusqu'à obtenir un diamètre de 125 µm (rapport d'homothétie , c'est l'étape de fibrage;
3. La dernière étape est celle de la caractérisation qui permet de valider les propriétés de la fibre.

Pour obtenir cette extrême pureté, il est nécessaire d'utiliser des procédés de dépôt en phase vapeur. Les procédés les plus utilisés en Europe sont les procédés dits internes. Ils consistent à déposer des couches à l'intérieur d'un tube de dépôt.

Lorsque le nombre de couches voulues est réalisé, le tube est ensuite fermé c'est l'étape de rétreint. On obtient le barreau de cœur. Ensuite des couches de verre sont rajoutée à l'extérieur pour obtenir la préforme.

La deuxième étape de fabrication est l'étape de fibrage. La préforme est amené au sommet d'une tour de fibrage, elle est introduite dans un four chauffé aux environs de 2000 °C. La température fait qu'une infime partie de verre se détache emmenant avec elle un mince fil de verre. Ce fil de verre est le début de la fibre optique. Ensuite on controle en tension, en vitesse de descente de préforme, en température du four pour obtenir le bon diamètre de 125 µm.

En bas de la tour de fibrage est appliqué le revêtement. D'abord le revêtement primaire puis ensuite le revêtement secondaire.

Après le fibrage la fibre optique est soumise à un test d'épreuve. Elle va être étirée de 1% pendant 1 seconde sur toute sa longueur. Cela permet d'éliminer les points faibles. Cela permet d'assurer une durée de vie de la fibre supérieure à 20 ans dans les conditions normales d'utilisation.

La fibre optique est ensuite caractérisée. Plusieurs dizaines de paramètres sont mesurés selon les standards internationaux.

Les standards internationaux définissent de nombreux types de fibre optique. En France:

• Pour les réseaux longues distances on utilise la fibre dite G.652.D;
• Pour les réseaux FTTH il est recommandé d'utiliser le type G.657.A2 (insensible à la courbure).

La fibre type G.657.A2 est dite insensible aux courbures: elle limite les pertes de puissance en cas de courbure de la fibre.

Dans les photos ci-dessous, on compare la fibre type G.652.D et la fibre G.657.A2. En cas de courbure autour d'un stylo, on constate une perte de 11dB avec la G.652.D soit la moitié du budget optique du réseau FTTH. Pour la fibre G.657.A2 la déperdition est seulement de 0,2 dB soit 1% du budget optique.

Le cas présenté ci-dessus est un cas d'école ou correspond à des courbures accidentelles sur le réseau. Les fibres insensibles aux courbures ont été développées principalement pour permettre de stocker les fibres sur de faibles rayons de courbure (15 mm).

Différents types de fibres ont été définis et toutes n'ont pas les même performances. Le tableau ci-dessous compare les fibres de type G.657.A1, G.657.B2 et G.657.B3.

La G.657.B3 n'est pas spécifiée pour un rayon de stockage de 15 mm. Si l'on compare les types G.657.A1 et G.657.B2 on note de forte différences de performances. La fibre type G.657.A1 (exxtrapolation de la fibre G.652.D) à des pertes 10 fois supérieures à la fibre G.657.A2.

Cet écart est d'autant plus important que la longueur d'onde d'opération augmente l'écart. Il faut savoir que les réseaux de future génération qui viendront après le GPON utiliseront de plus grandes longueurs d'ondes.

Il est donc important pour la pérennité du réseau d'utiliser la fibre qui assure la plus faible perte de courbure possible aux plus grandes longueurs d'ondes.

La fibre optique est donc un mince fil de verre d'une extrême pureté. Des procédés de fabrication très spécifique doivent être employés. Elle fait l'objet de beaucoup d'attention lors de sa fabrication et de sa caractérisation.

Elle doit être l'objet de beaucoup d'attention lors de sa manipulation et de son installation.

• Les rayons de courbure trop sévère doivent être évité (R < 15 mm);
• Il ne faut pas étirer la fibre;
• Il faut éviter de heurter la fibre avec un outil tranchant.

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