Puissance Rx et bilan de liaison

La puissance de réception est la seule valeur DDM presque toujours fiable ; elle est le résultat d’une équation simple : ce que l’extrémité distante a émis moins ce que le chemin a perdu. Lisez les deux extrémités et vous obtenez la perte mesurée de la liaison ; comparez-la à ce que l’infrastructure devrait perdre, et vous saurez si le problème vient de la fibre, des connecteurs ou du module, et quelle marge il reste avant que la liaison ne tombe en panne.

L’équation

Rx(ici)        = Tx(extrémité distante) − perte(chemin)
perte(chemin)  = atténuation fibre × longueur + Σ connecteurs + Σ épissures + Σ composants passifs
marge          = Rx(ici) − sensibilité(ce récepteur)

Tx et Rx proviennent tous deux du DDM (Paramètres) ; les éléments de perte viennent du registre de l’infrastructure ou des valeurs typiques suivantes :

Méthode de bilan détaillée pour le CWDM : Mux et bilan CWDM ; conversions d’unités : Unités et conversions.

Exemple chiffré : 10GBASE-LR, 12 km

• Tx à l’extrémité distante (DDM) : −2,5 dBm
• Perte attendue : 12 km × 0,35 = 4,2 dB + 4 paires de connecteurs × 0,4 = 1,6 dB + 6 épissures × 0,1 = 0,6 dB → 6,4 dB
• Rx attendue : −2,5 − 6,4 = −8,9 dBm
• Sensibilité (10GBASE-LR, moyenne) : environ −14,4 dBm → marge attendue ≈ 5,5 dB

Les deux sens

Mesurez A→B et B→A. La perte de la fibre est symétrique à quelques dixièmes de dB près ; un écart supérieur à la précision du DDM (±3 dB, en pratique > 2 dB) signifie que l’asymétrie vient d’une extrémité, pas du chemin :

Par voie sur les optiques parallèles : comparez les quatre ou huit valeurs Rx entre elles avant de les comparer à une spécification (Diagnostic par voie).

Saturation : trop de lumière

Chaque récepteur a une entrée maximale ; au-delà, la photodiode ou le TIA sature et des erreurs apparaissent même si « le signal est fort ». Points de saturation typiques : −1 … 0 dBm pour les récepteurs PIN 10G SR/LR, −3 dBm pour le 1G, −7 … −9 dBm pour les récepteurs APD des modules ZR/DWDM, +2 … +4 dBm pour le PAM4. Un module longue portée sur une liaison courte nécessite un atténuateur : dimensionnez-le pour que la Rx se situe au milieu de la fenêtre (Valeurs typiques, Récepteurs).

La puissance ne fait pas tout : dispersion et pénalités

Les bilans IEEE réservent plusieurs dB pour les pénalités — dispersion, réflexions, gigue — qui n’apparaissent pas comme de la puissance perdue. Pour le 10GBASE-LR, le bilan est de 9,4 dB dont seulement 6,2 dB de perte d’insertion du canal ; le reste est l’allocation de pénalités. Une liaison peut donc afficher « 3 dB de marge » en puissance Rx et rester malgré tout à sa limite sur une longue portée à 1550 nm, en CWDM 1610 nm, ou sur fibre OM1 à 10G. Les symptômes sont des erreurs et des instabilités avec de bons niveaux (Instabilité de liaison) ; le remède est un module tolérant à la dispersion (EML, portée plus courte, débit plus faible) plutôt que davantage de puissance.

Politique de marge

Concevez les nouvelles liaisons avec au moins 3 dB de marge après vieillissement (0,5–1 dB pour le vieillissement du laser sur sa durée de vie, 0,5 dB par épissure de réparation future).

Enregistrement

Enregistrez Tx et Rx aux deux extrémités lors de l’installation : c’est le passeport de liaison (Surveillance). Les lectures ultérieures deviennent alors des écarts, insensibles à la précision absolue de ±3 dB du DDM (Précision et limites).

Dans CodingBox

L’écran DDM affiche Tx et Rx avec les seuils propres au module et les journalise dans le temps ; lire les deux modules d’une liaison sur banc avant l’installation donne les puissances d’émission pour le bilan ci-dessus. Pour un module retiré d’une liaison en panne, l’historique Rx journalisé montre si la perte a augmenté lentement (infrastructure) ou si la Tx du module a chuté (Bias Tx et vieillissement du laser).

Bilans avec coupleurs et fenêtres de classe : Classes ODN et bilan. Liaisons amplifiées où c’est le bruit, pas la puissance, qui limite : Amplification et OSNR.

Détail côté conception : marges selon la norme, pénalités, politique de marge et quatre bilans chiffrés : Ingénierie du bilan de liaison ; mesurer la perte de l’infrastructure avec un LSPM et un OTDR plutôt que de l’inférer du DDM : Tests et mesures.