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Atténuation et fenêtres de transmission

La lumière s’affaiblit en traversant le verre, et l’ampleur de cet affaiblissement dépend de la longueur d’onde — une courbe à deux bosses et trois creux qui a déterminé les longueurs d’onde utilisées par toute l’industrie. Cette page explique d’où vient la perte (diffusion, absorption, pic d’eau), la quantifie par kilomètre pour chaque type de fibre et fenêtre, ajoute les pertes discrètes des connecteurs et des épissures, et montre comment le total se traduit dans la colonne « dB » de chaque bilan de liaison.

D’où vient la perte

MécanismePhysiqueDépendance à la longueur d’ondePart à 1550 nm
Diffusion de Rayleighdes fluctuations de densité figées dans le verre diffusent la lumière dans toutes les directions∝ 1/λ⁴ — domine aux courtes longueurs d’onde~0,15 dB/km sur 0,2
Absorption infrarougevibrations du réseau de siliceaugmente fortement au-delà de 1 600 nmfaible à 1550, ferme la fenêtre au-delà de 1 700
Absorption OH⁻ (eau)ions hydroxyle issus de la fabricationculmine à 1 383 nm (et 1 240, 950 nm)0 dans une fibre à faible pic d’eau ; jusqu’à 1–2 dB/km dans une fibre ancienne
Absorption par ions métalliquesimpuretés Fe, Cu, Cr—négligeable dans la fibre moderne
Courburesmacro- et microcourburesaugmente avec la longueur d’ondedépend de la conception (La lumière dans la fibre)
Absorption UVtransitions électroniquesbien en dessous de 800 nmsans pertinence pour les télécoms

Le minimum de la somme se situe à ≈ 1 550 nm (0,17–0,20 dB/km dans les meilleures fibres) — c’est pourquoi les liaisons longue distance et le DWDM s’y trouvent.

Les fenêtres

FenêtreLongueur d’ondeAtténuation typique (SMF)Atténuation typique (MMF)Qui l’utilise
1re, 850 nm770–910— (multimode uniquement)2,5–3,5 dB/kmoptiques SR à base de VCSEL, de 1000BASE-SX à 800G-SR8 ; SWDM
2e, 1310 nm (bande O)1 260–1 3600,32–0,40 dB/km0,6–1,5 (MMF à 1300)LX/LR/DR/FR, bande basse CWDM, sens montant PON, dispersion nulle
Bande E1 360–1 4600,35 (fibre à faible pic d’eau uniquement)—canaux CWDM 1371–1451
Bande S1 460–1 5300,25—PON XG-PON montant ? non — GPON descendant 1490, CWDM 1471–1511
3e, 1550 nm (bande C)1 530–1 5650,18–0,22 dB/km—ER/ZR, DWDM, fenêtre de gain EDFA, PON vidéo/1550
Bande L1 565–1 6250,20–0,25—extension DWDM, PON XG-PON descendant 1577, surveillance 1625
Bande U1 625–1 6750,3+—surveillance OTDR de systèmes en service

Noms des bandes et plans de canaux : Bandes de longueurs d’onde.

Atténuation par type de fibre

Fibre850 nm1310 nm1383 nm1550 nm1625 nmMaximums normalisés
OM1 (62,5 µm)3,51,5 (1300)———TIA-568
OM2–OM5 (50 µm)3,0 (2,3 typ.)1,5 (0,7 typ.)———TIA-568
OS1 (intérieur, revêtement serré)—1,0—1,0—ISO 11801
OS2 / G.652.D (faible pic d’eau)—0,35 (0,4 max)≤ 0,40,20 (0,3 max)0,23ITU-T G.652.D
G.652.B (ancienne, pic d’eau)—0,351–20,220,3G.652.B
G.655 NZ-DSF———0,220,25G.655
G.654.E ultra-faible perte———0,170,19G.654
G.657 insensible aux courbures—0,35—0,200,23G.657

Règle de terrain : utilisez le maximum spécifié par le fabricant du câble pour la conception (0,35/0,22), la valeur mesurée pour le dépannage.

Pertes discrètes

ÉlémentTypiqueMarge de conceptionRemarques
Paire de connecteurs, monomode UPC, propre0,1–0,3 dB0,5 dB (TIA), 0,75 dB (anciennes conceptions)connecteurs de grade B ≤ 0,25 dB typique
Paire de connecteurs, APC0,1–0,3 dB0,5 dBplus affaiblissement de réflexion ≥ 60 dB
Paire de connecteurs, multimode0,1–0,5 dB0,75 dB—
Paire MPO-12/160,2–0,5 dB (faible perte ≤ 0,35)0,5–0,75 dBpar paire accouplée, toutes fibres
Épissure par fusion, monomode0,02–0,1 dB0,1–0,3 dBmesurée par OTDR
Épissure par fusion, multimode0,05–0,2 dB0,3 dB—
Épissure mécanique0,2–0,5 dB0,5 dBréparations temporaires
Connecteur sale0,5–3 dB—la perte la plus courante de toutes (Défauts d’infrastructure)
Coupleur 1:23,5 dB3,9 dBchaque doublement ajoute ≈ 3,2–3,5 dB
Coupleur 1:3217 dB17,5–18 dBPON (Classes ODN)
Multiplexeur CWDM (8 canaux)1,0–2,0 dB2,5 dBpar passage ; ×2 pour multiplexeur + démultiplexeur (Bilan CWDM)
DWDM AWG (40 canaux)3–5 dB5–7 dBpar passage
Atténuateur fixe1–20 dB nominal± 0,5 dBpour éviter la saturation du récepteur

Assembler le tout

Perte totale = Σ(longueur de fibre × dB/km) + Σ(paires de connecteurs) + Σ(épissures) + Σ(dispositifs passifs).

Exemple de liaisonFibreConnecteursÉpissuresDispositifsTotal
10 km SMF à 1310 nm, 4 paires de connecteurs, 4 épissures3,52,0 (conception) / 0,8 (typ)0,4 / 0,2—5,9 conception / 4,5 typique
40 km SMF à 1550 nm, 4 paires, 12 épissures8,82,01,2—12,0
300 m OM4 à 850 nm, 2 paires0,91,5——2,4
20 km GPON à 1490 nm, split 1:32, 4 paires, 6 épissures5,02,00,617,525,1 (classe B+ 28 dB)
40 km CWDM à 1550 avec mux/demux8,82,01,05,016,8

À comparer avec le bilan du module : Ingénierie du bilan de liaison.

La longueur d’onde compte double

  1. Perte par kilomètre — un module ER à 1550 nm perd 0,2 dB/km là où un LR à 1310 nm perd 0,35 ; sur 40 km, cela représente 6 dB d’écart, ce qui explique pourquoi ER et ZR se situent à 1550.
  2. Sensibilité aux courbures — les pertes dues aux courbures augmentent avec la longueur d’onde ; une infrastructure qui passe à 1310 peut échouer à 1550 ou 1577 (XG-PON), et une longueur d’onde de test de 1625 nm sert à détecter ces courbures (Tests et mesures).

Dans CodingBox

Le DDM du module donne les deux bouts de l’équation — puissance Tx ici, puissance Rx là — et la différence, relevée au banc avec une jarretière de référence puis dans le rack, est la perte de l’infrastructure ; la comparer au tableau ci-dessus vous indique si l’infrastructure correspond à ce que prévoyait la conception (Le DDM dans l’application, Puissance Rx et bilan de liaison).

La lumière qui revient au lieu d’avancer — réflexion de Fresnel, réflectance et affaiblissement de réflexion par composant et par technologie : Réflexions et affaiblissement de réflexion ; comment l’atténuation augmente avec l’âge — hydrogène, eau, rayonnement, microcourbures : Fiabilité et vieillissement.


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