Unités et conversions

Le travail optique mêle puissance logarithmique, longueurs d’onde, fréquences, débits binaires et débits en bauds. Cette page réunit les conversions dont vous avez besoin sur le banc, avec les raccourcis mentaux que les ingénieurs utilisent réellement.

dB et dBm

dB est un rapport : 10 · log10(P₁/P₂). Il décrit un gain ou une perte.
dBm est une puissance absolue référencée à 1 mW : P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
Ajouter une perte en dB à un niveau en dBm donne un niveau en dBm : −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. Ne jamais additionner deux valeurs en dBm.

dB	Rapport de puissance	Règle pratique
0	×1	—
1	×1,26	environ un quart de plus
3	×2	double / moitié
6	×4	—
10	×10	une décade
20	×100	—
30	×1000	—

dBm	mW	µW	Signification typique
+10	10	10 000	sortie d’amplificateur booster, lancement DWDM
+3	2	2 000	émetteur LR/ER puissant
0	1	1 000	Tx monomode typique
−3	0,5	500	Tx courte portée typique
−10	0,1	100	Rx saine sur une liaison courte
−18	0,016	16	sensibilité de récepteur PIN (10G)
−24	0,004	4	sensibilité de récepteur APD
−30	0,001	1	très faible — vérifier la liaison
−40	0,0001	0,1	plancher de résolution DDM : « pas de lumière »

La puissance DDM brute est stockée par pas de 0,1 µW : brut = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Détails dans Paramètres et unités DDM.

Arithmétique du bilan de liaison

Bilan       = puissance Tx (min)  −  sensibilité Rx            [dB]
Pertes      = fibre (km × dB/km) + connecteurs + épissures + mux/demux + marge
Marge restante = Bilan − Pertes                               (doit rester ≥ 0, idéalement ≥ 3 dB)

Exemple résolu et pertes par composant : Mux/démux CWDM et bilan de liaison.

Élément	Perte typique
Fibre monomode, 1310 nm	0,33–0,35 dB/km
Fibre monomode, 1550 nm	0,18–0,22 dB/km
Fibre multimode, 850 nm	2,5–3,5 dB/km
Paire de connecteurs (propre)	0,1–0,3 dB
Épissure par fusion	0,05–0,1 dB
Épissure mécanique	0,2–0,5 dB
Coupleur 1:2	~3,5 dB ; chaque doublement supplémentaire +3–3,5 dB
Mux CWDM (8 canaux)	1,0–2,5 dB
Mux AWG DWDM (40 canaux)	4–7 dB

Longueur d’onde ↔ fréquence

λ · f = c, avec c ≈ 299 792 458 m/s. Formes pratiques :

λ (nm)   = 299 792,458 / f (THz)
f (THz)  = 299 792,458 / λ (nm)

Longueur d’onde	Fréquence	Remarque
850 nm	352,7 THz	VCSEL multimode
1310 nm	228,8 THz	bande O
1490 nm	201,2 THz	GPON descendant
1528,77 nm	196,1 THz	haut de la bande C (C61)
1550 nm	193,4 THz	centre de la bande C
1552,52 nm	193,1 THz	ancrage ITU (C31)
1563,86 nm	191,7 THz	bas de la bande C (C17)

Dans la bande C, 100 GHz ≈ 0,8 nm et 50 GHz ≈ 0,4 nm. Numérotation des canaux et grille complète : DWDM et la grille ITU, Bandes de longueur d’onde et plans de canaux.

Débit binaire, bauds et codage de ligne

Le nombre sur l’étiquette (10G, 25G, 100G) est le débit utile. Sur la fibre, le signal circule plus vite à cause du codage de ligne et du FEC, et PAM4 transporte deux bits par symbole.

Nominal	Codage de ligne / FEC	Débit de signalisation	Modulation	Débit de symbole
1 GbE	8b/10b	1,25 Gb/s	NRZ	1,25 GBd
10 GbE	64b/66b	10,3125 Gb/s	NRZ	10,3125 GBd
8GFC	8b/10b	8,5 Gb/s	NRZ	8,5 GBd
16GFC	64b/66b	14,025 Gb/s	NRZ	14,025 GBd
25 GbE (par voie)	64b/66b + RS-FEC	25,78125 Gb/s	NRZ	25,78 GBd
32GFC	64b/66b + FEC	28,05 Gb/s	NRZ	28,05 GBd
Voie 50G	RS(544,514)	53,125 Gb/s	PAM4	26,5625 GBd
Voie 100G	RS(544,514)	106,25 Gb/s	PAM4	53,125 GBd
Voie 200G	RS(544,514)	212,5 Gb/s	PAM4	106,25 GBd

Règles : 64b/66b ajoute 3,125 % (×66/64) ; RS(544,514) ajoute encore ~5,8 % (×544/514) ; PAM4 réduit de moitié le débit de symbole pour un débit binaire donné. C’est pourquoi une voie « 100G » tourne à 53,125 GBd et pourquoi les octets DDM de débit de signalisation nominal lisent 103 (×100 Mb/s) pour 10GbE, et non 100. Contexte : FEC et link training.

Taux d’erreur binaire

BER	Signification	Temps entre erreurs à 10 Gb/s
10⁻⁹	mauvais	0,1 s
10⁻¹²	objectif classique sans erreur (optique NRZ)	~100 s
10⁻¹⁵	objectif après FEC pour 25G+	~28 h
2,4×10⁻⁴	seuil typique avant FEC pour RS(544,514)	— corrigé à <10⁻¹⁵

Unités brutes DDM

Mesure	Unité brute	Conversion
Température	1/256 °C, signé	°C = brut / 256
Vcc	100 µV	V = brut × 0,0001
Bias Tx	2 µA	mA = brut × 0,002
Puissance Tx / Rx	0,1 µW	mW = brut × 0,0001 ; dBm = 10·log10(mW)

Distances et unités de fibre

Champs de longueur du module : SMF en km (octet 14) et 100 m (octet 15) ; multimode en unités de 10 m (octets 16–19) ou en mètres pour le cuivre — voir Référence rapide du plan mémoire.
1 dB de perte supplémentaire ≈ 3 km de monomode à 1310 nm, ≈ 5 km à 1550 nm, ≈ 300 m de multimode à 850 nm.

Dans CodingBox

CodingBox effectue toutes les conversions DDM et affiche les valeurs en unités d’ingénierie sur l’écran DDM, avec les octets bruts disponibles dans l'EEPROM editor quand vous devez vérifier une conversion à la main.

Appliquer ces conversions à une liaison en direct — perte attendue, marge, les deux sens : Puissance Rx et bilan de liaison ; fenêtres attendues pour comparaison : Valeurs typiques.

Portées standard par PMD et grade de fibre à intégrer dans le bilan : Tableaux de portée ; comment les fiches techniques indiquent la puissance Tx, la sensibilité et le BER — et comment les normaliser : Lire une fiche technique.

La méthode de conception complète derrière cette arithmétique — marges par norme, pénalités, politique de marge, exemples résolus, atténuateurs : Ingénierie du bilan de liaison.

Le reste de l’arithmétique de la fibre avec des exemples résolus — paramètres de guidage, dispersion, bilans, réflexions, distance OTDR, latence, contrainte de courbure : Formules et calculs.

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