15 avril 2020
Dans les communications par fibre optique et les systèmes photovoltaïques, tout dépend de la lumière. La réception correcte d'un signal dépend entièrement de la puissance optique. Le wattmètre optique (OPM) est l'outil le plus basique pour mesurer la force du signal optique. Sans lui, le test des liaisons fibre optique revient à palper une impulsion dans l'obscurité.
Dans les communications par fibre optique et les systèmes photovoltaïques, toute transmission de signal dépend de la lumière. Et la force de cette lumière détermine directement si le signal peut être correctement reçu. Le wattmètre optique (OPM) est l'outil le plus basique pour mesurer la force du signal optique. Sans lui, tester les liaisons fibre optique revient à se bander les yeux et à deviner.
Le principe de base n'est pas complexe : un photodétecteur (généralement une photodiode InGaAs ou germanium) convertit les signaux optiques incidents en signaux électriques, et les circuits les convertissent en valeurs de puissance exprimées en dBm (décibels-milliwatts) ou en μW (microwatts). dBm est une unité logarithmique : 0 dBm = 1 mW, -10 dBm = 0,1 mW, -30 dBm = 0,001 W. La valeur du dBm est qu'il maintient les lectures lisibles même lorsque la puissance optique s'étend sur des ordres de grandeur : une liaison fibre avec une puissance d'émission de 0 dBm et une puissance de réception de -25 dBm a 25 dB d'atténuation, ce qui signifie 300 fois moins de puissance au niveau du récepteur, mais exprimée sous la forme d'un seul nombre : 25.
L'OPM est indispensable plutôt qu'facultatif car il remplit trois fonctions irréductibles. Premièrement, il mesure la puissance de sortie côté transmission pour confirmer que la source lumineuse fonctionne conformément aux spécifications. Deuxièmement, il mesure la puissance d'entrée côté réception pour confirmer que le signal est supérieur au seuil de sensibilité du récepteur. Troisièmement, en soustrayant les deux rendements, la perte de liaison – la mesure la plus importante pour juger de la qualité des liaisons fibre optique. Ensemble, ces trois fonctions constituent un examen physique complet de chaque liaison fibre optique.
Une idée fausse courante est que les OPM sont réservés aux laboratoires. En réalité, les ingénieurs de terrain les utilisent quotidiennement – pour l'acceptation des liaisons fibre dans les stations de base de télécommunications, les tests d'interconnexion fibre dans les centres de données et les vérifications des liaisons de communication fibre dans les centrales photovoltaïques. Le PK56A est conçu spécifiquement pour une utilisation sur le terrain, équilibrant précision de qualité laboratoire et portabilité portable.
Lors de la sélection d’un OPM, trois paramètres sont déterminants. Si vous vous trompez, les résultats du test seront invalides.
Premièrement : la longueur d’onde. La lumière dans la fibre n’est pas une lumière blanche : c’est une lumière laser ou LED à des longueurs d’onde spécifiques. Les longueurs d'onde courantes de communication par fibre incluent 850 nm (multimode), 1 310 nm (monomode), 1 550 nm (monomode) et 1 625 nm (pour les tests du système DWDM). L'OPM doit être calibré à la bonne longueur d'onde, car la réactivité du détecteur varie en fonction de la longueur d'onde : le même détecteur peut être deux fois plus sensible à 850 nm qu'à 1 550 nm. L'utilisation de la courbe d'étalonnage de 850 nm pour mesurer la lumière de 1 550 nm peut produire des lectures de 20 % ou plus. Le PK56A prend en charge sept réglages de longueur d'onde couvrant 850 nm à 1 625 nm, correspondant aux longueurs d'onde de communication grand public — aucune incompatibilité de longueur d'onde à craindre sur le terrain.
Deuxièmement : la plage de puissance. La plage détermine la force d'un signal lumineux que l'OPM peut mesurer. Une portée trop faible risque de détruire le détecteur en cas de forte lumière ; une plage trop large ne peut pas mesurer une lumière faible. La puissance optique des tests sur le terrain s'étend généralement de -70 dBm à +10 dBm. -70 dBm est la limite inférieure de sensibilité de la plupart des récepteurs ; +10 dBm est la puissance maximale de la plupart des sources lumineuses. La gamme PK56A couvre -70 dBm à +10 dBm, correspondant à la plupart des scénarios de terrain.
Troisièmement : la précision. La précision OPM est généralement exprimée entre ±0,1dB et ±0,3dB. ±0,1 dB signifie une erreur de 2 % – qualité premium. ±0,3 dB signifie une erreur d'environ 7 % – ce qui est suffisant pour la plupart des acceptations techniques. La précision est importante car si un OPM a une précision de ±0,3 dB et que les spécifications techniques exigent une erreur de perte de liaison inférieure à ±0,5 dB, l'OPM représente à lui seul 60 % du budget d'erreur autorisé, laissant peu de marge pour le lien lui-même.
Les tests de fibre traditionnels nécessitaient plusieurs appareils : un OPM pour l'alimentation, un stylo à lumière rouge pour la localisation des défauts et une source de lumière pour l'injection du signal de test. Le PK56A intègre les trois dans un seul appareil portable, et sa valeur fondamentale est d'être tout-en-un.
Le corps principal du PK56A est un OPM prenant en charge sept longueurs d'onde et une plage de -70 dBm à +10 dBm. De plus, il dispose d'une source de lumière rouge intégrée (650 nm) qui injecte de la lumière rouge dans la fibre via des adaptateurs FC/UPC ou SC/UPC. La lumière rouge sert à la visualisation : lorsque la lumière rouge est injectée dans une fibre, s'il y a une cassure au milieu, la lumière rouge s'échappe au niveau de la cassure et devient visible à l'œil nu. Ceci est particulièrement utile pour dépanner les cavaliers de fibre – pas besoin d’un OTDR (réflectomètre optique dans le domaine temporel, un appareil coûtant des dizaines de milliers de yuans). Un seul PK56A détermine rapidement si un cavalier est bon.
Le PK56A prend également en charge les interfaces fibre universelles. FC, SC, ST, LC et d'autres types d'interfaces sont pris en charge en changeant d'adaptateurs — pas besoin de périphériques séparés par type d'interface. Sur le terrain, différents systèmes utilisent différentes interfaces – SC dans les télécommunications, LC dans les centres de données, FC dans CATV – et la prise en charge multi-interface du PK56A signifie qu'un seul appareil gère tous les scénarios.
En pratique, le PK56A ajoute de la valeur grâce à sa simplicité opérationnelle. Son écran affiche simultanément les lectures dBm et μW et indique directement si le résultat du test est conforme aux spécifications (PASS/AVERTISSEMENT/FAIL) — aucune recherche manuelle dans le tableau n'est requise. Il stocke les résultats des tests pour les comparer aux données historiques.
Dans la pratique des tests de fibres sur le terrain, plusieurs erreurs récurrentes entraînent des pertes inutiles. Les comprendre évite de vrais problèmes. La première erreur est de ne pas vérifier le réglage de la longueur d'onde avant de mesurer. Comme indiqué, les courbes d'étalonnage OPM varient en fonction de la longueur d'onde. Le réglage d'une mauvaise longueur d'onde produit des lectures erronées de 10 à 20 %. De nombreux employés de terrain, pour éviter des ennuis, utilisent la même longueur d'onde pour toutes les mesures – cela peut s'écarter de 10 % à 20 % lors de la mesure de fibres monomodes de 1 310 nm et 1 550 nm.
La deuxième erreur consiste à ignorer la propreté des extrémités des fibres. La poussière, l'huile ou les rayures sur l'extrémité de la fibre (face d'extrémité du connecteur) provoquent une perte d'insertion et une réflexion supplémentaires, et les résultats des tests peuvent attribuer à tort une contamination de l'extrémité à des problèmes de qualité de liaison fibre. Une méthode d'auto-vérification simple : avant de tester, inspectez l'extrémité avec une loupe. S'il est sale, nettoyez-le avec un bâton de nettoyage dédié aux fibres et de l'alcool anhydre avant de mesurer. De nombreuses défaillances de type « perte de liaison dépasse les spécifications » se résolvent d'elles-mêmes après le nettoyage de l'extrémité.
La troisième erreur consiste à tester une seule fibre. Dans une liaison fibre optique, il y a généralement deux fibres : une pour la transmission (Tx), une pour la réception (Rx). La perte de lien peut différer entre les deux. Tester un seul et tirer des conclusions peut passer à côté des problèmes liés à l'autre. La bonne approche consiste à tester les deux et à comparer la différence de perte. Si la différence dépasse 3 dB, une fibre peut présenter des problèmes de flexion, d'écrasement ou de terminaison.
La quatrième erreur est de ne pas enregistrer les données de test. Les données OPM – puissance d’émission, puissance de réception, perte de liaison – constituent le « dossier de santé » d’une liaison fibre. Si les données ne sont pas enregistrées après les tests, lorsque de futurs problèmes de liaison surviennent, il n'y a aucun moyen de déterminer si « c'était bon avant » ou « s'il y avait des problèmes avant ». L'approche correcte consiste à enregistrer toutes les données après chaque test, archivées par numéro de lien, en créant un enregistrement de test en série chronologique.
Les tests complets des fibres vont au-delà de la simple mesure de la puissance. Un flux de travail complet d'acceptation de liaison fibre optique doit inclure : un test de puissance côté transmission (confirmant que la sortie de la source lumineuse est conforme aux spécifications), un test de puissance côté réception (confirmant que le signal est supérieur à la sensibilité du récepteur), un calcul de perte de liaison (en soustrayant les deux et en comparant les valeurs de conception), une inspection de l'extrémité de la fibre (propreté et intégrité) et une vérification de la continuité de la lumière rouge (éliminant rapidement les défauts de cavaliers).
Lors de la sélection d’un équipement de test, le prix à lui seul ne devrait pas être un facteur décisif. Un appareil intégré avec à la fois un OPM et une source de lumière rouge (comme le PK56A) est moins cher, plus fiable et prend beaucoup moins de temps que l'achat séparé d'un OPM et d'un stylo à lumière rouge. La valeur fondamentale d'un appareil comme le PK56A n'est pas la précision des mesures, mais la capacité de réaliser une évaluation complète de la liaison fibre optique en 10 minutes au lieu de transporter trois appareils, de changer trois interfaces et de consulter trois tableaux.
Les acheteurs doivent également prêter attention aux détails facilement négligés dans les supports marketing : si l'appareil prend en charge l'exportation de données (pour l'intégration avec les systèmes de gestion d'ingénierie) ; si les adaptateurs de fibre couvrent les types d'interfaces utilisés sur le terrain ; si les longues longueurs d'onde (1 625 nm, pour les tests hors bande du système DW) sont prises en charge ; et si la durée de vie de la batterie permet une journée complète d'utilisation sur le terrain. Ces détails déterminent si l'appareil est réellement utilisé ou s'il finit oublié dans un tiroir. View the PV Test Instruments Collection
Indiquez-nous votre scénario d’application et vos besoins en capacité, et nous trouverons la solution adaptée et vous fournirons un devis sous 24 heures.
Obtenez un devis gratuitPK56A optical power meter, PK56B-E integrated OPM + red light source (2mW/5mW/10mW/20mW) — five series covering the complete needs from basic optical power testing to long-distance red-light fault location. Seven-wavelength coverage, multi-interface compatibility, wide-temperature design — designed for field testing and acceptance at PV plants, telecom base stations, and data centers.
Explore the PV Test Instruments →